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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,使自動化貼片機的視覺系統(tǒng)無法識別,無法進行大規(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。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。