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塑料球柵陣列封裝技術(shù)又稱BGA,是球形焊點按陣列分布的封裝形式,適用于引腳數(shù)越來越多和引線間距越來越小的封裝工藝,被廣泛應(yīng)用于封裝領(lǐng)域,但是BGA焊接后焊點的質(zhì)量是BGA封裝器件失效的主要原因。

BGA器件焊接要達(dá)到良好的可靠性,BGA焊球的可焊性是非常重要的。但是由于種種原因,比如,存儲期過長,暴露在大氣中,烘烤溫度過高,大氣中的一些腐蝕性的工業(yè)廢氣都容易造成BGA焊球的氧化和腐蝕。焊球的氧化腐蝕讓焊球看起來沒有光澤,發(fā)灰、發(fā)暗和發(fā)黑,使自動化貼片機(jī)的視覺系統(tǒng)無法識別,無法進(jìn)行大規(guī)模自動化生產(chǎn)。更重要的是,焊球低劣的可焊性,將會帶來一系列的問題,比如焊接空洞、虛焊和脫焊等一些焊接缺陷,這些焊接缺陷將給BGA的可靠性和長期工作壽命造成嚴(yán)重影響。

BGA的焊球一旦被氧化腐蝕,就必須采取適當(dāng)?shù)奶幚泶胧﹣砘謴?fù)它的可焊性，用氫等離子體對BGA器件進(jìn)行清洗,能夠大大改善BGA器件的可靠性,而且工藝簡單,效果好,效率高。

利用氫氣來還原金屬氧化物,其反應(yīng)產(chǎn)物H20不會對環(huán)境產(chǎn)生任何負(fù)面影響,是一種綠色反應(yīng)過程。但是普通H2的還原需要較高的溫度,而且效率不高,要使氫氣還原真正具有競爭力,必須找出強(qiáng)化氫還原反應(yīng)的新方法和新技術(shù)。通過將分子態(tài)的氫氣轉(zhuǎn)化為等離子態(tài)的氫,改變參加還原化學(xué)反應(yīng)氫的狀態(tài),從而利用低溫等離子體的化學(xué)特性可以在熱力學(xué)和動力學(xué)層面上提高氫的還原能力。

氫等離子體清洗基本原理

污染物的存在會影響B(tài)GA的焊接質(zhì)量，導(dǎo)致焊接不良，如虛焊、假焊等問題。氫氣化學(xué)性質(zhì)活潑,具有很強(qiáng)的還原性,在清洗過程中可以將氧化物還原實現(xiàn)清洗作用。氫氣等離子清洗能有效地清除焊接表面的氧化層,防止焊接面的再氧化,同時提高焊盤表面的親水性，使焊料的鋪展性大大加強(qiáng)。經(jīng)過氫等離子體處理后的BGA,焊接完成后焊點飽滿、圓潤和光亮。相對未處理BGA的焊點發(fā)灰、發(fā)暗和起皺要好得多。

用氫等離子體清洗BGA基板氧化物的優(yōu)點

用氫等離子體還原BGA焊球上的氧化物,工藝簡單,無需高溫,對器件損傷小,無需清洗和干燥,而且清除效果好,生產(chǎn)效率也很高。氫等離子體去除氧化層的方法可以擴(kuò)展到所有表面貼裝元器件的氧化物的去除。

綜上所述：BGA器件的焊球往往都非常容易氧化,焊接后的BGA焊點不僅外觀上不過關(guān),其電性能和熱性能也大打折扣。但是BGA焊球的去氧化問題一直沒有很好的解決方法。利用氫氣等離子清洗的方式能有效地去除BGA基板表面的氧化物。該方法工藝簡單,效果顯著,效率也很高,是清除BGA元器件和其他表面貼裝元器件氧化物的最佳方法。