CN113613408A - 一种应用于bga封装器件的工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于BGA封装器件的工艺方法，包括：对PCB基板上的BGA焊盘印刷锡膏；在所述BGA焊盘之间的间隙处涂覆膏状的助焊剂，以及在所述PCB基板封装的外侧边沿涂覆膏状的助焊剂；对涂覆助焊剂后的PCB基板，进行PCB贴片；对贴片处理后的PCB基板进行回流焊接。该方法在贴装BGA器件后助焊剂融化前，起到一定的隔绝氧气的作用。同时，由于助焊剂的量性对于常规流程，要增加较多。助焊剂内的活性剂在高温下能去除更多的氧化物，增强锡膏与器件的浸润性。而且，更多的活性剂将更大程度减少焊球熔融状态下表面张力，气体更容易溢出，达到更低空洞率的目的。
Description
技术领域
本发明属于SMT贴片技术领域，特别涉及一种应用于BGA封装器件的工艺方法。
背景技术
当前SMT贴片回流焊工艺，主要是分为锡膏印刷、贴片机贴片、回流焊接三个主要电装工序。目前采用的锡膏通常含有一定量的助焊剂，帮助在回流过程中去除焊盘、管脚中金属氧化物,增强锡膏焊料与器件管脚的浸润性，达到器件与焊盘良好焊接的目的。但是，在BGA封装器件的贴片回流焊接过程中，去氧化产生的水蒸气、溶剂挥发的气体等气体无法快速从熔融状态下的焊料溢出，会导致回流完成后留下气泡。业内用空洞率来衡量BGA回流焊后焊点的质量IPC标准是表面贴装面阵列中，射线影像区任一焊料球的空洞比率不超过30％，在部分应用领域要求更高。
如何降低空洞率，目前有几种办法，比较常规的包括：(1)回流炉温曲线调整，延长预热的时间；(2)采用氮气回流炉及真空回流炉，减少回流过程炉内氧气含量；(3)焊盘设计中注意过孔不要设置在焊盘上；(4)采用不同成分的焊锡膏；其中，第(1)种，可以降低空洞率，延长水蒸气、溶剂挥发的气体的溢出时间，延长助焊剂与氧化物反应时间，精确的曲线参数摸索难度大，也会出现虚焊等其他焊接问题；第(2)种，增加了工艺工序，实际效果理想，但需要有设备支撑；第(3)种，难以避免过孔出现在焊盘上的情况；第(4)种，对焊锡膏的要求比较高。
因此，针对现有的上述问题，如何提供一种更为简便的，可以提高生产效率的，适用范围广的降低空洞率的方法，成为同行从业人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种应用于BGA封装器件的工艺方法，可解决上述技术问题，具有更为简便的，适用范围广的、能有效降低空洞率的特点。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
本发明实施例提供一种应用于BGA封装器件的工艺方法，包括：
S10、对PCB基板上的BGA焊盘印刷锡膏；
S20、在所述BGA焊盘之间的间隙处涂覆膏状的助焊剂，以及在所述PCB基板封装的外侧边沿涂覆膏状的助焊剂；
S30、对步骤S20涂覆助焊剂后的PCB基板，进行PCB贴片；
S40、对贴片处理后的PCB基板进行回流焊接。
进一步地，在所述步骤S10前，所述方法还包括：
S1、对PCB基板采用水基清洗剂和溶剂清洗剂进行清洗，然后烘干。
进一步地，所述步骤S1中：或者对PCB基板采用无水酒精清洗、超声波水洗后烘干。
进一步地，对PCB基板进行超声波水洗的振荡频率为70KHZ-100KHZ。
进一步地，对PCB基板进行烘干的温度为60～65℃。
进一步地，所述步骤S20中，涂覆膏状的助焊剂的厚度为0.3～1mm。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明实施例提供的一种应用于BGA封装器件的工艺方法，在贴装BGA器件后助焊剂融化前，起到一定的隔绝氧气的作用。同时，由于助焊剂的量性对于常规流程，要增加较多。助焊剂内的活性剂在高温下能去除更多的氧化物，增强锡膏与器件的浸润性。而且，更多的活性剂将更大程度减少焊球熔融状态下表面张力，气体更容易溢出，达到更低空洞率的目的。
附图说明
图1为本发明实施例提供的应用于BGA封装器件的工艺方法流程图；
图2a为锡膏印刷前PCB基板的平面示意图；
图2b为锡膏印刷前PCB基板的部分截面示意图；
图3a为锡膏印刷后PCB基板的平面示意图；
图3b为锡膏印刷后PCB基板的部分截面示意图；
图4a为本发明实施例提供的涂覆后贴片前PCB基板的平面示意图；
图4b为本发明实施例提供的涂覆后贴片前PCB基板的部分截面示意图。
具体实施方式
为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，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明提供的一种应用于BGA封装器件的工艺方法，参照图1，包括：
S10、对PCB基板上的BGA焊盘印刷锡膏；
S20、在所述BGA焊盘之间的间隙处涂覆膏状的助焊剂，以及在所述PCB基板封装的外侧边沿涂覆膏状的助焊剂；
S30、对步骤S20涂覆助焊剂后的PCB基板，进行PCB贴片；
S40、对贴片处理后的PCB基板进行汇流焊接。
如图2a所示，为锡膏印刷前PCB基板的平面示意图；图2b所示，为锡膏印刷前PCB基板的横截面示意图；PCB基板1上具有多个BGA焊盘2。其中，步骤S10中，通过锡膏印刷机工艺可实现对PCB基板1上的BGA焊盘2印刷锡膏，锡膏印制后，如图3a所示，只对BGA焊盘2印制锡膏，锡膏层厚度约为0.15mm，具体由钢网开孔决定；如图3b所示，印制锡膏3后的横截面示意图。
本实施例的步骤S20中，在印刷锡膏后、贴片前，在BGA焊盘的间隙处通过手动或自动的方式，比如手动可采用针管方式涂覆膏状的助焊剂；自动可采用点胶机涂覆膏状的助焊剂，并且在封装的外侧边沿涂覆助焊剂；如图4a所示，为涂覆膏状的助焊剂4之后，贴片之前的PCB基板平面示意图；图4b所示，为涂覆膏状的助焊剂4之后，贴片之前的PCB基板的横截面示意图，其中，助焊剂的厚度为0.3～1mm，可优选0.6mm。
现有技术中，一般是涂覆助焊剂都是涂在焊盘上，而不是涂覆在焊盘的间隙处及外侧周围；而往往助焊剂在融化后才扩散到焊盘四周。另外，一般在波峰焊前单独涂覆助焊剂的多，回流焊工艺中少有涂覆。
虽然都是涂覆助焊剂，但是涂覆的步骤不同、位置不同；因此现有技术中涂覆助焊剂的所达到的效果，均不如本发明实施例提供的方法所达到的效果。
步骤S30-S40中，通过贴片机对步骤S20处理后的PCB基板进行单面或双面贴片，然后在进行回流焊接。
本实施例中，经过上述四个步骤的处理，这样可以在贴装BGA器件后助焊剂融化前，起到一定的隔绝氧气的作用；在膏状的助焊剂没有融化前，其内部的压强增大，空气会从间隙处往外溢出，氧气含量降低。同时，由于助焊剂的量性对于常规流程，要增加较多。助焊剂内的活性剂在高温下能去除更多的氧化物，增强锡膏与器件的浸润性。而且，更多的活性剂将更大程度减少焊球熔融状态下表面张力，气体更容易溢出，达到更低空洞率的目的。
进一步地，上述步骤S10之前，该方法还包括：采用水基清洗剂和溶剂清洗剂进行清洗，然后烘干。当然，也可以对PCB基板采用无水酒精清洗、超声波水洗，然后进行烘干。
其中，超声波水洗的振荡频率为70KHZ-100KHZ，可优选85KHZ。KHZ表示以频率为单位在一秒间振动的次数单位(但在特定应用领域不使用该方法，比如：)。
对PCB基板进行烘干的温度为60～65℃，可优选62.5℃。通过进行PCB基板面的清洁，这样可以充分去除掉PCB板上残留在表面的比如硫、汞、镉等无机成份和一些油脂等有机成分，且不会残留影响后续工艺的成分。而PCB板的洁净程度，对后续经回流焊之后生产出来的PCB产品的可靠性能影响很大。
进一步的，上述步骤S40中回流焊接时回流焊炉的温度范围为200-300℃，可优选230℃。
本发明实施例提供的应用于BGA封装器件的工艺方法，在印刷锡膏后、贴片前，增加涂覆膏状的助焊剂的步骤，且只需涂覆在BGA焊盘之间的间隙处和封装的外侧边沿处。通过本发明的工艺方法，进行BGA封装器件的SMT贴片回流焊工艺，可提高生产效率，无需延长预热时间；增加的工艺步骤简单，适用范围较广；能有效降低空洞率，减少产生不良产品。
以上显示和描述了本发明的基本原理和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说明本发明的原理，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。
Claims (6)
1.一种应用于BGA封装器件的工艺方法，其特征在于：包括：
S10、对PCB基板上的BGA焊盘印刷锡膏；
S20、在所述BGA焊盘之间的间隙处涂覆膏状的助焊剂，以及在所述PCB基板封装的外侧边沿涂覆膏状的助焊剂；
S30、对步骤S20涂覆助焊剂后的PCB基板，进行PCB贴片；
S40、对贴片处理后的PCB基板进行回流焊接。
2.根据权利要求1所述的一种应用于BGA封装器件的工艺方法，其特征在于：在所述步骤S10前，所述方法还包括：
S1、对PCB基板采用水基清洗剂和溶剂清洗剂进行清洗，然后烘干。
3.根据权利要求1所述的一种应用于BGA封装器件的工艺方法，其特征在于：所述步骤S1中：或者对PCB基板采用无水酒精清洗、超声波水洗后烘干。
4.根据权利要求3所述的一种应用于BGA封装器件的工艺方法，其特征在于：对PCB基板进行超声波水洗的振荡频率为70KHZ-100KHZ。
5.根据权利要求2或3所述的一种应用于BGA封装器件的工艺方法，其特征在于：对PCB基板进行烘干的温度为60～65℃。
6.根据权利要求1所述的一种应用于BGA封装器件的工艺方法，其特征在于：所述步骤S20中，涂覆膏状的助焊剂的厚度为0.3～1mm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20211105 |