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FoxconnTechnologyGroupSMTTechnologyDevelopmentCommitteeSMTTechnologyCenterSMT技術中心一.BGARework的使用目的二.Rework機台使用類型說明三.BGARework的基本結構四.Freedom2000機台介紹五.BGARework的工作原理六.BGA之X-RAY檢查圖例目錄BGA(BallGridArray球柵陣列)能對BGA進行有效的拔取與貼裝作業,在整個作業過程中,使reflow溫度按照BGA的profile要求進行控制,避免由於作業原因造成BGA貼裝不良或IC損壞等異常發生.一.BGArework的使用目的二.Rework機台使用類型說明MT2000APR5000FREEDOM2000&.處理最大PCB尺寸：500mmx370mm&.機臺重量為12千克&.風力：1.0to25L/min&.加熱器溫度設定在：150to400℃±1%&.電壓輸入：230/115VAC50/60Hz&.功率:2700瓦MT2000機台操作簡便,運行速度比較快但BGAProfile調試范圍不精確&.基本電壓輸入:115/230VAC,50/60Hz&.功率：2000瓦&.底部加熱器溫度max:350℃&.頂部加熱器溫度max:400℃&.可處理最大PCB:250x230mm&.芯片的重量max:55克&.PCB厚度:0.5~2.0mm&.風力:8~24L/minL=8Lpm,M=16Lpm,H=24LpmAPR5000機台&.芯片類型：BGA,CSP,LGA,MicroSMD,MLF,BumpedChip&.BGA機台可活動範圍：50x76x71cm&.BGA機台底座重量：64Kg&.可處理最大芯片圖像尺寸：46mmx46mm&.室溫溫度范圍：5~40℃特點：體積小﹔價格相對比較便宜﹔運行速度快﹔只是處理不了尺寸比較大的芯片﹐對PCB尺寸有所限制﹐圖像處理不了超過46mmx46mm.&.電壓：220AC&.機台長：107cmx86cmx91cm&.重量：114KG&.氣壓：100PSI,10CFM&.氮氣：60PSI,7CFM&.頂部加熱器和底部加熱溫度設置max：450℃Freedom2000機台調試、便用簡單,精確,對BGA大小尺寸沒有太多的限制;體積大,占空間;價格較貴三.BGAREWORK的基本結構1.加熱器組(頂部加熱器和底部加熱器)2.感溫及溫控裝置3.氣4.REWORK操作平臺5.控作軟體從前面的介紹中可以看出任何一臺BGAREWORKSTATION都有相同的基本組成部分:電源開關主板&元件顯像光線控制真空開關鍵盤頂部移動頭氣壓調節鈕和顯示表四.Freedom2000機台介紹1.電源開關:(Poweron/offswitch)2.元件主板光線控制:拉出攝像頭顯示PCB及芯片和吸嘴的位置(Component/BoardLightingControls)3.真空開關:真空吸筆氣壓的開關(Vacuumon/offswitch)4.鍵盤:(Keyboard)5.頂部移動頭氣壓調節鈕和顯示表﹕(FloatingheadpressureGaugeandregulator)操作功能介紹真空氣體/氮氣氣壓顯示表噴嘴架熱氣壓顯示表氣/氮調節閥真空氣體/氮氣輸入口熱氣壓調節鈕真空氣壓調節鈕底部加熱器高度調節緊急停止開關真空吸棒熱電偶插口（#1~#4）操作功能介紹6.緊急停止開關﹕若機台出現死機或其它非法操作時按此開關可緊急停止運行(EmergencystopButtons)7.真空吸棒﹕用來吸取元件(VacuumpickupTool)8.熱電偶插口（#1~#4)﹕(ThermocoupleConnections)9.底部加熱器高度調節﹕調整底部加熱器高度可避免主板變形(BottomheaterheightAdjustment)10.真空氣壓調節鈕﹕調節真空氣壓﹐一般為80磅(VacuumPressureRegulator)11.熱氣壓調節鈕:調節熱氣壓,一般為50磅(HeaterPressureRegulator)操作功能介紹12.空氣/氮氣輸入口﹕(Air/NitrogenInlet)13.真空氣壓顯示表:(VacuumPressureGauge)14.噴嘴架﹕集中放置吸嘴的區域(NozzleRack)15.熱氣壓顯示表﹕(Heater-PressureGauge)16.氣/氮調節閥﹕兩種氣體的選擇﹐我們現只選用Airvacuum(AIR/NitrogenToggleValve)操作功能介紹預加熱器熱電偶插入口緊急停止開關靜電接地插口X軸細調節柄Y軸細調節柄光學瞄准器具放大鏡θ角度調節柄攝像頭裝置Z軸馬達頂部加熱頭組件零件放置台工作台操作功能介紹17.零件放置台﹕(NEST)18.頂部加熱頭組件﹕(TopheatheadAssembly)19.Z軸馬達﹕頂部頭上下動作控制馬達(ZAxismotor)20.攝像頭裝置﹕進行芯片對位(CameraAssembly)21.θ角度調節柄﹕調節頂部吸嘴的位置使其與芯片對齊(ThetaAdjustmentknob)22.放大鏡﹕(ZoomLens)23.光學瞄准器具﹕此組件是用來對芯片和吸嘴進行准確對位(OpticsTrain)24.Y軸細調節柄﹕(YAdjustmentknob)操作功能介紹25.工作台﹕(Table)26.X軸細調節柄﹕(XAdjustmentknob)27.靜電接地插口﹕(Groundstrapplug)28.緊急停止開關﹕(EmergencyStopButton)29.熱電偶插入口﹕(ThermocoupleConnections).30.預加熱器﹕(Preheater)操作功能介紹五.BGArework的工作原理BGArework的修補過程是通過BGA機台的底部和頂部加熱器垂直的對BGA上,下面同時加熱,使BGA的錫球熔化,從而將BGA取下(或焊接於PCB板上)的過程.溫度(℃)時間(S)2401830升溫區恆溫區回焊區最高溫度BGA的Profile從上頁BGA的特性曲線圖上可以看出:在BGA的修補過程中BGA可以承受的溫度曲線有三段:1.升溫區2.恆溫區3.回焊區而我們在實際操作過程中,真正完成BGA的貼裝和拔取的過程是在回焊區進行的.因BGA與PCB的焊接是通過錫球(錫膏)的熔化來完成的.而錫膏也有它自身的特性曲線,但錫膏的特性曲線是在BGA自身的曲線范圍內的,否則在焊接還未完成前,BGA就會被高溫破壞掉.所以我們在調試時主要是根據錫膏的特性曲線來做,而BGA自身的曲線是作為參考的.錫膏的曲線主要有有鉛和無鉛之分.現就我們常用的有鉛錫膏為例來講解.注:錫膏的熔點為183℃.斜率(℃/S)溫度(℃)時間(S)升溫區1~3.590s以內恆溫區≦1140~17060~120回焊區1.5~2.5≧18340≦t≦70最高溫度≦235錫膏和BGA的特性曲線的形狀是一樣的.只是范圍和條件不同而已.下表是有鉛錫膏各區域的范圍:從前面我們可以知道要使BGA很好的焊接或拔取,首先必須按照一定的程式調出它的特性曲線,然后按照預先設定的程式來操作,才能保証焊接的效果.BGA的profile曲線是BGA能承受的實際溫度曲線,而我們設定的溫度曲線是加熱器的曲線,故調profile曲線的過程就是通過調加熱器的溫度,從而使BGA的溫度曲線符合條件的過程.BGArework的profile六.BGA之X-RAY檢查圖例1.上圖為焊點2D圖2.下圖為焊點3D圖良品圖例如2D圖所示,紅色虛線所包含區域內,有些錫點明顯比周圍錫點小,這种情況稱之為少錫.2D圖3D圖不良品圖例--------少錫如右圖所示,紅色虛線所包含區域內,兩個錫點連成一體,中間稍顯凹狀,形如花生狀,此類不良稱之為短路.3D圖2D圖不良品圖例--------短路注意:由于X-RAY具有穿透性,若樣品是雙面板,經常反面的電容電阻也會被照出來,并且行似短路,這點必須正确區分.如右圖所示,在錫點中呈現白色點狀或塊狀的現象稱之為空洞.2D圖3D圖不良品圖例--------空洞BGA的封裝形式CBGA外表面CBGA引腳面u-BGA2(MicroBallGridArray-2)