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1、本文由 dee111ken 贡献手机 BGA 元件的维修技术与操作技能（上）球栅列阵封装技术（Ball Gird Arroy） ，简称 BGA 封装早在 80 年代已用于尖 端军备、导弹和航天科技中。 随着半导体工艺技术的发展，近年来在手机亦广泛地使用到 BGA封装 IC 元 件，它对于手机的微型化和多功能化起到决定性作用。但是，手机制造商却同时 利用 BGA 元件的难维修性，人为加进某些限制来制约手机维修业界，使我们在维 修 BGA 过程中碰到一定的困难，甚至无从下手。笔者从事电子通讯维修十年，并 对 SMD 元件的焊接、解焊设备略有琢磨，籍此向同行介绍 BGA 元件的维修技术与操 作技能，
2、望能以抛砖引玉，将技术提高到更高层次。 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： 防止焊拆过程中的超温损坏。 防止静电积聚损坏。 热风焊接的风流及压力。 防止拉坏 PCB 上的 BGA焊盘。 BGA 在 PCB 上的定位与方向。 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。笔者及很多同行 碰到最多的
3、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。笔者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）： SUNKKO 852B 智能型热风拆焊器。 SUNKKO 202 BGA 防静电植锡维修台。 SUNKKO BGA 专用焊接喷头。 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。 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，
4、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 10m15m。 （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）
5、，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 芯片三 BGA 的维修操作技能 BGA 的解焊前准备。 将 SUNKKO 852B 的参数状态设置为：温度 280310；解焊时间：15 秒； 风流参数：（19 档通过用户码均可预置） ；（如下图）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 万用顶尖将手机 PCB 板装好并固定在维修台上。 解焊。 解焊前切记芯片的方向和定位，如 PCB 上没
6、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，文军 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。笔者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。 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
7、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 260280，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。单面喇叭孔印锡维修将手柄垂直对准 BGA，但注意喷头须离开元件约 4mm，按动 852B 手柄上的启动键
8、， 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 元件取下，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。 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。四 B
9、GA 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
10、，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： BGA 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。 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
11、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。文军维修
