BGA返修作業(yè)指導(dǎo)書(shū)

PAGEBGA返修作業(yè)指導(dǎo)書(shū)一、操作指導(dǎo)概述本文主要描述的是在BGA返修設(shè)備（RD-500）上進(jìn)行有鉛、無(wú)鉛工藝單板面陣列器件維修的操作流程及在維修過(guò)程中需要注意的事項(xiàng)。二、操作指導(dǎo)說(shuō)明1定義BGA：集成電路的一種封裝形式，其輸入輸出端子(包括焊球、焊柱、焊盤(pán)等)在元件的底面上按柵格方式排列。包括但不限于PBGA、UBGA、WBGA、TBGA、CBGA及CCGA。無(wú)鉛BGA：錫球成分為無(wú)鉛焊料的BGA。無(wú)鉛BGA信息來(lái)源：對(duì)于有編碼的BGA芯片通過(guò)PDM進(jìn)行確認(rèn)；對(duì)于新器件暫時(shí)查詢不到器件資料的BGA芯片，由客戶(需要維修單板的人員)提供器件信息。混合工藝：指使用有鉛錫膏和無(wú)鉛BGA裝聯(lián)的工藝。2目的指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)操作人員在使用返修設(shè)備返修有鉛、混合、無(wú)鉛工藝單板面陣列器件時(shí)，如何進(jìn)行程序選擇及調(diào)用、規(guī)范操作人員操作方法和過(guò)程，保證返修單板的返修質(zhì)量。3適用范圍適用于返修有鉛、混合及無(wú)鉛工藝單板上面陣列器件如PBGA、QFP、PLCC、SOIC、CSP、BGA插座等時(shí)程序的選擇、調(diào)用及返修操作。4崗位職責(zé)和特殊技能要求崗位職責(zé)特殊技能要求維修操作員設(shè)備正確操作、維護(hù)設(shè)備，填寫(xiě)各種相關(guān)記錄表格。緊急故障處理。具備熟練的維修操作技能維修工程師設(shè)備故障排除、設(shè)備參數(shù)設(shè)置及管理，為生產(chǎn)一線操作、保養(yǎng)提供技術(shù)支持，程序調(diào)制與規(guī)劃管理，工藝技術(shù)支持。返修設(shè)備工作原理、過(guò)程，調(diào)試返修溫度曲線內(nèi)容5.1返修工具、輔料及設(shè)備5.1.1返修工具：BGA返修臺(tái)、電鉻鐵、刮刀、小鋼網(wǎng)、真空吸筆、剪刀、鑷子、畫(huà)筆（涂焊膏用）5.1.2輔料：膏狀助焊劑Alphametals(免洗型LR721H2HV)；清洗劑YC336（有鉛使用），SC-10（無(wú)鉛使用）；吸錫編帶；有鉛錫膏(Sn63Pb37、NC-92J)；無(wú)鉛錫膏(Sn96.5Ag3.0Cu0.5)；碎白布5.1.3返修設(shè)備RD-500返修臺(tái)RD-500返修臺(tái)有3個(gè)加熱系統(tǒng)，其中上和下精確加熱目標(biāo)芯片和線路板的是熱風(fēng)型加熱。第3個(gè)是一種區(qū)域發(fā)熱體，從底部逐步地加熱整個(gè)的印制線路板。RD-500需要配備不同尺寸的熱風(fēng)噴嘴進(jìn)行返修不同的器件。圖15.1.4各輔助專業(yè)工具：圖2圖3助焊膏、畫(huà)筆、吸錫繩印刷小鋼網(wǎng)、刮刀5.2操作流程001生產(chǎn)前準(zhǔn)備一單板烘烤準(zhǔn)備及相關(guān)要求：1）根據(jù)暴露時(shí)間不同，將單板分別給出不同的烘烤要求,單板暴露時(shí)間：以單板制成板條碼上的加工月份時(shí)間為準(zhǔn)，當(dāng)月單板默認(rèn)1個(gè)月，以此類(lèi)推。2）烘烤時(shí)間SMT送修單板默認(rèn)小于24小時(shí)，可以不經(jīng)過(guò)烘烤，BGA返修接收單板后10小時(shí)內(nèi)完成返修。特殊單板、送修人員特殊需求，如器件分析等；反饋工藝人員給出烘烤要求非上2條的其它送修單板，按如下規(guī)定進(jìn)行烘烤。暴露時(shí)間≤2個(gè)月2個(gè)月以上烘烤時(shí)間10小時(shí)20小時(shí)烘烤溫度105±5℃105±5℃3）在烘板前，接收人員可要求維修送板人或項(xiàng)目人要將溫度敏感組件拆下后進(jìn)行烘烤，例如光纖、電池、塑膠類(lèi)拉手條等；否則，造成的器件受熱損傷由送板人自行處理。（被拆下器件的安裝等由原來(lái)送板責(zé)任人處理；BGA維修不負(fù)責(zé)該工作。）4）所有單板，烘烤完成取出單板后10小時(shí)內(nèi)完成BGA返修作業(yè)。5）10小時(shí)內(nèi)不能完成BGA返修作業(yè)的PCB及物料，須放置在干燥箱保存。二單板返修前檢查、準(zhǔn)備注意事項(xiàng)：1）查看單板上是否有扣板和返修芯片(單板返修面與背面)周?chē)?0mm以內(nèi)有高度超過(guò)20mm(只要與熱風(fēng)噴嘴產(chǎn)生干涉)的器件，需將扣板及干涉返修的器件拆卸后才可返修；2）若返修單板正面、背面有光纖、附件區(qū)域的電池需要拆除后才可返修；3）若返修單板背面距離返修芯片10mm及10mm以外有散熱器、插裝晶振、電解電容、塑膠導(dǎo)光柱、非高溫條形碼、BGA、BGA插座及通孔塑封器件如塑封連接器，須其表面進(jìn)行貼5-6層高溫膠紙密封后才可返修。若在10mm以內(nèi)則需要將相應(yīng)器件拆除(BGA除外)后才可以返修；其他可能在返修過(guò)成受熱影響的BGA及其他芯片，塑封器件，需進(jìn)行相應(yīng)隔熱處理。出現(xiàn)以上4種情況涉及拆、裝相關(guān)器件時(shí)，請(qǐng)送修人自行拆卸后，再送BGA返修工段進(jìn)行返修，否則，造成的器件受熱損傷由送板人自行處理。三返修輔料的確定1）返修的器件是CCGA、CBGA、對(duì)貼BGA及錫球材料不是63/37的焊錫材料時(shí)，必須使用印刷錫膏方式進(jìn)行返修。錫膏的種類(lèi)依據(jù)機(jī)種作業(yè)指導(dǎo)書(shū)中規(guī)定的錫膏進(jìn)行選別2）當(dāng)是63/37的焊錫材料時(shí)，可用助焊膏或印刷錫膏方式焊接；當(dāng)使用錫膏焊接時(shí)，需要用與器件焊盤(pán)相對(duì)應(yīng)的印錫小鋼網(wǎng)進(jìn)行印錫。錫膏的種類(lèi)依據(jù)機(jī)種作業(yè)指導(dǎo)書(shū)中規(guī)定的錫膏進(jìn)行選別，助焊膏均使用ALPHA助焊膏LR721H2,100g/瓶3）無(wú)鉛器件的返修，針對(duì)小于15*15mm的BGA，可以使用涂助焊膏的方式焊接，其他大尺寸BGA必須使用刷錫膏的方式焊接。錫膏的種類(lèi)依據(jù)機(jī)種作業(yè)指導(dǎo)書(shū)中規(guī)定的錫膏進(jìn)行選別，助焊膏均使用ALPHA助焊膏LR721H2,100g/瓶四返修設(shè)備及其他要求1）返修前，如果設(shè)備超過(guò)30min沒(méi)有加熱，必須對(duì)設(shè)備進(jìn)行預(yù)熱。預(yù)熱程序可為任何返修程序2）單板定位與支撐支撐桿的位置：支撐桿盡量對(duì)稱分布（盡量使得單板受熱均勻?yàn)樵瓌t），不能碰到底部的器件。支撐桿位置優(yōu)選位于PCB板中間，使PCB保持平面，不能支撐到器件上，并且將卡扣扣緊及定位銷(xiāo)鎖緊。對(duì)于較小PCB，可以采取旋轉(zhuǎn)支撐塊90度來(lái)進(jìn)行固定。（圖4）圖4圖53）加熱噴口的選擇和更換i.選用實(shí)際尺寸比BGA大2～5mm的噴口，注意噴口不能損壞到周邊的元器件，噴口使用完后要放回工裝架的對(duì)應(yīng)位置上。ii.噴口的更換：拿噴口本體部位轉(zhuǎn)30度即可更換發(fā)熱體上的噴口。注意在更換上部噴口時(shí)一定不要強(qiáng)力拔出，避免損傷真空吸桿和連接的硅膠吸嘴及墊圈。（圖5）002拆除BGA將返修單板放置在返修臺(tái)上，從各設(shè)備對(duì)應(yīng)的拆除BGA程序目錄中選定相應(yīng)的返修程序?qū)GA進(jìn)行加熱。程序運(yùn)行完畢，從返修臺(tái)取下器件。1）當(dāng)程序庫(kù)中有和單板名稱相對(duì)應(yīng)的程序時(shí)，優(yōu)先選用和單板名稱相同的程序。一般可依據(jù)BGA的尺寸、大小選取對(duì)應(yīng)的返修程序。（返修程序見(jiàn)5.3條BGA拆/焊程序選擇對(duì)應(yīng)關(guān)系表）2）返修程序運(yùn)行完畢后，由設(shè)備自動(dòng)吸取被拆器件，當(dāng)器件表面粗糙不平情況下允許采用鑷子夾?。徊捎描囎訆A取時(shí)，先用鑷子輕輕撥動(dòng)器件，確定器件已經(jīng)完全融化后立即夾起。3）拆卸器件后，清理焊盤(pán)前，檢查被拆下器件焊盤(pán)是否有焊盤(pán)掉落，受損等缺陷，如有異常，反饋工程師處理。4）拆卸完的BGA，若需要重復(fù)利用，則需要對(duì)BGA植球，具體操作細(xì)節(jié)按《BGA植球作業(yè)指導(dǎo)書(shū)》進(jìn)行。003清理焊盤(pán)將單板放置在工作臺(tái)上并用烙鐵、吸錫繩將焊盤(pán)上多余的殘錫吸走，平整焊盤(pán)。清理時(shí)將吸錫繩放置于焊盤(pán)上，一手將吸錫繩向上提起，一手將烙鐵放在吸錫繩上，輕壓烙鐵，將BGA焊盤(pán)上殘余焊錫融化并吸附到吸錫線上后，再將吸錫線移至其他位置，去吸取其余部分的焊錫，不能用力在焊盤(pán)上進(jìn)行拖拉，避免將焊盤(pán)損壞。有鉛器件焊盤(pán)清理，烙鐵溫度<實(shí)測(cè)值>340+/-40℃；無(wú)鉛器件焊盤(pán)清理，烙鐵溫度<實(shí)測(cè)值>370+/-30℃；對(duì)于CBGA、CCGA焊盤(pán)清理，烙鐵溫度設(shè)置<實(shí)測(cè)值>400+/-30℃。清理后用清洗劑清除器件和PCB焊盤(pán)上的焊錫殘留物和外來(lái)物質(zhì)等，清理干凈后用20X-50X放大鏡檢查器件和PCB焊盤(pán)，線路等有無(wú)劃傷、脫落受損等缺陷；若有反饋工程師處理。004涂抹輔料根據(jù)001中第三點(diǎn)，確定是采用印錫還是刷涂助焊膏方式進(jìn)行返修。印刷錫膏和刷涂助焊膏的方式如下所述。一刷涂助焊膏：用畫(huà)筆蘸少許助焊膏（圖6），在焊盤(pán)上來(lái)回輕輕涂抹（圖7）。檢查焊盤(pán)上助焊膏的涂抹情況，要求助焊膏涂布均勻。單板上不可有助焊膏堆積現(xiàn)象。檢查涂抹好助焊膏的單板焊盤(pán)，不可有纖維、毛發(fā)等殘留；若有需要重新清洗后，再次涂抹。圖6圖7二印錫膏選擇對(duì)應(yīng)的印錫鋼網(wǎng)，將印錫的小鋼網(wǎng)定位并用膠帶粘貼與PCB上（以固定鋼網(wǎng)，并防止錫膏外溢）；注意需要使鋼網(wǎng)開(kāi)口和焊盤(pán)完全重合，不錯(cuò)位。（圖8）用刮刀取適量錫膏，然后在小鋼網(wǎng)上刮過(guò)。刮錫膏時(shí)盡量使錫膏能在鋼網(wǎng)和刮刀之間滾動(dòng)。（圖9）用手或工具向上慢慢的提起鋼網(wǎng)，提取的過(guò)程中，要減少手的抖動(dòng)。目檢印錫質(zhì)量及周?chē)欠裼袨R錫，看焊盤(pán)是否有漏印、連錫、少錫、拉尖、偏位等不良情況。（圖10）有則需要用洗板水將焊盤(pán)清理干凈，并待洗板水揮發(fā)后重新印刷。清洗鋼網(wǎng)和刮刀，放回原位，待下次取用。圖8：鋼網(wǎng)對(duì)位、固定圖9：涂布錫膏圖10：檢查印錫質(zhì)量備注：1.針對(duì)布局較密，PCB上無(wú)法放置小鋼網(wǎng)的情況，也可以用在器件上印錫的方式。用植球鋼網(wǎng)放置在BGA球上，印錫膏的方法與PCB上印錫膏方法相同，注意小心操作，避免損壞BGA。2.印刷的錫膏，助焊膏，清洗用的環(huán)保水等輔料的使用參考《維修用輔料使用規(guī)范》，并記錄在相應(yīng)的不良板條碼中005貼放BGA1）將涂抹好輔料的單板平穩(wěn)放置在工作臺(tái)上，并對(duì)單板底部進(jìn)行均勻支撐（具體按001生產(chǎn)前準(zhǔn)備中的單板定位與支撐要求進(jìn)行設(shè)置）。啟動(dòng)影像對(duì)位系統(tǒng)，將器件放在機(jī)器噴口中的吸嘴上，使器件和焊盤(pán)的影像重合，運(yùn)行機(jī)器，完成貼放動(dòng)作。（具體步驟參見(jiàn)《RD-500操作規(guī)程》）貼放BGA前，需核對(duì)BGA的編碼、方向要和維修單板一致；檢查BGA器件的焊球是否有異常，如焊球大小不一、缺球、焊球形狀不規(guī)則等。2)貼放器件，一定要仔細(xì)觀察、調(diào)整，使器件圖像和焊盤(pán)圖像完全重合，或核對(duì)器件絲印框與器件平齊。采用印錫返修時(shí)，必須使用設(shè)備將BGA貼放在PCB上，不得使用手工放置。采用刷助焊膏返修時(shí)，可以用手工放置器件。普通單板，以絲印框?yàn)闇?zhǔn)進(jìn)行對(duì)位；如果是無(wú)絲印單板，以焊盤(pán)對(duì)角的蝕刻框?yàn)闇?zhǔn)對(duì)位；無(wú)任何外框標(biāo)記的單板，必須采用機(jī)器對(duì)位、貼片。3）器件貼放后，需要檢查返修器件的高度是否一致，是否高度不平、器件傾斜等異常。006焊接BGA先按001生產(chǎn)前準(zhǔn)備中的單板定位與支撐要求進(jìn)行設(shè)置好支撐并定位好PCB，位置確定后再?gòu)母髟O(shè)備的焊接BGA程序目錄中調(diào)用相應(yīng)程序?qū)GA進(jìn)行加熱，程序運(yùn)行完畢，完成器件焊接過(guò)程。待單板冷卻后取走PCB。注意操作過(guò)程中需密切關(guān)注單板焊接情況，若有燒焦、嚴(yán)重變形等異常，需立即停止機(jī)器，保留現(xiàn)場(chǎng)，并反饋工程師處理。同一塊PCB板最多返修3次，同一個(gè)BGA最多返修2次。007焊后檢驗(yàn)焊接完成，需要對(duì)單板進(jìn)行檢驗(yàn)。重點(diǎn)檢驗(yàn)以下事項(xiàng)：1）目視BGA四周的焊點(diǎn)，看是否有虛焊，連錫，背面冒錫珠等缺陷。并用X-Ray確定沒(méi)有焊接質(zhì)量問(wèn)題后（必要時(shí)可用3D顯微鏡檢查焊接狀況），才可以進(jìn)行下一塊單板返修或交接給下一工序。2）檢查被焊接器件周?chē)欠裼袨R錫、及其它缺陷，檢查單板背面是否有CHIP件等被頂針壓壞。3）用洗板水清洗BGA周?chē)嘤嗟闹父鄽埩簟?.3BGA返修拆、焊程序選用對(duì)應(yīng)表拆B(yǎng)GA程序選用對(duì)應(yīng)表—有鉛BGA大小單板厚度15×15+/-5mm25×25+/-4mm33×33+/-3mm42×42+/-5mm1.6MM+/-10%R-1.6mm-15×15R-1.6mm-25×25R-1.6mm-33×33R-1.6mm-42×422MM+/-10%R-2mm-15×15R-2mm-25×25R-2mm-33×33R-2mm-42×422.5MM+/-10%R-2.5mm-15×15R-2.5mm-25×25R-2.5mm-33×33R-2.5mm-42×423MM+/-8%R-3mm-15×15R-3mm-25×25R-3mm-33×33R-3mm-42×42焊BGA程序選用對(duì)應(yīng)表—有鉛BGA大小單板厚度15×15+/-5mm25×25+/-4mm33×33+/-3mm42×42+/-5mm1.6MM+/-10%P-1.6mm-15×15P-1.6mm-25×25P-1.6mm-33×33P-1.6mm-42×422MM+/-10%P-2mm-15×15P-2mm-25×25P-2mm-33×33P-2mm-42×422.5MM+/-10%P-2.5mm-15×15P-2.5mm-25×25P-2.5mm-33×33P-2.5mm-42×423MM+/-8%P-3mm-15×15P-3mm-25×25P-3mm-33×33P-3mm-42×42拆B(yǎng)GA程序選用對(duì)應(yīng)表—無(wú)鉛BGA大小單板厚度15×15+/-5mm25×25+/-4mm33×33+/-3mm42×42+/-5mm1.6MM+/-10%R-1.6mm-15×15-PBFR-1.6mm-25×25-PBFR-1.6mm-33×33-PBFR-1.6mm-42×42-PBF2MM+/-10%R-2mm-15×15-PBFR-2mm-25×25-PBFR-2mm-33×33-PBFR-2mm-42×42-PBF2.5MM+/-10%R-2.5mm-15×15-PBFR-2.5mm-25×25-PBFR-2.5mm-33×33-PBFR-2.5mm-42×42-PBF3MM+/-8%R-3mm-15×15-PBFR-3mm-25×25-PBFR-3mm-33×33-PBFR-3mm-42×42-PBF焊BGA程序選用對(duì)應(yīng)表—無(wú)鉛BGA大小單板厚度15×15+/-5mm25×25+/-4mm33×33+/-3mm42×42+/-5mm1.6MM+/-10%P-1.6mm-15×15-PBFP-1.6mm-25×25-PBFP-1.6mm-33×33-PBFP-1.6mm-42×42-P