BGA芯片焊接培训
BGA元件的维修技术与操作技能（上）
一． BGA维修中要重视的问题
因为BGA封装所固有的特性，因此应谨记以下几点问题：
①防止焊拆过程中的超温损坏。
②防止静电积聚损坏。
③热风焊接的风流及压力。
④防止拉坏PCB上的BGA焊盘。
⑤BGA在PCB上的定位与方向。
⑥植锡钢片的性能。
BGA在PCB板上的装联焊接本是电子工厂自动化设备进行的，业余情况下碰到上述的问题虽有难度，但凭着细心、严谨、科学的态度，借助先进的返修设备工具，操作容易、成功率是较大的。
二． BGA维修中要用到的基本设备和工具
BGA维修的成败，很大程度上决定于植锡工具及热风枪。我们及很多同行碰到最多的难题还是植锡困难和850操作温度和风压无谱，就算采用白光850热风枪也都会因电压变动的原因，温度和气流也很难掌握，不知不觉中损坏BGA和主板，因此成功率不高。 我们从维修设备市场几经筛选，从精度、可靠性、科学性角度最终还是选用了以下的设备和工具（如下图）：
① SUNKKO 852B 智能型热风拆焊器。
② SUNKKO 202 BGA防静电植锡维修台。
③ SUNKKO BGA专用焊接喷头。
④ SUNKKO 3050A 防静电清洗器。
而真空吸笔、放大镜（显微镜更好）则作为辅助使用。
三． BGA的维修操作技能
⑴．BGA的解焊前准备。
将SUNKKO 852B的参数状态设置为：温度280℃~310℃；解焊时间：15秒；风流参数：×××（1~9档通过用户码均可预置）；
最后将拆焊器设到自动模式状态，利用SUNKKO 202 BGA 防静电植锡维修台，用万用顶尖将笔记本PCB板装好并固定在维修台上。
⑵．解焊。
解焊前切记芯片的方向和定位，如PCB上没有印定位框，则用记号笔沿四周划上，在BGA底部注入小量助焊剂，选择合适被解焊BGA尺寸的BGA专用焊接喷头装到852B上，
将手柄垂直对准BGA，但注意喷头须离开元件约4mm，按动852B手柄上的启动键，拆焊器将以预置好的参数作自动解焊。解焊结束后在2秒后用吸笔将BGA取下，这样可使原锡球均匀分在PCB和BGA的焊盘上，好处是便于续后的BGA焊接。如出现PCB焊盘上有余锡搭连，则用防静电焊台处理均匀，严重的搭连，可以PCB上再涂一次助焊剂，再次启动852B对PCB加温，最终使锡包整齐光滑。通过防静电焊台采用吸锡带将BGA上的锡完全吸除。注意防静电和不要过温，否则会破坏焊盘甚至主板。
⑶．BGA和PCB的清洁处理。
使用高纯的洗板水将PCB焊盘清洁擦净，采用超声清洗器（要带防静电装置）装入洗板水，将拆下的BGA进行清洗干净。
⑷．BGA芯片植锡。
BGA芯片的植锡须采用激光打孔的具有单面喇叭型网孔之钢片，钢片厚度要求有2mm厚，并要求孔壁光滑整齐，喇叭孔的下面（接触BGA的一面孔）应比上面（刮锡进去小孔）大10μm~15μm。（上述两点通过十倍的放大镜就可以观察出）。这样才能使漏印而锡浆容易落到BGA上，要注意现市场上较多的劣质钢片都不是激光加工的，而是化学腐蚀法，它除了孔壁粗糙不规则，网孔没有喇叭形或出现双面喇叭孔，这类钢片在植锡时碰到的困难就很大了。采用上述的BGA维修台中之植锡功能→模板和钢片，先在定位模板找到相应的凹位，将BGA元件用双面胶粘到凹槽内，将带有精密定位方、圆孔的钢片放到定位模板上，再用其附件磁力压块将钢片压贴模板上。由于该套工具独特的三重精密定位装置（BGA→模板→钢片），保证就算闭上眼亦能将钢片网孔很方便、很准确地对准BGA元件小焊盘（但切记钢片刻有字的为向上）。用小刮刀将小量的、较浓稠的锡浆刮到钢片的网孔里，当所有网孔已充满后，从钢片的一端将钢片慢慢地掀起，BGA芯片上即漏印出小锡堆，再次用拆焊器如前述对其加温，使BGA上锡堆变成列阵均匀的锡球。如个别焊盘未有锡球，可再压上钢片进行局部补锡。 我们不赞同连钢片一起加温的办法，因为这样除影响植锡球外，还会将精密的钢片热变形而损坏。
⑸．BGA芯片的焊接。
在BGA锡球和PCB焊盘上沾上小量较浓的助焊剂（要求高纯，可采用活性松香加入到分析纯酒精中溶解出），找回原来的记号放置BGA。助焊的同时可对BGA进行粘接定位，防止被热风吹走，但要注意不能放太多焊剂，否则加温时亦会由于松香产生过多的气泡使芯片移位。PCB板同样亦是安放于防静电维修台中用万用顶尖固定并须水平安放。将智能拆焊器参数预设为温度260℃~280℃，焊接时间：20秒，气流参数不变。BGA喷咀对准芯片并离开4mm时，触发自动焊接按钮。随着BGA锡球的熔化与PCB焊盘形成较优良的锡合金焊接，并通过锡球的表面张力使芯片即使原来与主板有偏差亦会自动对中，如此大功告成。注意焊接过程中不能对BGA进行施压力，哪怕风压太大亦会使BGA下面锡球间出现短路。
单面喇叭孔印锡
四． BGA焊接过程的分析
大家知道BGA元件的娇，亦知道PCB主板的嫩，是异常精密的多层立体交叉式布线，大部分的过层走线只有头发丝的几分之一，因此在焊接过程中往往是决定BGA成败的关键。拆焊器的操作与调整相当重要，一是温度，二是气流风压，都必须一清二楚，不能随便，否则前功尽废，甚至带来无可修复毁坏结果，所以使用传统850型热风枪就要格外小心，最好先用温度计先测量出热风温度，切不要拿BGA线路板去试吹。为什么相当维修人员觉得焊接BGA太难，主要还是无法掌握热风枪的热风参数，依靠主观判断或经验去焊接高要求、高精度的BGA元件，从实际和科学的角度上来看，非常的不严谨，自然成功的几率也就低了。超温焊接操作，虽然速度很快，但带来两个问题：
①BGA锡球应与PCB焊盘所形成的合金成份变得脆、硬并且由于高温氧化而生成疏松的晶粒结构，PCB在装机时氧化的锡球受力容易断裂，出现不良虚焊。
②超温会使嫩的多层布线主板局部过热变形，严重时起泡分层而报废。同时，现时相当多的维修者使用热风枪吹焊BGA时因为没有专用BGA风咀，简单采用将热风枪原喷咀拿掉进行操作，由于此时的热风范围很大，往往是将BGA旁的SMD元件一起受热，造成了BGA是焊好了，但其周边的不耐热元件（如钽电解电容、陶瓷元件等）则烧坏，而使用BGA专用风咀就可以安全避免这问题的发生。 过大的风流风压施加在BGA芯片上，等同于外力压到芯片上，由于BGA芯片轻而薄，有可能使锡球内部搭连，前功尽弃。因此，在焊接BGA过程中，科学地设置合适的温度、风流、时间、焊接区域四个参数显得尤为重要。
五． BGA焊接后的检查与PCB主板的清洗
非专业人员都不具备专用检查BGA焊接质量的X线探测设备，因此我们只能借助放大镜灯对已焊上PCB的BGA元件进行检查，主要是芯片是否对中，角度是否相对应，与PCB 是否平行，有无从周边出现焊锡溢出，甚至短路等，否则都要重新拆焊，绝不能草率地通电试机，以免扩大故障面。而只有在检查无误时方可通电检查电性能和功能。另外，在通电检查性能功能正常后，应对BGA元件及PCB进行超声清洗，以去掉多余的助焊剂和有可能出现的锡屑。
