比起通过传统芯片两边或者四周引线管脚封装,BGA 封装极大提高了芯片引脚的数量,同时缩短了引脚与电路板之间的间隔。密集的锡球连接也大大改进了芯片的散热能力。
手机内部多层电路板以及 BGA 封装芯片
这种封装给电路板的维修带来了巨大的寻衅。芯片的拆卸与重新安装比起普通带有引脚的芯片都困难。特殊是 BGA 封装的芯片一经拆卸,它底部的锡球均会遭到毁坏。在重新焊接的时候,须要通过分外的工具重新栽种锡球。

为了担保每个锡球能够对准芯片底部的焊盘,则须要借助于精密的钢丝网的帮助。这些钢丝网一样平常通过激光雕刻而成。
植球钢网与热风焊台
在 B 站看到一个手工焊接 BGA 封装芯片的视频。其风雅过程令人惊叹。
视频中的芯片是没有锡球的苹果手机主芯片,在一平方厘米见方内大有有 1000 多个管脚。视频展示了手工重置锡球和焊接过程完全 18 个步骤,相信看完之后,会让人对付焊接过程有了新的理解。
1. 首先将配套的钢网敷在芯片底部的管脚上面,然后将焊锡膏均匀涂抹在钢网上面,并用力压紧。
涂抹焊锡膏
2. 然后在利用软布将钢网上剩余的焊锡膏清理干净。不雅观察是否所有的管脚内都包含有均匀的焊锡膏。
抹平焊锡膏表面
3. 利用尖嘴镊子将上面四个核心定位焊盘内的焊锡膏剔除。
去除核心焊盘中的焊锡膏
4. 接着,利用热风枪加热钢网和芯片,直到所有的焊锡膏都融化,并形成球状。
利用热风枪融化焊锡膏
5. 利用助焊剂涂抹在钢网上,然后再次进行加热。这样可以使得所形成的锡球更加的均匀。
涂抹助焊剂之后再加热
6. 通过利用尖嘴镊子按动定位核心孔将钢网和芯片分离开来。
将钢膜从芯片上脱落
7. 利用吸锡铜丝网在加热的情形下将定位焊盘上的多余的焊锡去除。
利用吸锡铜丝去掉核心焊盘上的焊锡
8. 待芯片冷却后,利用洗濯液和软布将芯片表面进行洗濯。
洗濯芯片
9. 由于芯片底部有形成的锡球,以是很随意马虎将软布上的纤维扯下,留在新品管教中,须要对它们进行清理。利用细针剔除在洗濯过程中留在芯片表面的纤维。
利用细针提出芯片表面的纤维
10. 上述过程中利用过过量的助焊剂,加热过程会在芯片四周形成固体结焦。利用刻刀将芯片四周边缘处的杂质打消。
11. 再仔细不雅观察,将芯片表面所遗留的细纤维彻底打消。仔细不雅观察芯片表面,看是否所有的焊锡球均匀。如果有缺损,则须要进行修复。这是磨练耐心、目光的时候。
仔细清理芯片管脚之间的剩余的纤维
12. 1000 个重生锡球,难免有的锡球有缺损。下面修复过程堪称“神一样平常的操作”。
对有缺损的焊锡球,也便是在前面工序中,焊锡膏比较少的地方所形成的焊球小。在该焊锡球上增加一些焊锡膏。
在该修复锡球上增加焊锡膏
13. 利用热风枪重新加热带修补的焊锡球。此时,如果焊锡膏量比较多,有可能在相邻的两个焊锡球之间形成锡桥。
利用热风枪重新加热芯片管脚
14. 在加热的情形下,利用细针在桥连的两个锡桥中间划过,将锡桥断开。这统统都是在加热的情形下进行。
利用尖针在加热状态下断开管脚之间的锡桥
15. 下面的过程便是焊接芯片过程了。比较前面利用焊锡膏重生锡球过程,焊接过程到时显得比较轻松了。
将 PCB 的焊盘表面利用刀口烙铁进行打消,剔除所有的焊锡。然后将芯片放置在 PCB 焊盘上,对准。
将 IC 放置在 PCB 板上
16. 利用热风将均匀加热芯片顶部,直到芯片下面和周围的焊盘融化。融化后的锡球开始与 PCB 板上的焊盘领悟,并带动芯片自动对齐。
利用热风机均匀加热芯片
利用一个细针轻轻触动芯片边缘,可以创造芯片会自动对齐底部 PCB 板上的焊盘。
利用针尖推动芯片,使得芯片自动对齐
17. 然后再利用助焊剂渗入芯片底部。利用热风枪连续加热。融化和沸腾的助焊剂会进一步增加芯片锡球的流动性。助焊剂的整洁也会微微推动芯片,使其自动对齐 PCB 板。
利用助焊液提高芯片管脚的流动性
18. 当芯片冷却后可以从侧面孔测芯片焊接的情形。此时芯片的所有引脚都与底部多层 PCB 板逐一对应焊接成功了。
从侧面孔测焊接结果
通过不雅观察和学习 BGA 芯片焊接过程,可以看到,电路板的成功焊接是焊锡、焊盘、热量、助焊剂四者共同浸染下的结果。大概并不是所有电子工程师都可以利用放大显微镜风雅不雅观察到焊接的所有过程,但我相信只要看过上述焊接视频一次,它就会留在你们的脑海里,潜移默化去影响你在焊接过程中的操作。