手机芯片的焊接技术
       手机中的芯片采用了贴片安装技术,在拆焊和焊接前,首先要准备好如下工具:热风枪,用于拆焊芯片,最好使用有数控恒温功能的热风枪;电烙铁,用于芯片的定位、清理芯片及线路板上的余锡;医用针头,拆卸时用于将芯片掀起;带灯放大镜,用于观察芯片的引脚及位置;防静电手腕,戴在手上,防止人身上的静电损坏手机元器件;小刷子、吹气球,用以清除芯片周围的积尘和杂质;助焊膏,拆焊和焊接时起助焊作用,也可选用松香水之类的助焊剂;无水酒精或天那水,用以清洁线路板,使用天那水最好,天那水对松香、助焊膏等有良好的溶解性;焊锡,焊接时用以补焊,应该采用手机维修专用的焊锡;植锡板,即BGA钢网,用于BGA 芯片的植锡;锡浆,用于植锡,可选用瓶装的维修佬锡浆;刮浆工具,用于刮除锡浆。

       其次,要做好拆焊前的准备工作:

       一是要接地良好,即将电铬铁、手机维修平台接地,维修人员要带上防静电手腕;

       二是要拆下备用电池,即将手机电路板上的备用电池拆下(特别是备用电池离所拆卸芯片较近时),否则备用电池很容易受热爆炸,对人身构成威胁;

       三是要对芯片进行定位,即将手机电路板固定在手机维修平台上,打开带灯放大镜,仔细观察所要拆卸芯片的位置和方位,并做好记录,以便焊接时恢复。再次,在拆焊和焊接芯片时,要讲究拆焊和焊接的方法和技巧。
(一)SOP 芯片与QFP 芯片的拆焊与焊接
       对于SOP 芯片和QFP 芯片的拆焊,应选用热风枪、电烙铁、助焊剂、镊子、医用针头、手机维修平台等工具。拆焊时,带上防静电手腕,将手机电路板固定在手机维修平台上,手机维修平台接地,将备用电池拆下,记录好芯片的位置和方位;用小刷子将芯片周围的杂质清理干净,往芯片引脚周围加注少量助焊剂;将热风枪的温度开关调至3~5档,风速开关调至2~3 档,根据芯片的大小及封装形式选用合适的喷头,如拆焊SOP 芯片,可使用小喷头,而拆焊QFP 芯片,可选用大喷头;拆焊时,应使热风枪喷头与所拆焊芯片保持垂直,喷嘴在芯片上方离芯片1~2 厘米,并沿芯片周围引脚慢速旋转,均匀加热,吹焊的位置要准确,注意不要吹跑芯片周围的小元件;等芯片周围引脚的焊锡完全熔化后,用镊子或医用针头将芯片轻轻拾起或夹掀起。
       焊接SOP 芯片和QFP 芯片时,先将电路板上的焊点用平头烙铁整理平整,必要时,对焊锡较少的焊点进行补锡,然后用酒精将焊点周围的杂质清洁干净。将更换的芯片与电路板上的焊接位置对好,用带灯放大镜进行反复调整,使之完全对正。用电烙铁焊好芯片四个角的一个引脚,将芯片固定。用热风枪吹焊芯片周围的引脚,使焊锡熔化,此时不可立即去动芯片,以免其发生位移,应注意冷却。冷却后,使用带灯放大镜检查芯片的引脚是否存在虚焊,若存在虚焊,则用尖头烙铁进行补焊,直至全部正常为止。最后用无水酒精将芯片周围的助焊剂清理干净。

(二)BGA 芯片的拆焊与焊接
       BGA 芯片的拆焊与焊接可以说是手机维修中最大的技术难点,拆下来容易,焊接上去难。拆焊时,用热风枪吹一会,再用镊子轻轻碰触,若有轻微移动,说明BGA 底部的锡球熔化了,用镊子将BGA芯片拾起即可,但在BGA 芯片安装焊接时,热风枪在芯片上方吹焊,芯片下方为锡球与电路板焊点连接处,是否焊接良好,看不见也摸不着,吹焊时间太长,会引起芯片过热损坏或者锡球粘连短路,吹焊时间不够,锡球与电路板焊点接触不良造成虚焊。当然,只要掌握正确的焊接方法、焊接步骤及焊接技巧,再加上焊接时胆大些,心细些,多练习,熟能生巧,BGA 芯片的拆焊和焊接也就不难了。BGA 芯片的拆焊和焊接,可分成四个步骤进行:BGA 芯片的定位、BGA 芯片的拆焊、BGA 芯片的植锡、BGA 芯片安装焊接。
       第一步:BGA 芯片的定位。由于BGA 芯片多数为正方形,也有部分为长方形,从BGA 芯片的正面看,正方形的四条边朝那个方向都一样,而长方形的两条长边(或短边)朝那个方向都一样,在拆焊BGA 芯片之前,一定要看清楚BGA 芯片正面的字符的方向,打圆点的角在哪个方位,具体位置,否则在安装放置BGA 芯片时就容易搞错方向及位置,使BGA 芯片引脚安装的位置不正确,造成新的故障。因此,在拆焊BGA 芯片之前,一定要看清楚并记下BGA 芯片的具体位置,以方便焊接安装。目前的手机电路板上都印有BGA 芯片的定位框,只要看清楚BGA 芯片正面的字符的方向,打圆点的角在那个方位,具体位置,就可以完成BGA 芯片的定位。
       第二步:BGA 芯片的拆焊。对BGA芯片定位后,就可以进行拆焊了。在BGA 芯片上放适量的助焊剂,可防止干吹,又可帮助芯片底下的焊点均匀熔化。去掉热风枪前面的喷头,将热量开关调至3~4 档,风速开关调至2~3 档,在芯片上2 cm 处作螺旋状吹,根据时间和温度凭经验感觉底部的焊锡完全熔化后,用镊子或医用针头轻轻托起整个芯片。取下BGA 芯片后,在电路板的焊盘上加足够的助焊剂,用电烙铁将电路板上多余的焊锡去除,除锡时应特别小心,不要刮掉焊盘上的绿漆(阻焊剂)或使焊盘脱离,然后适当上锡使电路板上的每个焊脚光滑圆润,再用天那水将电路板上的助焊济清洗干净。
       第三步:BGA 芯片的植锡。BGA 芯片拆下来后,就可对它进行植锡操作了。先用电烙铁将拆下的BGA 芯片引脚上的焊锡除掉,注意不要用吸锡线去吸。然后找到与芯片引脚相对应的植锡板,将芯片对准植锡板的孔,仔细调整完全对正后,用标签贴纸将芯片与植锡板贴牢。用手或镊子将植锡板按住不动,压紧,不要让植锡板与芯片间存在空隙,另一只手刮浆上锡。锡浆不要太稀,否则在吹焊时容易沸腾导致成球困难;也不能干得发硬成块,在吹焊时也不易成球。上锡时,用平口刀挑适量的锡浆到植锡板上,用力往下刮,边刮边压,使锡浆均匀地填充到植锡板的小孔中。上完锡后,将热风枪的喷头去掉,将风量调至最小,将温度调至330℃~340℃,即热量开关调至3~4 档。将热风枪对着植锡板均匀加热,一边加热一边晃动,使锡浆慢慢熔化。当看见植锡板的个别小孔已有锡球产生时,说明温度已经到位,这时应当抬高热风枪的风嘴,避免温度继续上升,持续吹至锡浆全部成球。
       第四步:BGA 芯片的焊接。BGA 芯片植好锡球后,就可以进行安装焊接了。先在BGA 芯片有锡球的那一面涂上适量助焊膏,用热风枪轻轻吹一吹,使助焊膏均匀分布在芯片的表面。然后将BGA芯片按拆卸前的定位位置放到电路板上,用手将芯片在定位框内前后左右来回移动并轻轻加压,当感觉到芯片象“爬到了坡顶”一样,此时芯片已与电路板的焊点完全对正。松手后,芯片不会移动,是因为锡球表面涂有助焊膏,助焊膏有一定的粘性。再把热风枪的喷头去掉,调节好风量及温度,让风嘴的中央对准芯片的中央位置,缓慢加热。当看到芯片往下一沉且四周有助焊膏溢出时,说明锡球已与电路板上的焊点熔合在一起。轻轻晃动热风枪继续均匀加热,由于表面张力的作用,BGA 芯片与电路板的焊点之间会自动对准定位,等焊锡熔化后应停止加热。焊接时注意温度不要过高,风量不要过大,不要下压集成电路以免底部连锡造成短路。焊接完成后,要用天那水将电路板洗干净。
(三)BGA 焊接常见问题处理方法
在BGA 芯片的拆焊过程中,可能会遇到以下几种情况:
       第一,拆焊BGA 芯片时,过高的温度可能影响到旁边一些封了胶的芯片,造成新的故障。因此,在吹焊BGA 芯片时,要在旁边的芯片上面要放适量的水滴,只要水滴保持在芯片上面不干,旁边的芯片就不会过热损坏。
       第二,目前多数手机的电路板上的BGA 芯片都采用胶质固定的方法,取下这些芯片是比较麻烦的。对于四周和底部涂有密封胶的芯片,可以先涂专用溶胶水溶掉密封胶,再进行拆焊,不过由于密封胶种类较多,适用的溶胶水不易找到。有的密封胶为不易溶解的热固型塑料,比锡的熔点还高,而且热膨胀系数较大,如果直接加热,会因为在焊锡未融化时密封胶膨胀将电路板的焊盘剥离损坏。拆卸这种芯片时,可以适当用力下压同时加热,不得放松,直至焊锡融化从四周有焊锡挤出再放开,并迅速用镊子上提取下,如果无法取下还可以继续加热,同时用针从侧面缝隙处扎入上撬直至取下。
       第三,一些手机由于摔跌严重或者在拆卸BGA 芯片时不注意,造成芯片下的电路板的焊点断脚,如果不进行处理,重植芯片时就会虚焊,引起新的故障。在进行处理前,要注意空脚与断脚的区别,空脚一般是一个底部光滑的“小窝”,没有线路延伸,而断脚是有线路延伸的或者底部有扯开的“毛刺”。对于有引路延伸的断点,可以通过查阅资料和比较正常板的办法来确定该断点是通往电路板的何处,然后用一根极细的漆包线焊接到BGA 芯片的对应锡球上,把线沿锡球的空隙引出,小心地焊好芯片后,再将引出的线焊接到预先找好的位置。对于没有线路延伸的断点,在显微镜下用针头轻轻掏挖,看到亮点后,用针尖掏少许锡浆放在上面,然后用热风枪轻吹成球,这个锡球要做得稍大一些,用小刷子轻刷不会掉下来,或者对照资料进行测量证实焊点已经焊接好,最后将BGA 芯片小心焊接上去。
       以上分析了手机芯片的封装形式,讨论了手机芯片的焊接技术,即SOP、QFP、BGA 芯片的拆焊与焊接的步骤、方法技巧、注意事项及常见问题的处理方法。