氢等离子体清洗BGA基板氧化物

塑料球栅阵列封装技术又称BGA,是球形焊点按阵列分布的封装形式,适用于引脚数越来越多和引线间距越来越小的封装工艺,被广泛应用于封装领域,但是BGA焊接后焊点的质量是BGA封装器件失效的主要原因。

BGA器件焊接要达到良好的可靠性,BGA焊球的可焊性是非常重要的。但是由于种种原因,比如,存储期过长,暴露在大气中,烘烤温度过高,大气中的一些腐蚀性的工业废气都容易造成BGA焊球的氧化和腐蚀。焊球的氧化腐蚀让焊球看起来没有光泽,发灰、发暗和发黑,使自动化贴片机的视觉系统无法识别,无法进行大规模自动化生产。更重要的是,焊球低劣的可焊性,将会带来一系列的问题,比如焊接空洞、虚焊和脱焊等一些焊接缺陷,这些焊接缺陷将给BGA的可靠性和长期工作寿命造成严重影响。

BGA的焊球一旦被氧化腐蚀,就必须采取适当的处理措施来恢复它的可焊性，用氢等离子体对BGA器件进行清洗,能够大大改善BGA器件的可靠性,而且工艺简单,效果好,效率高。

利用氢气来还原金属氧化物,其反应产物H20不会对环境产生任何负面影响,是一种绿色反应过程。但是普通H2的还原需要较高的温度,而且效率不高,要使氢气还原真正具有竞争力,必须找出强化氢还原反应的新方法和新技术。通过将分子态的氢气转化为等离子态的氢,改变参加还原化学反应氢的状态,从而利用低温等离子体的化学特性可以在热力学和动力学层面上提高氢的还原能力。

氢等离子体清洗基本原理

污染物的存在会影响BGA的焊接质量，导致焊接不良，如虚焊、假焊等问题。氢气化学性质活泼,具有很强的还原性,在清洗过程中可以将氧化物还原实现清洗作用。氢气等离子清洗能有效地清除焊接表面的氧化层,防止焊接面的再氧化,同时提高焊盘表面的亲水性，使焊料的铺展性大大加强。经过氢等离子体处理后的BGA,焊接完成后焊点饱满、圆润和光亮。相对未处理BGA的焊点发灰、发暗和起皱要好得多。

用氢等离子体清洗BGA基板氧化物的优点

用氢等离子体还原BGA焊球上的氧化物,工艺简单,无需高温,对器件损伤小,无需清洗和干燥,而且清除效果好,生产效率也很高。氢等离子体去除氧化层的方法可以扩展到所有表面贴装元器件的氧化物的去除。

综上所述：BGA器件的焊球往往都非常容易氧化,焊接后的BGA焊点不仅外观上不过关,其电性能和热性能也大打折扣。但是BGA焊球的去氧化问题一直没有很好的解决方法。利用氢气等离子清洗的方式能有效地去除BGA基板表面的氧化物。该方法工艺简单,效果显著,效率也很高,是清除BGA元器件和其他表面贴装元器件氧化物的最佳方法。