本应用笔记阐明从印刷电路板(PCB)移除塑封球栅阵列的主张程序。
封装描绘
PBGA是一种封装方式，其主要区别性特征是运用焊球阵列来与基板(如PCB)触摸。此特性使得PBGA相关于其他引脚装备不同的封装方式(如单列、双列直插、四列型)有一个优势，那就是能够完成更高的引脚密度。PBGA封装内部的互连通过线焊或倒装芯片技能完成。包含集成电路的PBGA芯片封装在塑封材猜中。
图1.PBGA器材示意图
PBGA器材返修
将PBGA器材装置到PCB上之后，若发现缺点，应当返修以移除不良器材，并换上作业正常的器材。移除器材之前，应加热不良器材直至焊接接头液化，以便于从电路板上移除不良器材。
惯例返修程序如下：
1. 预备板子。
2. 移除器材。
3. 清洁PCB焊盘。
4. 涂敷焊膏。
5. 器材对齐和贴片。
6. 固定器材。
7. 查看。
移除器材和分层
移除器材时，或许会在PBGA和/或PCB上产生机械应力。应当心移除不良器材，防止损害PCB、附近器材及不良器材自身，特别是若用户计划对不良器材进行毛病剖析时。PBGA器材上若有过大应力，例如将器材加热到额外峰值温度以上或过度露出于高温下，或许导致封装分层或外部物理损坏(参见图2和图3)。关于要做进一步剖析的器材，移除不妥所引起的分层会加大找出真实毛病机制的难度。因而，为了进行有用的毛病剖析，妥善移除不良器材是十分必要的。
图2.过度加热引起PBGA器材的基板和塑封资料之间分层(通过扫描声学显微镜观测)
图3.过度加热导致PBGA上呈现裂纹的低放大率图画(侧视图)
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预备板子
强烈主张在返修开端前对PCB组件进行干烘，以消除残留水分。若不消除，在回流期间，残留水分或许会由于“爆米花效应”而损害器材。在125°C下烘烤PCB组件至少4小时，只需这些条件不超越PCB上其他器材的额外限值。假如这些条件超越其他器材的额外限值，则应运用联合行业规范IPC/JEDEC J-STD-033中阐明的备选烘烤条件。
移除器材
可运用不同的东西来移除器材。为了移除器材，或许要加热器材，直至焊料回流，然后在焊料仍处于液态时通过机械手法移除器材。可编程热空气返修体系可提供受控温度和时刻设置。
返修时应遵从器材装置所用的温度曲线。返修温度不得超越湿度灵敏度等级(MSL)标签上规则的峰值温度。加热时刻能够缩短(例如针对液化区)，只需完成了焊料彻底回流即可。焊料回流区处于峰值温度的时刻应小于60秒。拾取东西的真空压力应小于0.5 kg/cm2，以防器材在到达彻底回流之前顶出，而且防止焊盘浮离。请勿再运用从PCB上移除的器材。
操控返修温度防止损坏PBGA器材和PCB。应当考虑由于热质量不同，比较根据引线框的封装，例如规范外形%&&&&&%(SO%&&&&&%)和引线框芯片级封装(LFCSP)，PBGA的加热速度或许更快。留意，用耐热带盖住器材周围的区域可提供进一步的维护。此外，主张加热PCB下方以下降PCB上下两面的温差，使板曲折最小。
界说返修东西设置时，应标定温度曲线。初次返修特定器材时，这种标定特别重要。还需要运用不同的主体尺度、焊料成分或不同的PCB资料、装备、尺度和厚度对PBGA器材进行标定，由于它们或许有不同的热质量值。
标定有必要包含对温度、时刻和设备东西的其他设置进行监控(参见图4)。应将热电偶装置到板组件的不同部分，如PBGA器材上部和PCB上部(参见图5)。剖析时刻和温度曲线数据，从评价中取得器材移除的有用参数。
图4.器材移除评价的简化流程图
图5.器材移除标定设置示意图
清洁PCB焊盘
移除PBGA器材之后，PCB上的焊盘会有过多的焊料，有必要在装置替换PBGA器材之前予以整理。焊盘整理可分为两步：
1. 去锡。运用吸锡线和刀片型烙铁去除焊盘上过多的焊料(参见图6)。所选刀片的宽度应与器材占用的最大宽度相匹配。刀片温度有必要足够低，以防止损坏电路板。可将焊剂涂在焊盘上，然后用吸锡线和烙铁去除过多焊料。
图6.PCB焊盘去锡
2. 清洁。在返修区域上用清洗剂清洁，并用无绒布擦洁净。运用的清洗剂取决于原始总成所用的焊膏类型。
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涂敷焊膏
在将替换PBGA器材装置到电路板上之前应涂敷焊膏，意图是替代开始装置电路板时涂敷的焊膏，然后保证PBGA焊接接头的可靠性。给每个焊球涂敷的焊膏量有必要共同，防止在电路板上装置PBGA时产生不共面问题。
可运用模板来将焊膏涂敷到PCB焊盘上。模板对齐精度是使回流焊锡处理坚持均匀的要害。运用与电路板装置相同的PBGA孔径几许图形和模板厚度。运用梯形孔径(参见图7)以保证焊膏均匀开释并削减污点。
图7.模板孔径几许图形(A比B长)
某些情况下，运用模板将焊膏均匀精确地涂敷在PCB焊盘上或许不可行，特别是关于器材密度高或几许空间严重的电路板。这种情况下，应考虑将焊膏涂敷在器材底部的焊球上。为此，可运用模板将焊膏涂敷在焊球上端，或将焊膏分配给一切焊球(参见图8和图9)。可运用专门规划的夹具和/或返修设备来到达这一意图。
图8.焊膏模板将焊膏印制到焊球上
图9.将焊膏分配到焊球上
器材对齐和贴片
将器材精准贴放到电路板上是很重要的。带分光束光学体系的贴片设备有助于PBGA和电路板的对齐。此类成像体系涉及到将PBGA焊球镜像叠放在PCB焊盘镜像上(参见图10)。贴片机有必要具有支撑用户沿x轴和y轴进行微调(包含旋转)的才能。
图10.运用分光束光学体系对齐PCB和器材
贴片精度取决于所用的设备或工艺。尽管PBGA封装在回流焊过程中往往会主动对齐，但应保证贴片差错小于PCB焊盘宽度的50%。若对齐差错过大，焊料桥接或许引起电气短路。
固定器材
因一切回流参数均通过优化，故应运用原始装置过程中拟定的热曲线。
查看
回流之后，查看装置好的PBGA有无缺点，如未对齐或受损等。运用X射线查看有无问题，如焊料桥接和锡珠等。如有必要，履行电气验证测验以验证器材功用正常。
