漲知識！一文了解修復(fù)焊接BGA芯片全過程

我們能夠享受現(xiàn)代電子設(shè)備小巧玲瓏但又功能強(qiáng)大的優(yōu)點(diǎn)，得益于芯片的小型封裝的優(yōu)勢，其中一個最為優(yōu)秀的封裝形式就是錫球陣列封裝（BGA）。這種封裝形式芯片的管腳是分布于芯片底部的一系列點(diǎn)陣排列的焊盤，通過均勻的錫球與PCB板連接在一起。

比起通過傳統(tǒng)芯片兩邊或者四周引線管腳封裝，BGA封裝極大提高了芯片引腳的數(shù)量，同時縮短了引腳與電路板之間的距離。密集的錫球連接也大大改善了芯片的散熱能力。

這種封裝給電路板的維修帶來了巨大的挑戰(zhàn)。芯片的拆卸與重新安裝比起普通帶有引腳的芯片都困難。特別是BGA封裝的芯片一經(jīng)拆卸，它底部的錫球均會遭到破壞。在重新焊接的時候，需要通過特殊的工具重新種植錫球。

為了保證每個錫球能夠?qū)?zhǔn)芯片底部的焊盤，則需要借助于精密的鋼絲網(wǎng)的幫助。這些鋼絲網(wǎng)一般通過激光雕刻而成。

在B站看到一個手工焊接BGA封裝芯片的視頻。其精細(xì)過程令人驚嘆。

視頻中的芯片是沒有錫球的蘋果手機(jī)主芯片，在一平方厘米見方內(nèi)大有有1000多個管腳。視頻展示了手工重置錫球和焊接過程完整18個步驟，相信看完之后，會讓人對于焊接過程有了新的理解。

1. 首先將配套的鋼網(wǎng)敷在芯片底部的管腳上面，然后將焊錫膏均勻涂抹在鋼網(wǎng)上面，并用力壓緊。

2. 然后在使用軟布將鋼網(wǎng)上剩余的焊錫膏清理干凈。觀察是否所有的管腳內(nèi)都包含有均勻的焊錫膏。

3. 使用尖嘴鑷子將上面四個核心定位焊盤內(nèi)的焊錫膏剔除。

4. 接著，使用熱風(fēng)槍加熱鋼網(wǎng)和芯片，直到所有的焊錫膏都融化，并形成球狀。

5. 使用助焊劑涂抹在鋼網(wǎng)上，然后再次進(jìn)行加熱。這樣可以使得所形成的錫球更加的均勻。

6. 通過使用尖嘴鑷子按動定位核心孔將鋼網(wǎng)和芯片分離開來。

7. 使用吸錫銅絲網(wǎng)在加熱的情況下將定位焊盤上的多余的焊錫去除。

8. 待芯片冷卻后，使用清洗液和軟布將芯片表面進(jìn)行清洗。

9. 由于芯片底部有形成的錫球，所以很容易將軟布上的纖維扯下，留在新品管教中，需要對它們進(jìn)行清理。利用細(xì)針剔除在清洗過程中留在芯片表面的纖維。

10. 上述過程中使用過過量的助焊劑，加熱過程會在芯片四周形成固體結(jié)焦。使用刻刀將芯片四周邊緣處的雜質(zhì)清除。

11. 再仔細(xì)觀察，將芯片表面所遺留的細(xì)纖維徹底清除。仔細(xì)觀察芯片表面，看是否所有的焊錫球均勻。如果有缺損，則需要進(jìn)行修復(fù)。這是考驗(yàn)?zāi)托?、眼力的時候。

12. 1000個重生錫球，難免有的錫球有缺損。下面修復(fù)過程堪稱“神一般的操作”。 

對有缺損的焊錫球，也就是在前面工序中，焊錫膏比較少的地方所形成的焊球小。在該焊錫球上增加一些焊錫膏。

13. 使用熱風(fēng)槍重新加熱帶修補(bǔ)的焊錫球。此時，如果焊錫膏量比較多，有可能在相鄰的兩個焊錫球之間形成錫橋。

14. 在加熱的情況下，使用細(xì)針在橋連的兩個錫橋中間劃過，將錫橋斷開。這一切都是在加熱的情況下進(jìn)行。

15. 下面的過程就是焊接芯片過程了。相比前面使用焊錫膏重生錫球過程，焊接過程到時顯得比較輕松了。

將PCB的焊盤表面使用刀口烙鐵進(jìn)行清除，剔除所有的焊錫。然后將芯片放置在PCB焊盤上，對準(zhǔn)。

16. 使用熱風(fēng)將均勻加熱芯片頂部，直到芯片下面和周圍的焊盤融化。融化后的錫球開始與PCB板上的焊盤融合，并帶動芯片自動對齊。

使用一個細(xì)針輕輕觸動芯片邊緣，可以發(fā)現(xiàn)芯片會自動對齊底部PCB板上的焊盤。

17. 然后再使用助焊劑滲入芯片底部。使用熱風(fēng)槍繼續(xù)加熱。融化和沸騰的助焊劑會進(jìn)一步增加芯片錫球的流動性。助焊劑的整齊也會微微推動芯片，使其自動對齊PCB板。

18. 當(dāng)芯片冷卻后可以從側(cè)面目測芯片焊接的情況。此時芯片的所有引腳都與底部多層PCB板一一對應(yīng)焊接成功了。

通過觀察和學(xué)習(xí)BGA芯片焊接過程，可以看到，電路板的成功焊接是焊錫、焊盤、熱量、助焊劑四者共同作用下的結(jié)果。也許并不是所有電子工程師都可以使用放大顯微鏡精細(xì)觀察到焊接的所有過程，但我相信只要看過上述焊接視頻一次，它就會留在你們的腦海里，潛移默化去影響你在焊接過程中的操作。