PBGA是一種封裝形式，其主要區別性特征是利用焊球陣列來與(yu) 基板（如PCB）接觸。此特性使得PBGA相對於(yu) 其他引腳配置不同的封裝形式（如單列、雙列直插、四列型）有一個(ge) 優(you) 勢，那就是能夠實現更高的引腳密度。PBGA封裝內(nei) 部的互連通過線焊或倒裝芯片技術實現。包含集成電路的PBGA芯片封裝在塑封材料中。如何從(cong) 印刷電路板 (PCB) 移除塑封球柵陣列封裝 (PBGA)，這該是每個(ge) 硬件師都必備的技能吧。ADI給出一套從(cong) PCB移除PBGA 封裝的建議返修程序。

圖1. PBGA器件示意圖

PBGA器件返修將PBGA器件裝配到PCB上之後，若發現缺陷，應當返修以移除不良器件，並換上工作正常的器件。移除器件之前，應加熱不良器件直至焊接接頭液化，以便於(yu) 從(cong) 電路板上移除不良器件。

常規返修程序如下

1.準備板子

2.移除器件

3.清潔PCB焊盤

4.塗敷焊膏

5.器件對齊和貼片

6.固定器件

7.檢查

具體(ti) 介紹以上7個(ge) 步驟前，先來說說移除器件和分層該注意的事兒(er) 。

移除器件時，可能會(hui) 在PBGA和/或PCB上產(chan) 生機械應力。應小心移除不良器件，避免損傷(shang) PCB、鄰近器件及不良器件本身，尤其是若用戶打算對不良器件進行故障分析時。

PBGA器件上若有過大應力，例如將器件加熱到額定峰值溫度以上或過度暴露於(yu) 高溫下，可能導致封裝分層或外部物理損壞（參見圖2和圖3）。對於(yu) 要做進一步分析的器件，移除不當所引起的分層會(hui) 加大找出真正故障機製的難度。因此，為(wei) 了進行有效的故障分析，妥善移除不良器件是十分必要的。

圖2. 過度加熱引起PBGA器件的基板和塑封材料之間分層 （通過掃描聲學顯微鏡觀測）

圖3. 過度加熱導致PBGA上出現裂紋的低放大率圖像（側(ce) 視圖）

準備板子

強烈建議在返修開始前對PCB組件進行幹烘，以消除殘留水分。若不消除，在回流期間，殘留水分可能會(hui) 因為(wei) “爆米花效應”而損傷(shang) 器件。在125°C下烘烤PCB組件至少4小時，隻要這些條件不超過PCB上其他器件的額定限值。如果這些條件超過其他器件的額定限值，則應使用聯合行業(ye) 標準IPC/JEDEC J-STD-033中說明的備選烘烤條件。

移除器件

可使用不同的工具來移除器件。為(wei) 了移除器件，可能要加熱器件，直至焊料回流，然後在焊料仍處於(yu) 液態時通過機械手段移除器件。可編程熱空氣返修係統可提供受控溫度和時間設置。返修時應遵循器件裝配所用的溫度曲線。返修溫度不得超過濕度靈敏度等級 (MSL) 標簽上規定的峰值溫度。加熱時間可以縮短（例如針對液化區），隻要實現了焊料完全回流即可。焊料回流區處於(yu) 峰值溫度的時間應小於(yu) 60秒。拾取工具的真空壓力應小於(yu) 0.5 kg/cm2，以防器件在達到完全回流之前頂出，並且避免焊盤浮離。請勿再使用從(cong) PCB上移除的器件。

控製返修溫度以免損壞PBGA器件和PCB。應當考慮由於(yu) 熱質量不同，相比基於(yu) 引線框的封裝，例如標準外形集成電路 (SOIC) 和引線框芯片級封裝 (LFCSP)，PBGA的加熱速度可能更快。注意，用耐熱帶蓋住器件周圍的區域可提供進一步的保護。此外，建議加熱PCB下方以降低PCB上下兩(liang) 麵的溫差，使板彎曲最小。

定義(yi) 返修工具設置時，應標定溫度曲線。首次返修特定器件時，這種標定尤其重要。還需要利用不同的主體(ti) 尺寸、焊料成分或不同的PCB材料、配置、尺寸和厚度對PBGA器件進行標定，因為(wei) 它們(men) 可能有不同的熱質量值。

標定必須包括對溫度、時間和設備工具的其他設置進行監控（參見圖4）。應將熱電偶裝配到板組件的不同部分，如PBGA器件上部和PCB上部（參見圖5）。分析時間和溫度曲線數據，從(cong) 評估中獲得器件移除的有效參數。

圖4. 器件移除評估的簡化流程圖

圖5. 器件移除標定設置示意圖

清潔PCB焊盤

移除PBGA器件之後，PCB上的焊盤會(hui) 有過多的焊料，必須在安裝替換PBGA器件之前予以清理。焊盤清理可分為(wei) 兩(liang) 步：

去錫。利用吸錫線和刀片型烙鐵去除焊盤上過多的焊料（參見圖6）。所選刀片的寬度應與(yu) 器件占用的最大寬度相匹配。刀片溫度必須足夠低，以避免損壞電路板。可將焊劑塗在焊盤上，然後用吸錫線和烙鐵去除過多焊料。

圖6. PCB焊盤去錫

清潔。在返修區域上用清洗劑清潔，並用無絨布擦幹淨。使用的清洗劑取決(jue) 於(yu) 原始總成所用的焊膏類型。

塗敷焊膏

在將替換PBGA器件安裝到電路板上之前應塗敷焊膏，目的是取代最初裝配電路板時塗敷的焊膏，從(cong) 而保證PBGA焊接接頭的可靠性。給每個(ge) 焊球塗敷的焊膏量必須一致，以免在電路板上安裝PBGA時發生不共麵問題。

可利用模板來將焊膏塗敷到PCB焊盤上。模板對齊精度是使回流焊錫處理保持均勻的關(guan) 鍵。使用與(yu) 電路板裝配相同的PBGA孔徑幾何圖形和模板厚度。使用梯形孔徑（參見圖7）以確保焊膏均勻釋放並減少汙點。

圖7. 模板孔徑幾何圖形（A比B長）

某些情況下，利用模板將焊膏均勻精確地塗敷在PCB焊盤上可能不可行，尤其是對於(yu) 器件密度高或幾何空間緊張的電路板。這種情況下，應考慮將焊膏塗敷在器件底部的焊球上。為(wei) 此，可利用模板將焊膏塗敷在焊球上端，或將焊膏分配給所有焊球（參見圖8和圖9）。可利用專(zhuan) 門設計的夾具和/或返修設備來達到這一目的。

圖8. 焊膏模板將焊膏印製到焊球上

圖9. 將焊膏分配到焊球上

器件對齊和貼片

將器件精準貼放到電路板上是很重要的。帶分光束光學係統的貼片設備有助於(yu) PBGA和電路板的對齊。此類成像係統涉及到將PBGA焊球鏡像疊放在PCB焊盤鏡像上（參見圖10）。貼片機必須具有支持用戶沿x軸和y軸進行微調（包括旋轉）的能力。

圖10. 利用分光束光學係統對齊PCB和器件

貼片精度取決(jue) 於(yu) 所用的設備或工藝。雖然PBGA封裝在回流焊過程中往往會(hui) 自動對齊，但應確保貼片偏差小於(yu) PCB焊盤寬度的50%。若對齊誤差過大，焊料橋接可能引起電氣短路。固定器件因所有回流參數均經過優(you) 化，故應使用原始裝配過程中製定的熱曲線。

檢查

回流之後，檢查裝配好的PBGA有無缺陷，如未對齊或受損等。利用X射線檢查有無問題，如焊料橋接和錫珠等。如有必要，執行電氣驗證測試以驗證器件功能正常。

Bingo，從(cong) PCB移除PBGA 封裝的返修程序介紹完啦！