一文弄懂BGA封装晶片(芯片)植球的方法、步骤及注意事项

(图片来自网路)

自从BGA晶片/芯片封装被发明出来后，BGA返修一直是个很让人头痛的议题，也有很多业者开发出了许多可以重新植球的设备，从高级的全自动到低阶的手动作业都有，更有许多的Maker分享如何DIY自己修理BGA。

188金宝搏苹果下载 这边整理了几个BGA晶片(芯片)植球的方法给大家参考，当然各家都会有些自己的小撇步，如果有不尽完善的地方，欢迎大家提出来讨论：

题外话：至于该叫做「晶片」或「芯片」，个人觉得两者都说得通，晶片是从材料来做翻译，而芯片则从是功能来翻译。「晶片」或「芯片」的英文字是「chip」，有小碎块、细片的意思，通常用来指从一个整体分割出来的小块，如从马铃薯切成的薯条。而chip就是从晶圆(wafer) 切割出来载有积体电路的小块，人家英文只说是chip，前缀则是中文自己上去的，所以你要说它是「晶片」或「芯片」应该都是说得通的。

1、将BGA从PCB上移除

一般建议使用BGA维修专用机来将BGA颗粒从PCB上移除。不得已的话才用热风枪吹下来，因为使用热风枪加热的位置及时间都不容易控制，很容易损伤BGA及PCB，有时候外观看不出问题，但内里可能已经损伤。

2、去除BGA底部焊盘上的残留焊锡并清洗

用烙铁将PCB焊盘上残留的焊锡清理干净并整平，可採用拆用「吸锡带（Solder Wick）」和扁铲型或刀型烙铁头进行清理整平作业以提昇效率，操作时须注意烙铁头不要在同一个焊盘上加热过久以避免损坏焊盘及防焊层。之后使用专用清洗剂将助焊剂残留物清洗干净。

3、在BGA底部焊盘上印刷助焊剂

一般情况採用高黏度的助焊剂，助焊膏可以起到预黏固和助焊的作用，应保证印刷后助焊剂图形清晰、不漫流。有时也可以採用小钢板手动印刷锡膏来代替，採用锡膏作业时锡膏的金属组成成份应与焊球的金属成份相匹配。锡膏印刷时需採用BGA专用小钢板，钢板厚度与开口尺寸要根据BGA球径和球距来确认，最好与SMT的钢板一致，锡膏印刷完毕必须检查印刷品质，如不合格，则必须清洗后重新印刷。

4、选择焊球

选择焊球时，要考虑焊球的合金材料雨球径的尺寸，最好与BGA原先的焊球大小及合金成份都要一致。目前无铅的BGA焊球的焊料一般都是SAC305，与目前回流焊所使用的材料是一致的。焊球尺寸的选择也很重要，如果使用高黏度的助焊剂，可以选择与BGA元件焊球直径相同的焊球；如果使用锡膏，则应选择与BGA元件原本焊球直径稍小一点的焊球，因为锡膏会增加焊球的直径。

5、BGA植球

5.1 採用植球器法（正规的方法）

如果有植球器(台)，选择一块与BGA焊盘匹配的小钢板，钢板的开孔尺寸应比焊球直径大约0.05~0.1mm，现在只要把BGA锡球的规格给钢板厂商，他们就知道该开多大的孔了，也有一些现成的小钢板可以购买。

植球时将焊球均匀地撒在钢板上，摇晃植球器，把多余的焊球从钢板上滚到植球器的焊球收集槽中，让钢板上的每个漏孔中都保留有一个焊球，有些没有收集槽的就在一个比植球器大一点的容器作业，这样可以将方便收集多余的焊球，把植球器放置在工作台上，用真空吸嘴吸取已经印好助焊剂或焊膏的BGA元件的背面（没有焊盘的那面），然后将BGA元件对准贴装到已经有焊球就定位的植球器(涂有助焊剂面朝下对准焊球)，然后将BGA元件吸起来，藉着助焊剂或锡膏的黏性，焊球应该会黏在BGA的焊盘上一起被带离开植球器，将BGA元件黏有焊球面朝上放置于工作台上，检查有无缺少焊球或偏移严重的地方，若有，用适当工具补齐焊球。

5.2 採用模板法 （阳春手法）

把印有助焊剂或焊膏的BGA元件放置于工作台上，助焊剂或锡膏面朝上。准备一块与BGA焊盘匹配的小钢板，小钢板的开口尺寸应比焊球直径大0.05～0.1㎜，把小钢板四周用垫块架高或是直接使用阶梯钢板，放置在印有助焊剂或锡膏的BGA器件上方，使小钢板与BGA元件之间的距离略小于焊球的直径。然后将焊球均匀的撒在小钢板上，把多余的焊球用适当的工具拨下来，使小钢板的表面恰好每个漏孔中保留一个焊球。最后移开小钢板，检查缺漏或偏移并补齐修正。

5.3 手工贴装法

把印有助焊剂或锡膏的BGA元件放置在工作台上，助焊剂或锡膏面向上。如同贴片一样用镊子或吸笔将焊球一颗颗逐个放上去。

5.4 刷锡膏法造球法

订制加厚的小钢板，钢板越厚与开孔越大，印刷后生成的焊球直径就会越大，将锡膏直接印刷于BGA的焊盘上。由于表面张力的作用，在流经回焊后就会形成焊球。但是这个只能应急，不建议採用，因为锡膏量不易控制，而且所生成的锡球大小差异会很大，也不是很漂亮的圆球体，后续要焊接到PCB时容易出现空焊问题。一般来说钢板的开孔要略大于焊盘的直径，如果锡球为一个标准圆，那么印刷锡膏后生成的锡球直径大概会是小钢板厚度的一半左右。

5、回流焊接

将黏贴有焊球的BGA元件放到加热器中进行回焊处理，焊球就会固定在BGA元件上了，回焊前焊球就算有些小偏位，焊球也会因为锡的内聚力而拉正。

有些作业会连同小钢板一起做回流焊后才把小钢板取下，好处是可以避免焊球在移除小钢板时碰到焊球而造成移位的问题，但缺点是回焊后小钢板容易被焊球卡住拔不下来，或是拔除时不小心损伤焊球，如果採取这个方法，建议一定要等到使用超音波震盪清洗掉助焊剂后再来移除小钢板。

6、植球回焊后清洁处理

完成植球的工艺后，BGA元件上一定会残留助焊剂，这些助焊剂短期内可能不会有问题，但长期上可能会造成为短路影响信赖性，所以一定要用超音波/超声波振盪器把残留的多余助焊剂清洗掉，并且要尽快进行贴装及焊接，以防焊球氧化，也可以避免BGA元件受潮。

BGA植球影片

188金宝搏苹果下载 下面收集了几支关于BGA植球的影片给大家参考，当然如果你有兴趣，也可以在网路或YouTube上搜寻『BGA植球』就会有很多影片跑出来。

BGA手动植球影片

BGA植球影片(锡膏直接生成锡球)

BGA植球影片(雷射自动植球)

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延伸阅读：
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