等离子清洗改善BGA封装的可焊性

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。将等离子清洗引入电子封装中，能够显著改善封装质量和可靠性。
现在我们介绍一种新颖的方法，用氢等离子体对BGA器件进行处理，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。
氢等离子清洗基本原理
氢等离子体清洗基本原理示意图如图所示。
氢等离子体清洗示意图氢等离子体清洗的化学反应式可以表述如下：
在清洗表面氧化物时用纯氢虽然效率高，但这里主要考虑放电的稳定性和安全，在应用时选用氩氢混合较为合适，氩气通过离子化还可以促进氢等离子体数量的增加，提高氩氢等离子体的还原活性，另外对于材料易氧化或易还原的材料也可以采用颠倒氧气和氩氢气体的清洗顺序来达到清洗彻底的目的。
氢等离子体清洗BGA焊球氧化物的具体工艺过程
预清洗BGA的焊球上除了有氧化物，还有其他一些污染物，如油脂和灰尘等，这些明显的污染物首先必须采用预清洗的过程把它去掉。典型的预清洗过程包括化学溶剂浸泡和化学溶剂超声波清洗。化学溶剂浸泡和超声波清洗能洗掉比较明显的污垢，为后来的氢等离子体清洗做好准备。
BGA焊接后焊点的质量是BGA封装器件失效的主要原因，氢等离子清洗可以改善BGA焊点的外观，使焊点显得饱满、圆润和光亮；氢等离子清洗BGA焊球上的氧化物，工艺简单、效果好和效率高，是一种值得推荐的方法。24649