SMT钢网BGA的重新植球2013-11-30 06:38:3572830
BGA元件正迅速成为密间距和超密间距技术所选择的封装。在提供一个可靠的装配工艺的同时达到高密度的互连,使得在工业范围内越来越多地采用这种形式的元件。可是,这些元件的大量出现与其不断增加的成本正在推动装配与返工工艺期间对BGA回收的需求。
直到最近,那些含有可再工作缺陷的BGA元件只是从印刷电路装配上取下,然后扔掉。不幸的是这样做是有成本代价的,特别是现在的高端陶瓷BGA(CBGA)和大型、高输入/输出塑料BGA(PBGA)。
当要求返工时,通过回收BGA来挽救装配和降低成本是重要的。这样可以避免由于零件短缺而造成的停产与利润损失。要做到这一点,就必须理解在维持装配及其有关元件的原有条件可靠性与操作效率的翻修工艺中的机制。
最近我们对BGA的再植球(reballing)工艺进行了深入研究,试验了四种不同的再植球方法。每一个方法都包括需要正面影响元件的取下与替换方法。这些方法是:
模板法:较厚的、孔尺寸较大的模板用来将预成型的锡球放置在元件上的焊盘位置。然后锡球被扫进预上助焊剂或已印刷锡膏的放置位置。
自动分配法:用机械设备一个一个地将锡球预成型放到上助焊剂或锡膏的BGA元件焊盘上。
高纯度铜辫法:高纯度铜辫预成型用来将锡球放到已印刷助焊剂的焊盘上。
干燥焊接法:一种专门的干燥焊接工艺和一种合成回流/对中工具一起使用。
试验
在试验矩阵中包含了下列参数:助焊剂粘度、助焊剂化学成分、助焊剂粘着性、锡球合金、和各种锡球附着工艺。利用一个满足分析试验需求的基板或元件,提供一致的参数和在整个分析过程中维持一个通用的试验平台,这在试验设计中是很重要的。
这个项目需要的元件是作为工厂菊花链元件采购的。试验也通过提供在零件的正常返工过程(包括回流/取下)期间所获得的实时数据来增强。基线的建立是使用直接来自工厂菊花链部分的元件,并且没有暴露到任何类型的制造环境。
选择了一个352 PBGA菊花链封装,它含有一个35mm的树脂覆盖的模块和1.27mm间距的0.03"锡球(63Sn/37Pb)。所有BGA封装的锡球座都由铜焊盘构成,有100µm的镍隔板和在镍隔板上电镀3-8µm的金。所有元件从试验装配上取下,经过一次回流。所有板都是0.093"厚度的Fr-406热风焊锡均匀(HASL)表面涂层。所有板都有0.030"无焊锡覆盖界定的焊盘(NSMD, non-solder mask defined pads),串行链接以增加电气试验的容易。
这个通用平台允许试验集中在有影响的参数上,而不是在元件变量本身。使用HASL表面涂层的主要目的是提供从PCB基板到焊接柱的尽可能最高强度的连接,同时维持一致的试验参数。
焊锡印数是使用0.030"开孔的0.006"厚度的不锈钢片。这个方法形成一个可行的焊锡连接,而不产生诸如短路这样的异常的制造缺陷。这个方法也希望揭示,从锡球到元件基板的焊锡内连或金属间的附着比失效板的附着机制要强得多。
测量标准
选择剪切试验和环境应力试验来积累测量与试验数据。剪切试验提供在各种工艺与涉及的材料和足够精度之间的有用比较。剪切试验的最大好处是帮助确认各种湿润问题,比如粘附强度、过多金属间化合物的形成、锡球的污染、和元件的安装座。环境试验是评估和逐步增强元件失效机制、获得统计数据和进行基线分析的一个有效工具。
这些基线帮助确定和随后减少上述技术常见的各种随机引发错误。虽然安装的不同方法是统计上分析和证实的,但是寿命期望的差异、使用的容易性、成本效益、和科学分析最终决定BGA回收的锡球安装的最佳方法。
元件的取下
元件的取下和随后PCB与封装表面的准备是一个成功工艺的最重要部分。为了提供一个可靠的互连座,座的准备必须认真进行,诸如焊盘的损坏、共面性、污染、潮湿敏感性和元件的处理等参数必须严格控制。
由于回流与取下工艺的关键性,适当的回流曲线必须用于维持在元件取下期间的封装的完整性。锡膏和元件制造商提供有帮助的专用温度曲线。元件应该用一个热板温度曲线来取下,形成的峰值温度在元件制造商的限制之内。自动设备戏剧性地减少在建立的温度曲线中的可变性,在某种程度上保证取下的力量在推荐的界限之内。
原来封装的取下将造成在PCA上从锡球和印刷的焊锡块的焊锡释放,因此,必须认真完成,以提供一个平面的无污染的安装座。这个步骤对于获得一个可靠的装配是极其重要的。最常用的方法是使用高纯度的铜辫。对这个方法的观点是不同的,能否提供损伤控制或在吸锡印刷电路装配或元件基板时防止损坏。该工艺可能造成的损坏经常直接与操作员的熟练程度有关。
取下的另一个常用方法是使用一个非接触式清除系统,它利用加热的惰性气体,通常是氮气,和一个真空设备来将焊锡从焊盘上清除,而不物理接触基板。虽然这些方法通过控制温度和对安装座的接触损坏来提供一个很好的取下方法,但是,成本高,因此业界不常使用。
在基板的取下和清除完成之后,必须进行全面的外观检查。对0.03"安装座的检查放大倍数不应该小于3倍。对于小于常用的0.03"直径的安装座,放大倍数至少应该是10倍。这个步骤对发现元件或电路损坏是非常有用的。检查应该包括下列缺陷:过多污染、损坏或翘起的电路板焊盘和元件焊盘的损坏。在使用高纯度铜辫2等接触式清除方法处理时,焊盘损伤是常见的问题。阻焊的受损、减少、或物理损坏可能造成许多焊接的问题。
- 省钱10%:品质更好,OSP工艺替换无铅喷锡一、OSP替换无铅喷锡优势:对客户的四大价值1.上锡更容易,投诉率更低无铅喷锡远比OSP难上锡,不上锡导致的品质投诉率高。而OSP只要按规范操作,投诉率反而远低于无铅喷锡。无铅喷锡难上锡的主要原因是:无铅焊料流动性差,且高温焊接时,表面容易氧化和钝化。2.表面平整,精密焊接更有保障无铅喷锡相比OSP表面太不平整,特别是对于密集的IC管脚、BGA焊接,品质无从保证,带来较高的投诉率。而OSP完美地解决了表面平整度问题。3.性价比更高无铅喷锡除工程费外,收费30元/平方米,100平方米就要3000元。而 OSP无任何表面处理费用,相比无铅喷锡可节省约10%的成本。4.返工方便,存储时间反而可更长有人说,没拆包的OSP板子相比无铅喷锡板子存储时间更短,这话合理。但只要存储环境好,没拆包的OSP板子也能存储一年。而且OSP有一个好处:如果OSP在PCBA焊接前氧化了,寄回嘉立创免费返工即可,效果像新的一样;而无铅喷锡一旦氧化,基本上就报废。二、嘉立创用OSP工艺逐步引导取消喷锡工艺1.嘉立创高多层板、HDI早已弃用喷锡工艺几年了,仅支持沉金及OSP工艺。2.免费打样已全部切换为OSP工艺,让大家进一步了解OSP工艺、正确使用OSP 工艺。OSP工艺效果3.本次正式引导OSP工艺取代无铅喷锡工艺,宣导客户逐渐转换。三、以客户价值为最高准则,为客户提供高性价比产品嘉立创引导客户从无铅喷锡转向OSP工艺,目的是让客户获得更好的性能品质、更实惠的价格。但是,从嘉立创自身短期利益来说,这是不利的。无铅喷锡收费30元/平方米,100平方米收费3000元,按20%毛利计算,有600元毛利;OSP成本约5元/平方米,100平方米成本就要500元,且不向客户收费。一个赚600元,一个倒贴500元——客户利益才是最高利益。四、了解OSP工艺,正确用好是关键1.注意氧化风险OSP拆包后容易氧化,拆包后应快速使用。特别是双面焊接,焊完一面后另一面要及时焊接,不要长时间放置。2.这些板不适合OSP工艺OSP工艺一定不能用于半孔板、按键板、金手指板等。3.焊接前检查表面在PCBA加工前,检查一下OSP表面,如果发现有发黑、氧化现象,马上返给嘉立创,可以免费返工。OSP工艺返工极为方便,而无任何风险,返工后效果如新。如果您对嘉立创OSP工艺有任何疑问或建议,可扫描下方二维码,进企业微信群交流。2026-08-24 18:02:14
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- 研发有料,下单有礼!"嘉立创20周年有料季"活动正式开启从2025年下半年开始,PCB上游进入新一轮价格波动周期。铜箔、电子玻纤布等关键原材料成本上涨,覆铜板企业连续发布多轮调价通知,部分板材供应趋紧,成本压力逐步向PCB制造环节传导。对硬件工程师和研发团队来说,这种变化带来的问题,远不止“PCB会不会涨价”,板材还能不能稳定供应?市场波动时,会不会降低用料标准?工厂能不能正常生产和交付?订单增加后,品质还能不能有保障?越是行业发生变化,越能看出一家企业到底有没有“料”。从2006年创立开始做PCB打样,到2022年正式进入高多层PCB领域,再到持续建设电子和机械产业一站式服务,嘉立创将长期积累的制造经验、供应链资源和数字化能力不断投入新的产品和服务中。值此20周年,嘉立创推出“有料季”活动——「嘉立创20年,超有料」。对客户来说,“有料”在于:材料供得上、用料有讲究,复杂设计做得出,制造问题尽可能拦在出厂前,还有真实项目和工程师体验可以参考。一、板材有料:供应有保障,用料有讲究覆铜板是PCB生产的基础材料。在上游连续调价、部分材料供应趋紧的阶段,企业有没有稳定的采购渠道和备料能力,会直接影响客户的项目节奏。一次缺料、临时换料或交期变化,影响的不只是一笔PCB订单,还可能打乱后续焊接、调试和整机验证节奏。面对本轮板材行业变化,嘉立创依托板材供应商的战略备货支持,整体货源充足,并优先保障广大中小客户供货。对正在做产品打样和小批量生产的客户来说,稳定备料有助于减少上游变化对项目进度的影响。所谓“好米煮好饭”,嘉立创高多层板坚持用真A级板材,且板材主要采用生益、南亚、KB等一线品牌,从源头保障品质。在嘉立创下单官网,以1.6mm板厚的高多层下单配置为例,6层板均采用真A级板材,阻燃性为94V0,TG值覆盖TG135-TG170,可选生益、台湾南亚、KB等品牌。真A级意味着没有偷布,填料30%以下,阻燃板材。而94V0则代表着最高的阻燃等级。8-64层板同样采用真A级板材和94V0等级阻燃性,客户可根据需求,选择相应TG值、板材品牌及相应型号,公开透明。如果想进一步了解板材规格,还可以下载板材技术资料,查看特性、性能、应用说明和板材清单等详细信息。即使原材料成本上涨,嘉立创货源稳得住,板子供得上,用料不缩水,用真材实料确保板材有料。二、工厂有料:让复杂设计真正做得出来高多层PCB的难点,不仅在于能不能在设计软件中画出来,更取决于工厂能否按要求稳定做出来。随着层数增加,内层线路、层间对准、叠层压合等环节都会变得异常复杂。精细线路的成形、小孔的孔金属化、复杂叠层的压合,每个环节都决定着设计文件最终能否变成可以焊接和调试的实物。嘉立创高多层板当前最高可做到64层,最大成品尺寸可达656mmx586mm,最小成品尺寸支持5mmx5mm。并且,BGA焊盘中间钻孔使用盘中孔工艺(采用树脂/铜浆塞孔+电镀盖帽),这可以提升工程师设计效率,品质更可靠,焊接更优异。同时,支持客户自定义叠层,以及OSP/沉金、背钻、盲槽等工艺,更好满足客户需求。强大制程能力的背后离不开一流设备。阻焊线路采用源卓的 LDI激光曝光设备,曝光精度更高;压合采用台湾活全Vigor全自动压合机,更稳定,压合质量更高。而电镀使用东威、宇宙等VCP电镀设备,提升小孔镀铜能力及镀层均匀性。这些设备的核心价值,在于把复杂设计稳定地制造出来。当样板通过验证后,项目可能进入小批量试产。嘉立创高多层PCB月产能超过100000平方米,在服务打样的同时,也具备承接后续小批量和批量需求的基础。对客户来说,通过返单,沿用已确认的工艺和生产条件,可以减少更换供应商、重复沟通和验证带来的时间成本。三、品质有料:把制造问题拦在出厂前做过硬件研发的都知道,PCB制造问题最怕到了调试阶段才暴露。高多层板一旦出现内层开短路、孔铜异常或其他制造缺陷,可能表现为产品无法正常上电、信号异常、连接不稳定,甚至是偶发故障。排查时,工程师需要在原理图设计、程序、元器件、焊接和PCB制造之间逐项定位,容易消耗大量研发时间,影响项目进度。因此,高多层板的品质不能只依靠出货前的终检,而要贯穿整个生产过程。以嘉立创高多层板为例,主要品质检测流程包括内层AOI——AVI检测——四线低阻测试——外层AOI——成品开短路测试——终检。内层和外层AOI用于检查线路图形,识别开路、短路和线路缺口等异常;AVI则检查板面和外观缺陷;四线低阻测试可以精准检测出铜线路、孔铜、叠层结构的真实直流电阻,排除探针、测试线、夹具接触电阻干扰,识别常规开短路测不出的隐形不良,管控载流、压降和发热风险。制造完成后,还要通过开短路测试和终检,确认电气性能、外观和相关质量要求。这些检测的目的,是尽可能在板子出厂前发现隐患并解决问题,最终交付质量可靠的产品。对工程师来说,也可以把精力更多放在电路、软件和整机验证上,减少因PCB制造异常引起的无效调试、返工和项目延误。四、客户有料:真实项目落地,工程师真实体验高多层PCB的能力有没有说服力,不看参数,看它用在哪里。如今,嘉立创的高多层板已经进入人形机器人、AI硬件、智能物流、商业航天和工业控制等领域,应用于智元机器人、Ropet、京东物流、蓝箭航天和菲尼克斯电气等企业。这些产品设计复杂、迭代频繁、对PCB制造一致性要求严苛。越是这样的场景,越能检验高多层板能力的真实水平。与此同时,越来越多电子工程师在硬件研发中,采用嘉立创高多层板。一位工程师在完成6层板板卡调试后分享:“嘉立创的六层板工艺没得说,内存终于调通了。”另一位客户在使用盘中孔沉金工艺后评价:“嘉立创免费做的6层板,采用盘中孔沉金工艺,盘中孔让我太惊艳了。”五、成本和交期,一样有料在原材料价格上涨的阶段,客户不仅关注PCB有没有涨价,还会比较在同等条件下,成本和交期是否合理。以【FR-4、单片10×10cm、板厚1.6mm、外层铜厚1OZ、最小线宽线距5/5mil、最小孔径0.3mm、绿油白字、过孔盖油、单片出货】为例,从公开报价来看,嘉立创2层板、4层板和6层板均低于其他报价。实际价格会受到板材、尺寸、铜厚、工艺、数量等因素影响,最终以下单页面实时报价为准。在交期方面,嘉立创6层和8层板标准交期为4-5天,部分订单最快支持48小时加急。更高层数也有对应的标准交期和加急安排。对硬件研发来说,一次缺料等待、一次制造异常、一次无效调试或一次供应商切换,都可能带来额外的工期和隐形成本。嘉立创在坚持材料、工艺和品质标准的基础上,向广大电子工程师和中小硬件创新企业提供更具竞争力的报价、更快的交期,以及从打样验证到后续订单承接的更可靠保障。从材料准备,到设计制造、品质检测和实际使用,四个“有料”共同指向同一件事:让设计更好更快地变成产品,让研发预算、项目进度和制造风险更可控。面对持续变化的行业环境,客户需要的不是供应紧张引发的焦虑,而是可以依靠的材料、制造、品质和交付能力。嘉立创会用这20年来在数字化、供应链、柔性制造和客户服务上积累的经验和能力,继续服务于广大工程师和研发团队,为他们创造更多价值。扫描下方二维码,进入“嘉立创20周年有料季”活动页。2026-09-03 09:37:07
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