一种基于红外与热风混合加热技术的BGA植球方法与流程

本发明涉及bga植球技术领域，具体的说是一种基于红外与热风混合加热技术的bga植球方法。

背景技术：

随着微电子技术的发展，电子产品已经进入大规模集成时代。军机机载电子产品功能复杂，板件的集成度也更高，大规模集成电路特别是bga类封装器件已广泛运用，且军机产品具有小品量、多品种、价值高等属性，对故障产品的维修也是发展需要。bga类器件通常是产品功能核心的控制部分，功能复杂，价格昂贵，对器件功能完好仅是焊接故障的bga器件，可以对其进行重新植球后再进行回流焊接，完成故障板件的维修。避免因采购板件或是bga器件而产生的经费支出。bga芯片封装复杂，引脚数从几十到一千不等，且引脚间距只有1mm左右，bga植球是能否成功完成bga可靠焊接的核心环节。

由于带bga器件的板件维修难度较大，针对bga进行植球维修的单位和人员极少。目前最常见的bga植球方法通常采用热风法，该方法首先须要把bga器件放在植球治具内然后施加相应直径的锡球或是在bga植球钢网上涂覆焊锡膏，完成后仅通过热风系统加热焊球或是焊锡膏，进而熔化焊锡实现植球操作。热风系统技术存在两点不足：一是热风口热量分布的不均匀导致bga表面温度分布不均匀，会损伤器件；二是bga植球过程中风力会影响球的均匀度和球的稳定性，极易出现短路、少球等缺陷。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于提出了一种基于红外与热风混合加热技术的bga植球方法，解决了热风系统中植球成功率不高的问题。

本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种基于红外与热风混合加热技术的bga植球方法，包括步骤：

s1)bga器件拆除与引脚整理；

s2)锡球放入bga治具；

s3)设置红外热风混合加热回流温度曲线；

s4)bga焊球回流。

所述步骤s2)根据机载故障电路板上的bga器件封装类型制作专用bga植球治具，直接把bga器件放入治具，并在bga器件引脚面均匀涂覆助焊膏，然后加入相应球径锡球，摇晃治具确保每个焊盘都有焊球。

所述步骤s3)中温度曲线设置分为5段：

预热段：常温到60℃，该段主要是预热板件及锡球，去除湿气；

升温段：60℃-150℃、(0.8-1)℃/s，该段主要是助焊剂活化段，去除焊盘上的氧化层，增加焊料的润湿能力；

保温段：150℃-183℃、(0.5-0.8)℃/s，该段主要是确保球和器件本体、及其各部分均匀受热，以防受热不均引起器件形变，导致植球失败；

快速升温段：183℃-210℃、(1-2)℃/s，该段主要把温度快速达到回流段；

回流段：210℃，该段主要保证所有焊球完全熔化，完成植球作业，保持10秒即可；

降温段：可以借助压缩空气快速降温，降温过程不可晃动器件，以免焊球离位。

所述步骤s4)中将放完球的bga器件放在水平载物板上，将水平载物板固定到bga植球加热台上，调出按照所述步骤s3)预先设置的植球回流温度曲线，启动加热曲线完成bga器件植球作业。

本发明的有益效果是：红外与热风混合加热技术，加热均匀度较高、温度可控度较大、植球成功率高，减少因植球失败带来的对器件反复加热而引起的器件性能降低或是器件本体损伤。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1为本发明的方法流程图；

图2为本发明的植球示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步阐述。

如图1所示的方法流程图：

一种基于红外与热风混合加热技术的bga植球方法，包括步骤：

s1)bga器件拆除与引脚整理；

s2)锡球放入bga治具；

s3)设置红外热风混合加热回流温度曲线；

s4)bga焊球回流。

进一步地，所述步骤s1)使用bga拆焊台完成故障电路板上bga器件拆除，并完成bga器件引脚焊锡清洁作业，清洁过程不能对焊盘造成损伤，否则会影响植球质量。

进一步地，所述步骤s2)根据机载故障电路板上bga器件封装类型制作专用bga植球治具，与通用治具相比，专用治具无需调整治具长宽等尺寸，直接把bga器件放入治具，并在bga器件引脚面均匀涂覆适量助焊膏，然后加入相应球径锡球，摇晃治具确保每个焊盘都有焊球即可。

进一步地，所述步骤s3)设置红外及热风混合加热回流温度曲线。该曲线有五段，分别为预热段、升温段、快速升温段、回流段、降温段。机载线路板目前多为有铅工艺焊接，焊点融化温度为183℃，但植球作业环境为开放环境，存在热量散失情况，因此回流段温度设为210℃，热风的吹风占比尽量控制在5％左右，保证锡球表面无风感。下面依次介绍每段温度设置及功能：

预热段：常温到60℃，该段主要是预热板件及锡球，去除湿气；

升温段：60℃-150℃、(0.8-1)℃/s，该段主要是助焊剂活化段，去除焊盘上的氧化层，增加焊料的润湿能力；

保温段：150℃-183℃、(0.5-0.8)℃/s，该段主要是确保球和器件本体、及其各部分均匀受热，以防受热不均引起器件形变，导致植球失败；

快速升温段：183℃-210℃、(1-2)℃/s，该段主要把温度快速达到回流段；

回流段：210℃，该段主要保证所有焊球完全熔化，完成植球作业，一般保持10秒左右即可；

降温段：可以借助压缩空气快速降温，降温过程不可晃动器件，以免焊球离位。

进一步地，所述步骤s4)中将放完球的bga器件放在水平载物板上，将水平载物板固定到bga植球加热台上，调出按照所述步骤s3)预先设置的植球回流温度曲线，启动加热曲线完成bga器件植球作业。

下面介绍本发明的一个实例，如图2所示的植球示意图：

按照步骤s1)与步骤s2)放好锡球的bga器件3被放置在水平载物台4上，混合加热系统1的加热头正对bga器件3的引脚面，红外波与热风2正对锡球进行加热，按照所述步骤s3)的温度曲线，开启混合加热系统1进行植球，待所有锡珠熔化冷却后，取出植球完毕的bga器件3，可以获得均匀饱满的植锡焊点，提高了bga芯片焊接到主板上的成功率，防止反复焊接对bga芯片引脚造成损伤，焊盘脱离等情况。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种基于红外与热风混合加热技术的BGA植球方法，包括步骤BGA器件拆除与引脚整理、锡球放入BGA治具、设置红外热风混合加热回流温度曲线、BGA焊球回流，通过专用治具给BGA芯片上锡珠，通过预设的红外加热曲线，使用红外热风混合加热系统对锡珠熔化，完成植锡。本发明使用红外与热风混合加热技术，加热均匀度较高、温度可控度较大、植球成功率高，减少因植球失败带来的对器件反复加热而引起的器件性能降低或是器件本体损伤。

技术研发人员：胡猛;彭文蕾;吴日成;潘庆国;刘姚军;高灿辉
受保护的技术使用者：国营芜湖机械厂
技术研发日：2018.08.17
技术公布日：2019.01.29