手機晶元如何焊接位置
㈠ arm處理器晶元是如何焊接到印刷電路板上的
ARM晶元一般採用BGA封裝
BGA Ball Grid Array Package 球柵陣列封裝 廣泛應用於集成電路的封裝 如FPGA/CPLD 主板南北橋,手機晶元,它的焊接是否良好,直接關繫到所做產片的可靠性和壽命,我焊接由BGA封裝的晶元不久,想寫點感想,希望大家多多指教。 1 工藝技術原理 BGA焊接採用的迴流焊的原理。這里介紹一下錫球在焊接過程中的迴流機理。 當錫球至於一個加熱的環境中,錫球迴流分為三個階段: 預熱: 首先,用於達到所需粘度和絲印性能的溶劑開始蒸發,溫度上升必需慢(大約每秒5° C),以限制沸騰和飛濺,防止形成小錫珠,還有,一些元件對內部應力比較敏感,如果元件外部溫度上升太快,會造成斷裂。 助焊劑(膏)活躍,化學清洗行動開始,水溶性助焊劑(膏)和免洗型助焊劑(膏)都會發生同樣的清洗行動,只不過溫度稍微不同。將金屬氧化物和某些污染從即將結合的金屬和焊錫顆粒上清除。好的冶金學上的錫焊點要求「清潔」的表面。 當溫度繼續上升,焊錫顆粒首先單獨熔化,並開始液化和表面吸錫的「燈草」過程。這樣在所有可能的表面上覆蓋,並開始形成錫焊點。 迴流: 這個階段最為重要,當單個的焊錫顆粒全部熔化後,結合一起形成液態錫,這時表面張力作用開始形成焊腳表面,如果元件引腳與PCB焊盤的間隙超過4mil(1 mil = 千分之一英寸),則極可能由於表面張力使引腳和焊盤分開,即造成錫點開路。 冷卻: 冷卻階段,如果冷卻快,錫點強度會稍微大一點,但不可以太快而引起元件內部的溫度應力。 1.1採用的工藝原理 對於BGA的焊接,我們是採用BGA Rework Station(BGA返修工作站)進行焊接的。不同廠商生產的BGA返修工作站採用的工藝原理略有不同,但大致是相同的。這里先介紹一下溫度曲線的概念。BGA上的錫球,分為無鉛和有鉛兩種。有鉛的錫球熔點在183℃~220℃,無鉛的錫球熔點在235℃~245℃. 這里給出有鉛錫球和無鉛球焊接時所採用的溫度曲線。 從以上兩個曲線可以看出,焊接大致分為預熱,保溫,迴流,冷卻四個區間(不同的BGA返修工做站略有不同)無論有鉛焊接還是無鉛焊接,錫球融化階段都是在迴流區,只是溫度有所不同,迴流以前的曲線可以看作一個緩慢升溫和保溫的過程。明白了這個基本原理,任何BGA返修工作站都可以以此類推。這里,介紹一下這幾個溫區: 預熱區:也叫斜坡區,用來將PCB的溫度從周圍環境溫度提升到所須的活性溫度。在這個區,電路板和元器件的熱容不同,他們的實際溫度提升速率不同。電路板和元器件的溫度應不超過每秒2~5℃速度連續上升,如果過快,會產生熱沖擊,電路板和元器件都可能受損,如陶瓷電容的細微裂紋。而溫度上升太慢,焊膏會感溫過度,溶劑揮發不充分,影響焊接質量。爐的預熱區一般占整個加熱區長度的15~25 %。 保溫區:有時叫做乾燥或浸濕區,這個區一般佔加熱區的30 ~ 50 %。活性區的主要目的是使PCB上各元件的溫度趨於穩定,盡量減少溫差。在這個區域里給予足夠的時間使熱容大的元器件的溫度趕上較小元件,並保證焊膏中的助焊劑得到充分揮發。到活性區結束,焊盤、焊料球及元件引腳上的氧化物被除去,整個電路板的溫度達到平衡。應注意的是PCB上所有元件在這一區結束時應具有相同的溫度,否則進入到迴流區將會因為各部分溫度不均產生各種不良焊接現象。一般普遍的活性溫度范圍是120~150℃,如果活性區的溫度設定太高,助焊劑(膏)沒有足夠的時間活性化,溫度曲線的斜率是一個向上遞增的斜率。雖然有的焊膏製造商允許活性化期間一些溫度的增加,但是理想的溫度曲線應當是平穩的溫度。 迴流區:有時叫做峰值區或最後升溫區,這個區的作用是將PCB的溫度從活性溫度提高到所推薦的峰值溫度。活性溫度總是比合金的熔點溫度低一點,而峰值溫度總是在熔點上。典型的峰值溫度范圍是焊膏合金的熔點溫度加40℃左右,迴流區工作時間范圍是20 - 50s。這個區的溫度設定太高會使其溫升斜率超過每秒2~5℃,或使迴流峰值溫度比推薦的高,或工作時間太長可能引起PCB的過分捲曲、脫層或燒損,並損害元件的完整性。迴流峰值溫度比推薦的低,工作時間太短可能出現冷焊等缺陷。 冷卻區:這個區中焊膏的錫合金粉末已經熔化並充分潤濕被連接表面,應該用盡可能快的速度來進行冷卻,這樣將有助於合金晶體的形成,得到明亮的焊點,並有較好的外形和低的接觸角度。緩慢冷卻會導致電路板的雜質更多分解而進入錫中,從而產生灰暗粗糙的焊點。在極端的情形下,其可能引起沾錫不良和減弱焊點結合力。冷卻段降溫速率一般為3~10 ℃/ S。 1.2工藝方法 在焊接BGA之前,PCB和BGA都要在80℃~90℃,10~20小時的條件下在恆溫烤箱中烘烤,目的是除潮,更具受潮程度不同適當調節烘烤溫度和時間。沒有拆封的PCB和BGA可以直接進行焊接。特別指出,在進行以下所有操作時,要佩戴靜電環或者防靜電手套,避免靜電對晶元可能造成的損害。在焊接BGA之前,要將BGA准確的對准在PCB上的焊盤上。這里採用兩種方法:光學對位和手工對位。目前主要採用的手工對位,即將BGA的四周和PCB上焊盤四周的絲印線對齊。這里有個具竅:在把BGA和絲印線對齊的過程中,及時沒有完全對齊,即使錫球和焊盤偏離30%左右,依然可以進行焊接。因為錫球在融化過程中,會因為它和焊盤之間的張力而自動和焊盤對齊。在完成對齊的操作以後,將PCB放在BGA返修工作站的支架上,將其固定,使其和BGA返修工作站水平。選擇合適的熱風噴嘴(即噴嘴大小比BGA大小略大),然後選擇對應的溫度曲線,啟動焊接,待溫度曲線完畢,冷卻,便完成了BGA的焊接。 在生產和調試過程中,難免會因為BGA損壞或者其他原因更換BGA。BGA返修工作站同樣可以完成拆卸BGA的工作。拆卸BGA可以看作是焊接BGA的逆向過程。所不同的是,待溫度曲線完畢後,要用真空吸筆將BGA吸走,之所以不用其他工具,比如鑷子,是因為要避免因為用力過大損壞焊盤。將取下BGA的PCB趁熱進行除錫操作(將焊盤上的錫除去),為什麼要趁熱進行操作呢?因為熱的PCB相當與預熱的功能,可以保證除錫的工作更加容易。這里要用到吸錫線,操作過程中不要用力過大,以免損壞焊盤,保證PCB上焊盤平整後,便可以進行焊接BGA的操作了。 取下的BGA可否再次進行焊接呢?答案是肯定的。但在這之前有個關鍵步驟,那就是植球。植球的目的就是將錫球重新植在BGA的焊盤上,可以達到和新BGA同樣的排列效果。這里詳細介紹下植球。這里要用到兩個工具鋼網和吸錫線 首先我們要把BGA上多餘的錫渣除去,要求是要使BGA表面光滑,無任何毛刺(錫形成的)。 第一步——塗抹助焊膏(劑) 把BGA放在導電墊上,在BGA表面塗抹少量的助焊膏(劑)。 第二步——除去錫球 用吸錫線和烙鐵從BGA上移除錫球。在助焊膏上放置吸錫線把烙鐵放在吸錫線上面 在你在BGA表面劃動洗錫線之前,讓烙鐵加熱吸錫線並且熔化錫球。 注意:不要讓烙鐵壓在表面上。過多的壓力會讓表面上產生裂縫者刮掉焊盤。為了達到最好的效果,最好用吸錫線一次就通過BGA表面。少量的助焊膏留在焊盤上會使植球更容易。 第三步——清洗 立即用工業酒精(洗板水)清理BGA表面,在這個時候及時清理能使殘留助焊膏更容易除去。 利用摩擦運動除去在BGA表面的助焊膏。保持移動清洗。清洗的時候總是從邊緣開始,不要忘了角落。 清洗每一個BGA時要用干凈的溶劑 第四步——檢查 推薦在顯微鏡下進行檢查。觀察干凈的焊盤,損壞的焊盤及沒有移除的錫球。 注意:由於助焊劑的腐蝕性,推薦如果沒有立即進行植球要進行額外清洗。 第5步——過量清洗 用去離子水和毛刷在BGA表面用力擦洗。 注意:為了達到最好的清洗效果,用毛刷從封裝表面的一個方向朝一個角落進行來回洗。循環擦洗。 第6步——沖洗 用去離子水和毛刷在BGA表面進行沖洗。這有助於殘留的焊膏從BGA表面移除去。 接下來讓BGA在空氣中風干。用第4步反復檢查BGA表面。 如果在植球前BGA被放置了一段時間,可以基本上確保它們是非常干凈的了。不推薦把BGA放在水裡浸泡太長的時間。 在進行完以上操作後,就可以植球了。這里要用到鋼網和植台。 鋼網的作用就是可以很容易的將錫球放到BGA對應的焊盤上。植球台的作用就是將BGA上錫球熔化,使其固定在焊盤上。植球的時候,首先在BGA表面(有焊盤的那面)均勻的塗抹一層助焊膏(劑),塗抹量要做到不多不少。塗抹量多了或者少了都有可能造成植球失敗。將鋼網(這里採用的是萬能鋼網)上每一個孔與BGA上每一個焊盤對齊。然後將錫球均與的倒在鋼網上,用毛刷或其他工具將錫球撥進鋼網的每一個孔里,錫球就會順著孔到達BGA的焊盤上。進行完這一步後,仔細檢查有沒有和焊盤沒對齊的錫球,如果有,用針頭將其撥正。小心的將鋼網取下,將BGA放在高溫紙上,放到植球台上。植球台的溫度設定是依據有鉛錫球220℃,無鉛錫球235℃來設定的。植球的時間不是固定的。實際上是根據當BGA上錫球都熔化並表面發亮,成完整的球形的時候來判定的,這些通過肉眼來觀察。可以記錄達到這樣的狀態所用時間,下次植球按照這個時間進行即可。 BGA植球是一個需要耐心和細心的工作,進行操作的時候要仔 細認真。 1.3國內外水平現狀 BGA(Ball Grid Array Package)是這幾年最流行的封裝形式 它的出現可以大大提高晶元的集成度和可製造性。由於我國在 BGA焊接技術方面起步較晚,國內能製造BGA返修工作站的廠 家也不多,因此,BGA返修工作站在國內比較少,尤其是在西部。 有著光學對位,X-RAY功能的BGA返修站就更為少見。 1.4 解決的技術難點 在實際的工作當中,會遇到不同大小,不同厚度的PC不同大 小的BGA,有採用無鉛焊接的也有採用有鉛焊接的。它們採用的溫度曲線也不同。因此,不可能用一種溫度曲線來焊接所有的BGA。如何根據條件的不同來設定不同的溫度曲線,這就是在BGA焊接過程中的關鍵。這里給出幾組圖片加以說明。 造成溫度不對的原因有很多,還有一個原因就是在測試溫度曲線的時候,都是在空調環境下進行的,也就是說不是常溫。夏天和冬天空調造成溫度和常溫不符合,因此在設定BGA溫度曲線的時候會偏高或偏低。所以在每次進行焊接的時候,都要測試實際溫度是否符合所設定的溫度值。溫度設定的原理就是首先根據是有鉛焊接或者無鉛焊接設定相應溫度,然後用溫度計(或者熱電偶)測試實際溫度,然後根據實際溫度調節設定的溫度,使之達到最理想的溫度進行焊接。在焊接的過程中,一定要保證BGA返修工作站,PCB,BGA在同一水平線上,焊接過程中不能發生震動,不然會使錫球融化的時候發生橋接,造成短路。
㈡ 電路板上焊接晶元方向怎麼區分
在電路板上焊抄接晶元時,區分出晶元的第一管腳是哪一個,其他管腳是以這個管腳為基準,逆時針數過去對應的管腳數字標號,就能焊接好晶元。
找晶元第一個管腳方法:
1、如果晶元的正面有一個圓凹點,那麼離凹點就近的那個管腳就是標號為1的管腳。
2、如果晶元正面正中對稱線有一個"U"型的凹槽,那麼正對這個凹槽逆時針順序的第一個就是第一管腳。
3、對於沒有凹的地方的晶元,通常情況下都會在第一個管腳那裡打了個白點,以示意出第一個管腳的位置。
㈢ 怎麼焊接晶元注意事項
晶元熱壓焊接工藝按內引線壓焊後的形狀不同分為兩種:
球焊(丁頭焊)和針腳焊。兩種焊接都需要分別對焊接晶元的金屬框架、空心劈刀進行加熱(前者溫度為 350~400℃,後者為150~250℃),並在劈刀上加適當的壓力。
首先,將穿過空心劈刀從下方伸出的金絲段用氫氧焰或高壓切割形成圓球,此球在劈刀下被壓在晶元上的鋁焊區焊接,利用此法進行焊接時,焊接面積較大,引線形變適度而且均勻,是較為理想的一種焊接形式。
隨後將劈刀抬起,把金絲拉到另一端(即在引線框架上對應於要相聯接的焊區),向下加壓進行焊接,所形成的焊點稱為針腳焊。
焊接晶元注意事項:
1、對於引線是鍍金銀處理的集成電路,只需用酒精擦拭引線即可。
2、對於事先將各引線短路的CMOS電路,焊接之前不能剪掉短路線,應在焊接之後剪掉。
3、工作人員應佩就防靜電手環在防靜電工作台上進行焊接操作,工作台應干凈整潔。
4、手持集成電路時,應持住集成電路的外封裝,不能接觸到引線。
5、焊接時,應選用20W的內熱式電烙鐵,而且電烙鐵必須可靠接地。
6、焊接時,每個引線的焊接時間不能超過4s,連續焊接時間不能超過10s。
7、要使用低熔點的釺劑,一般釺劑熔點不應超過150℃。
8、對於MOS管,安裝時應先S極,再G極最後D極的順序進行焊接。
9、安裝散熱片時應先用酒精擦拭安裝面,之後塗上一層硅膠,放平整之後安裝緊固螺釘。
10、直接將集成電路焊接到電路板上時,爆接順序為:地端→輸出端→電源端→輸入端的順序。
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晶元焊接工藝可分為兩類:
①低熔點合金焊接法:採用的焊接材料有金硅合金、金鎵合金、銦鉛銀合金、鉛錫銀合金等。
②粘合法:用低溫銀漿、銀泥、環氧樹脂或導電膠等以粘合方式焊接晶元。
集成電路塑料封裝中,也常採用低溫(200℃以下)銀漿、銀泥或導電膠以粘合的形式進行晶元焊接。另外,燒結時(即晶元粘完銀漿後烘焙),氣氛和溫度視所採用的銀漿種類不同而定。
低溫銀漿多在空氣中燒結,溫度為150~250℃;高溫銀漿採用氮氣保護,燒結溫度為380~400℃。
㈣ 手機晶元怎樣焊
手機上的晶元是貼片式的元器件,一般的話,手工是達不到那種境界的。。是機器焊接的。。。
㈤ 手機cpu是怎樣焊在主板上的
封裝引腳外露的晶元都可以手工焊接,BGA封裝可以用返修台人工焊接,甚至可以用風槍吹上去
㈥ 用電烙鐵怎麼換手機內部的集成電路儲存器,CPU晶元,電焊
光有烙鐵是不夠用的(你能想像一下集成電路上眾多的管腳,當一個腳的錫剛剛化開另一專個腳又冷了,這是多屬么惡心的情況)一般都是用BGA焊台,最起碼也要有一台熱風槍焊機,什麼吸錫帶啊焊錫膏松香啥的就不一一詳說了,應該都知道的。
建議你去網路視頻搜索「晶元焊接技巧」,自己先學習下,看他們是怎麼焊的,多練習練習就ok了
㈦ 如何將晶元從電路板上面完整的焊下來
1、用普通的烙鐵的話,先得等烙鐵熱之後,快速的點針腳的焊錫,速度要快,不然這個冷了那個熱了,卸不下來。另外一邊用鑷子輕輕搖動,看是否松動。該方法比較難把握。需要練過。
2、用熱風槍調到350°左右,對著IC針腳吹,直到針腳上的焊錫溶了,用鑷子輕輕搖晃就可把IC取下來了
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1、電路板孔的可焊性影響焊接質量
電路板孔可焊性不好,將會產生虛焊缺陷,影響電路中元件的參數,導致多層板元器件和 內層線導通不穩定,引起整個電路功能失效。
所謂可焊性就是金屬表面被 熔融焊料潤濕的性質,即焊料所在金屬表面形成一層相對均勻的連續的光滑的附著薄膜。影響印刷電路板可焊性的因素主要有:
(1)焊料的成分和被焊料的性質。 焊料是焊接化學處理過程中重要的組成部分,它由含有助焊劑的化學材料組成,常用的低熔點共熔金屬為Sn-Pb或Sn-Pb-Ag.其中雜質含量要有一定的 分比控制,以防雜質產生的氧化物被助焊劑溶解。
焊劑的功能是通過傳遞熱量,去除銹蝕來幫助焊料潤濕被焊板電路表面。一般採用白松香和異丙醇溶劑。
(2)焊 接溫度和金屬板表面清潔程度也會影響可焊性。溫度過高,則焊料擴散速度加快,此時具有很高的活性,會使電路板和焊料溶融表面迅速氧化,產生焊接缺陷,電路 板表面受污染也會影響可焊性從而產生缺陷,這些缺陷包括錫珠、錫球、開路、光澤度不好等。
㈧ 引腳在晶元下怎麼焊
1.刷錫膏過爐。2.用烙鐵加錫,然後用熱風槍或工業級熱風筒、BGA等來吹融合上錫就OK了。
㈨ 手機晶元加焊技術
焊接首先要有好工具:一把好鑷子、風槍、助焊劑(最好用管裝黃色膏狀)、墊板(可用硬木板或瓷磚,主要防止燙傷桌面,最好不要用鋼板,其導熱快,對焊接有影響)、防靜電烙鐵。
操作方法如下:晶元大致分兩種,一種BGA封裝;一種QFN封裝。
BGA封裝的I/O端子以圓形或柱狀焊點按陣列形式分布在封裝下面,BGA技術的優點是I/O引腳數雖然增加了,但引腳間距並沒有減小反而增加了,從而提高了組裝成品率;雖然它的功耗增加,但BGA能用可控塌陷晶元法焊接,從而可以改善它的電熱性能;厚度和重量都較以前的封裝技術有所減少;寄生參數減小,信號傳輸延遲小,使用頻率大大提高;組裝可用共面焊接,可靠性高。
QFN:四側無引腳扁平封裝。表面貼裝型封裝之一。現在多稱為LCC。QFN 是日本電子機械工業 會規定的名稱。封裝四側配置有電極觸點,由於無引腳,貼裝佔有面積比QFP 小,高度比QFP 低。但是,當印刷基板與封裝之間產生應力時,在電極接觸處就不能得到緩解。因此電極觸點難於作到QFP 的引腳那樣多,一般從14 到100 左右。
材料有陶瓷和塑料兩種。當有LCC 標記時基本上都是陶瓷QFN。電極觸點中心距1.27mm。 塑料QFN 是以玻璃環氧樹脂印刷基板基材的一種低成本封裝。電極觸點中心距除1.27mm 外, 還有0.65mm 和0.5mm 兩種。這種封裝也稱為塑料LCC、PCLC、P-LCC 等。
焊接注意事項:焊接BGA封裝的晶元時,主板PAD一定要用烙鐵刮平,放少許助焊劑,將晶元按照絲印方向擺好,用風槍從上方垂直加熱,風槍溫度調至320度(有鉛焊錫溫度為280度),待焊錫熔化後用鑷子輕輕撥動晶元,利用焊錫的表面張力將其歸位即可。注意波動幅度一定要小,否則容易短路。
焊接QFA封裝的晶元時,主板PAD需用烙鐵鍍錫,注意中間大的「地PAD」鍍錫一定要少。QFA封裝的晶元上的管腳也需鍍錫,晶元上的大的「地PAD」最好不鍍錫,否則將容易造成其他管腳虛焊。將主板PAD上放少許助焊劑,晶元按絲印方向擺放好,用風槍垂直加熱,溫度同上(BGA)。待錫膏熔化,用鑷子輕壓晶元,注意不要太用力,否則容易管腳短路或主板變形。
最後一定注意: 焊接時用大口風槍,不要用小口風槍,小口風槍風力和熱量集中,易損傷晶元。
焊接多了,自己自然會摸索出一套好經驗。祝你成功!
㈩ 如何焊好貼片晶元
有條件的話建議還是用熱風槍比較好,2、3百元。用烙鐵看個人習慣了,我是最後甩一下就OK了。