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BGA 植球(Reballing)怎麼做:從決定要不要植、取下舊球、植上新球、過爐,到清洗檢查與留紀錄的 5 個階段

BGA 植球(Reballing)怎麼做:從決定要不要植、取下舊球、植上新球、過爐,到清洗檢查與留紀錄的 5 個階段

BGA 植球,是把球柵陣列封裝(BGA,Ball Grid Array)底部的錫球換掉或補齊。它是重工的一種,不是萬用的補救:能不能植,先看零件從哪裡來、還能不能再過爐、焊墊有沒有受傷、客戶同不同意;做的時候,舊錫要清乾淨、助焊劑要塗足、球徑與合金要對、過爐盡量接近正式生產的條件;做完要清洗、檢查,並留下紀錄。一篇期刊論文把無鉛球換成錫鉛球,植過球的組件在溫度循環下比沒植過球的早失效,三種植球方法之間沒有差別。零件不貴、買得到,或來歷不明時,換新件常常比植球省事。

  • 先問「為什麼要植」:新品的球不良、舊零件要重複使用、要換合金,三種情況要求不同;零件來歷不明或客戶不同意,就換新件(階段①)。
  • 舊錫清乾淨、助焊劑塗足、球徑與合金對:漏球、偏移、大小球,產線上常見的原因都落在這一段(階段②、③)。
  • 過爐盡量接近正式生產,並算次數:每過一次爐,都在消耗零件與電路板的壽命;濕敏零件過爐前先烘(階段④)。
  • 洗乾淨、查清楚、留紀錄:外觀乾淨不等於清潔度過關;檢查通過的標準先寫再做(階段⑤)。

本文從「一顆 BGA 要重新植球」開始講,到「檢查過、留下紀錄」為止,談的是工廠與維修現場的小量植球,不是封裝廠的量產線。BGA 焊點怎麼檢查(X-ray、紅墨水、切片),見〈BGA 焊點怎麼檢查:X-ray、紅墨水、切片怎麼選,5 階段由淺入深〉;零件拆封後的暴露時間與烘烤,見〈濕敏元件保存與烘烤條件:拆封後 4 個狀態各該怎麼處理〉。把 BGA 裝回電路板(鋼板印刷、對位、重工台設定)、BGA 以外的零件重工、焊點失效分析,不在本文。下面每個階段寫:怎麼做、公開資料怎麼說、嘉鴻能幫的;來源、例外與條款放在文末的「備註」。

BGA 植球:五個階段 ① 決定要不要植 要做的事 為什麼要植、零件從哪來 還能不能再過爐 客戶同不同意 ② 取下舊球、整理焊墊 要做的事 遮蓋封裝,點對點吸錫 不要拖動,免得刮傷防焊層 顯微鏡確認焊墊 嘉鴻能幫的 吸錫線、烙鐵頭與海綿 耐高溫膠帶、放大鏡 ③ 塗助焊劑、植新球 要做的事 球徑與合金要對 助焊劑塗滿並檢查 載板、鋼板或手工補球 嘉鴻能幫的 防靜電鑷子、指套 ④ 過爐 要做的事 曲線接近正式生產 記下零件過了幾次爐 濕敏零件過爐前先烘 嘉鴻能幫的 充氮智能程式烤箱、防潮箱 ⑤ 清洗、檢查、留紀錄 要做的事 洗後量離子殘留 查球位、球徑、橋接 寫下做過什麼、誰決定 嘉鴻能幫的 清洗劑、超音波清洗機 離子污染測試儀、標籤
圖 1 BGA 植球:①決定要不要植,②取下舊球、整理焊墊,③塗助焊劑、植新球,④過爐,⑤清洗、檢查、留紀錄;每一階段列出要做的事,②到⑤另列嘉鴻能幫的

階段①:先決定要不要植球

植球要人工、要過爐、還要檢查,不是每顆零件都划算。先問四件事:為什麼要植、零件從哪裡來、還能不能再過爐、客戶同不同意。

要不要植球:三個問題 一顆 BGA 的球有問題 來歷與履歷清楚, 封裝與焊墊完整嗎? 否 是 零件製造商說 還能再過爐嗎? 否 是 客戶同意植球嗎? 否 是 換新件,或不植 履歷不明的零件, 換新件比較安全 零件便宜、買得到, 換新件常常更省事 失效的原因還沒找到, 先找原因,再決定 評估植球 先寫下為什麼要植 先把檢查通過的標準寫下來
圖 2 要不要植球:三個問題,任何一個答「否」就換新件,或先不植(示意圖)
零件的情況比較合理的做法公開資料怎麼說
已上過板,取下來想重複使用先問客戶;履歷清楚、封裝與焊墊完整,才評估植球一家印刷電路板(PCB,Printed Circuit Board)代工廠的部落格(2026 年 8 月):取下過程受控、封裝與焊墊完整、零件履歷查得到、球徑與合金能確認、客戶允許重複使用,才值得評估;來源或取下歷史不明,或有基板損傷、焊墊翹起、裂紋、變色、嚴重翹曲、過熱的跡象,換新件比較安全
零件貴、買不到或已停產值得評估植球一家重工設備廠商的文章:植球常因人工時間長而不划算,零件很貴或很難買到時才有理由
零件便宜、買得到換新件通常更省事同一篇文章
要換合金(無鉛換錫鉛)屬於合金轉換,以客戶與零件製造商的書面同意為準國際電工委員會(IEC)的 IEC TS 62647-4:航太、國防與高可靠度產品中,BGA 換球的要求,對象是換球供應商。一份定稿前的投影片(網址標 2016 年 11 月)說,重點是無鉛轉錫鉛,流程圖也列了錫鉛轉無鉛
失效的原因還沒找到先找原因,再決定要不要植同一家代工廠:植球只恢復外部的球陣列,修不了晶片、基板或內部連線;原因沒隔離,新球可能重複同一個失效。開不了機也不一定是球的問題,電源、時脈、韌體與其他零件都可能

怎麼做:

  • 先寫下「為什麼要植」:新品的球不良、舊零件重複使用、合金轉換,三種情況的要求不同,檢查的項目也不同。
  • 先問客戶:能不能植、可以重工幾次、過爐用什麼設備、一定要新零件還是可以用舊零件。產線上常見的做法是先把這幾條寫成條件,再開始做。
  • 看零件履歷:從哪裡來、怎麼取下的、已經過了幾次爐。履歷不明,換新件。
  • 向零件製造商要規格書上的回焊上限(次數與溫度);問不出來,就當作沒把握。
  • 濕敏零件過爐前要先烘烤並記錄暴露時間,見〈濕敏元件保存與烘烤條件:拆封後 4 個狀態各該怎麼處理〉;受潮過爐會爆開,見〈爆米花效應(Popcorn Effect)是什麼:IC 與電路板受潮,過回焊爐為什麼會爆開〉。
  • 檢查通過的標準先寫下來(球徑、球位置、有沒有漏球與橋接、共面度),再動手。

公開資料怎麼說:

  • 一個大學的可靠度研究團隊(2010 年的期刊論文):把無鉛 BGA 的球換成錫鉛球,用三種植球方法,與無鉛組件、混合合金組件一起做溫度循環(-55 到 125 °C;摘要印的是 55C to 125C)。同一種零件,不論用哪種方法,植過球的組件壽命差不多,但都比混合合金與無鉛組件短;失效位置都在零件側的焊料本體。這是無鉛換錫鉛的條件,不能直接當作您這批料的結論。
  • 國際電子工業聯接協會(IPC)公開的植球程序範例頁(頁面標 Date: 10/11;IPC 註明僅供參考):先確認零件承受得了多次回焊;多次過爐可能傷到零件與電路板;濕敏零件依 J-STD-033 處理,必要時烘烤。
  • IEC TS 62647-4:2018 是技術規範(頁面寫穩定期到 2028 年),寫的是航太、國防與高可靠度產品中,BGA 換球的要求,對象是換球供應商。定稿前的投影片(網址標 2016 年 11 月)列出的流程:確認換球供應商在核可名單上、來料檢驗、判斷焊料成分並標示、去球時預熱並控溫、確認零件扛得住無鉛回焊的溫度、新料號要鑑定。
  • 另一家半導體製造商的塑膠 BGA 應用說明(2009 年 8 月發行、2015 年 8 月修訂):它的這款封裝依 J-STD-020 鑑定,最多可承受 3 次峰值 245 °C 的回焊。這是單一封裝的標示,您的零件,以它自己的規格書為準。
  • 一家換球服務廠在 IPC 網站發表的研討會論文(2016 年;有銷售立場):一款 54 球的薄型細間距 BGA(原本是 SAC305 球,換成錫鉛球),每組 4 顆,分別去球、植球 1 到 10 次,共 40 顆;論文寫外觀檢查全數通過,X-ray 沒有看到翹曲、打線斷裂或晶粒分離,錫球推力測試的破壞都落在錫球本體。只有一款零件,不能當作其他零件也可以植 10 次的依據。

階段②:取下舊球,整理焊墊

舊錫沒清乾淨、焊墊被刮傷或翹起,後面的步驟都會受影響。去球有三種方式,公開資料的說法並不一致。

方式怎麼做公開資料怎麼說
烙鐵加吸錫線吸錫線夾在烙鐵頭與焊墊之間,一排一排、點對點吸,不要拖動重工設備廠商的文章:吸錫編織帶搭配熱的刀型烙鐵頭,一排一排吸,編織帶夾在烙鐵頭與板子之間,避免傷到焊墊。IEC 的投影片(定稿前):標準不鼓勵編織帶吸錫
熱風或氮氣加真空吸不接觸焊墊,要專用設備,速度較慢重工設備廠商的文章:比較溫和,但比較慢,要特殊設備
雷射去球專用設備IEC 的投影片(定稿前):標準不限制雷射去球與換球,只要製程符合標準的要求

怎麼做:

  • 產線上常見的做法是:先吹掉封裝表面的浮塵;零件放在聚醯亞胺(polyimide)耐高溫膠帶上,用膠帶蓋住封裝體表面,確認沒有露出。
  • 用 ESD(Electrostatic Discharge,靜電放電)毛刷,把助焊劑塗滿整個植球區,再吸錫。
  • 吸錫線配烙鐵,點對點吸,不要拖動;拖動會刮傷防焊層(solder mask)。烙鐵的設定溫度依焊料而定(錫鉛與無鉛不同),寫進作業指導書;開始前,等烙鐵頭到達設定溫度。
  • 焊墊上有髒污,小心清掉,不要傷到焊墊與防焊層。
  • 用立體顯微鏡確認:舊錫吸乾淨、焊墊沒有刮傷或翹起、防焊層完整。
  • 植球之前先檢查封裝的共面度(coplanarity,各焊墊或錫球頂端是否落在同一個平面)。
  • 去球後把零件送去清洗,把助焊劑洗掉;清洗見階段⑤。
  • 操作時戴指套(必要時再戴棉手套)與接地的手環,避免污染與靜電。

公開資料怎麼說:

  • 重工設備廠商的文章:清除助焊劑殘留要用核可的溶劑,把焊墊區清乾淨;幾乎任何標準的水系清洗方法都可以。
  • IPC 的範例頁:植球前後都要清洗與檢查,材料列了清洗劑與擦拭布;它沒有寫去球方法,只指向該標準的另幾個程序。

嘉鴻能幫的:

  • 去舊錫:吸錫線(頁面分三個系列:無鉛、免洗、松香;線寬 1.5 mm 用在細腳,2.0 到 2.8 mm 用在一般焊墊,2.8 到 3.7 mm 用在大焊墊;頁面寫要看焊墊寬度取相近的線寬,過寬會蓋到鄰近的焊點)。
  • 烙鐵頭:烙鐵頭(頁面依焊台型號分兩個系列,頭型很多)、另一款烙鐵頭(頁面寫要配對該品牌的焊台;詢價請告知焊台型號與頭型;用完要鍍錫保護)。
  • 烙鐵頭清潔:烙鐵海綿(頁面寫加水膨脹後使用、保持微濕;乾燥或碳化就換新)。
  • 遮蓋封裝表面:金手指防焊膠帶(頁面寫耐溫 260 °C、厚度 0.07 mm、撕除後零殘膠)。
  • 防污染與靜電:指套(頁面有乳膠與丁腈橡膠(NBR,Nitrile Butadiene Rubber)兩種材質,丁腈橡膠藍色款標示防靜電)、防靜電手環(頁面寫有線款在接地良好時可靠)。
  • 放大檢查:40 倍手持放大鏡、高畫質 7 吋數位顯微鏡、數位顯微鏡系列(規格見各商品頁)。
  • 價格與庫存,請洽詢。

階段③:塗助焊劑,植上新球

三種做法都能植,差別主要在量與設備;一篇期刊論文沒有發現三種方法在壽命上的差別。

三種植球做法 載板 怎麼做 助焊劑塗在焊墊上 零件放上載板 過爐 用在哪 整顆重植、少量 要注意 載板留著過爐, 冷卻後才取下 鋼板加治具 怎麼做 零件固定在治具上 蓋鋼板、倒球、搖勻 倒掉多餘的球,取下鋼板 用在哪 同一個料號量較多 要注意 治具內的球量要夠 換球徑要先清乾淨治具 過爐前取下鋼板 預成型球與手工補球 怎麼做 針筆或鑷子一顆一顆放 邊緣對位或治具定位 用在哪 補幾顆漏掉的球 要注意 共晶球要助焊劑 加上受控的過爐 一篇期刊論文:三種植球方法的壽命沒有差別 選哪一種,主要看量與設備
圖 3 三種植球做法:載板、鋼板加治具、預成型球與手工補球,各自怎麼做、用在哪、要注意什麼(示意圖)
做法怎麼做用在哪公開資料怎麼說
載板聚醯亞胺植球載板:助焊劑塗在零件的焊墊上,零件放上載板,過爐,冷卻後取下載板整顆重植、少量IPC 範例頁:寫的是這一種方法
鋼板加治具零件固定在治具上,蓋上植球鋼板,倒入錫球、搖動到每個孔都裝滿,倒掉多餘的球,取下鋼板同一個料號的量較多重工設備廠商的文章:用零件專用的鋼板,一片印錫膏、一片放球,刷掉多餘的球
預成型錫球與手工補球用針筆或鑷子,把錫球一顆一顆放到焊墊上補幾顆漏掉的球重工設備廠商的文章:預成型球用邊緣對位或治具;共晶球要助焊劑與受控的過爐;高熔點球用印刷或點膠的錫膏接合

怎麼做:

  • 先核對球徑、合金與數量,和原本的 BGA 一致。換球徑或換合金時,治具與鋼板先清乾淨,不要混用;產線上常見的看法是,球徑混用是大小球的原因之一。
  • 助焊劑塗滿整個植球區,再用顯微鏡確認每個焊墊都蓋到;塗得太靠近焊墊邊緣,球容易偏。
  • 助焊劑與錫球都要貼管制標籤:料號、球徑與合金、開封或上機時間、下次更換時間;換料要有人簽核。沒用完的球蓋好,放回低濕的環境。
  • 鋼板或治具依焊墊間距、球徑選;治具內的球量要夠,不夠時,刮刀會碰到錫球。
  • 手工補球:把要用的錫球倒在蓋子上,用針筆挑一顆放到漏球的焊墊;零件放在無塵布上操作。
  • 植完先用顯微鏡看球的位置與有沒有漏球,再過爐。
  • 操作時戴指套與接地手環。

公開資料怎麼說:

  • 前述的 2010 年期刊論文:三種植球方法的壽命沒有差別。
  • 重工設備廠商的文章:助焊劑可以點膠、印刷,常用的是刷塗。
  • PCB 代工廠的部落格:要確認球徑與合金,鋼板或治具配合焊墊間距,並檢查錫球覆蓋、對位與漏球。
  • 一家錫球製造商的產品頁與產品資料表(表單編號 97549 R10):SAC305(Sn3.0Ag0.5Cu)球的固相線 217 °C、液相線 220 °C,錫鉛共晶球(Sn63Pb37)183 °C;標準球徑公差,直徑 100 到 889 µm 的球是 ±25 µm,客戶要求時可做到 ±13 µm(看合金與球徑);保存建議放在原容器、蓋緊,在約 21 °C 以下的室溫,最好放進氮氣乾燥箱;不含金的合金,保存期限 1 年。

嘉鴻能幫的:

  • 夾取與放置:防靜電鑷子(頁面寫導電塑膠款的圓尖頭,用在圓形或球形元件與錫球的操作;金標為 ESD 認證版)。
  • 塗助焊劑的毛刷:ESD 毛刷(頁面寫尼龍刷毛、用途是除塵,共 23 款)。
  • 防污染與靜電:指套、防靜電手環(見階段②);放大檢查見階段②。
  • 印刷或點膠的做法要用錫膏:錫膏與錫絲(頁面寫「焊錫膏 SAC305-T4(無鹵素)」,另有各規格錫絲,價格隨市場波動)。
  • 價格與庫存,請洽詢。

階段④:過爐,並記下零件過了幾次爐

過爐決定球的形狀,也在消耗零件的壽命。

重點怎麼做公開資料怎麼說
曲線用正式生產的曲線;換程式後,等爐溫穩定、重新量曲線並記錄重工設備廠商的文章:用多溫區回焊,曲線配合錫膏;上下都要對流加熱,只有上面加熱,紙質載板會翹,球可能附著到零件側邊。PCB 代工廠的部落格:監測零件實際的溫度,不要只看機台設定值;合金轉換或混合合金可能要用不同的曲線,並有文件化的核可
鋼板與載板依做法:載板等冷卻後取下;鋼板過爐前取下IPC 範例頁:載板留著過爐,冷卻後取下。重工設備廠商的文章:它的做法是過爐時取下定位鋼板;留著影響很小或沒有,鋼板還可能像散熱片、要提高回焊溫度
過爐次數記下每顆零件已經過了幾次爐,含製造時與先前重工的重工設備廠商的文章舉例:雙面板上的 BGA,取下、植球、裝回,可能經過六次回焊,還不含製造時原有的。IPC 範例頁:多次過爐可能傷到零件與電路板
濕氣過爐前確認零件是乾的IPC 範例頁:濕敏零件依 J-STD-033 處理,必要時烘烤。一家顧問公司的專欄:植球至少要過一次爐;植球前應先烘乾,避免分層或爆米花

怎麼做:

  • 過爐前,核對爐子的程式是否與該批料號的要求一致;不一致,就換程式、等爐溫穩定、重新量一次曲線,並記錄;產線上常見的做法是這樣管。
  • 重工品依批號分開,同一時間,同一個工作台不要處理兩批。
  • 客戶可能規定植球後的過爐一定要用回焊爐,不准用熱風槍或加熱板;有規定就照規定。
  • 植球後到過爐、過爐後到清洗的等待時間,限制在作業指導書規定的範圍內;等待時,放進溫濕度受控的盒子或防潮箱。
  • 在紀錄上標明植球方式(手工或治具),並記錄過爐的次數。
  • 過爐後,等冷卻再動零件。

公開資料怎麼說:

  • 上面幾家的文章都沒有給共通的溫度與時間;本文也不給,見備註。
  • 下面是單一來源的例子,不是通用值:另一家半導體製造商的塑膠 BGA 應用說明,錫鉛零件配錫鉛錫膏時,回焊峰值建議在 215 到 225 °C。IPC 範例頁寫,載板連同零件過爐後,讓零件冷卻 30 到 60 秒,再取下載板。前述 2016 年的論文,把那款零件當濕敏等級 3 處理,依 J-STD-033 在去球植球前後,各以 125 °C 烘 16 小時。

一個 BGA 零件重工方法的例子:一份簡報規定:每個模組只重工一次,一定用新零件,焊接要用回焊爐,其他加熱方法禁止。流程是熱風槍拆除、烙鐵與吸錫線清殘錫(烙鐵不超過 280℃)、上助焊劑、重工機放新零件、用量產溫度曲線回焊、X 光檢查。簡報註明沒有這個產品的重工經驗,是用別的產品模擬;為什麼拆除可以用熱風槍而焊接不行,沒有說明,也沒有成功率資料,拆除時對旁邊零件與基板的影響也沒有寫。這個例子可以提醒:客戶若規定重工次數與加熱方式,要照規定並記下來。

嘉鴻能幫的:

  • 過爐前烘乾:智能程式烤箱(頁面寫烘烤時用氮氣排除水氣與氧氣,可設定升降溫曲線,尺寸可客製;溫度範圍 RT~100℃、150℃、200℃、300℃)。
  • 等待時暫存:超低濕電子防潮箱(頁面寫分兩個濕度等級;停滯時間與烘烤條件依零件製造商規格書)。
  • 判斷是否受潮:藍色六點濕度指示卡(頁面寫藍色乾燥、粉紅色受潮,顏色可逆)。
  • 價格與庫存,請洽詢。

階段⑤:清洗、檢查,並留下紀錄

植完球不是結束:助焊劑要洗、球要查、做過什麼要記,之後才說得清楚這顆零件的來歷。

項目怎麼做公開資料怎麼說
清洗清洗液配合助焊劑;沖洗用去離子水;洗完吹乾或烘乾一家顧問公司的專欄:清洗配方要配合助焊劑,用水溶性助焊劑不需要清洗劑,免洗與松香的要溶劑;沖洗是關鍵,殘留的化學品會讓結果變差。讀者回應提到:水與清洗液可能困在 BGA 封裝內的導通孔裡。設備與清洗液廠商代表的回答(2011 年 11 月):清洗液可能留下離子殘留,要用去離子水沖,並請教清洗液廠商
超音波先確認零件耐超音波,並做驗證同一個專欄的作者認為,超音波傷打線的說法已被大量研究推翻,要以自己的零件做測試;讀者回應則說,超音波會傷到打線與環氧樹脂的晶粒接合,微機電系統(MEMS,Micro-Electro-Mechanical Systems)零件不該用超音波,並說焊接的標準要求用超音波時要有客觀證據
乾燥洗完烘乾專欄的讀者回應:洗後的短烘,主要是去掉表面與困住的水氣,不是已經吸收的濕氣;國防、醫療、太空等高可靠度的用途可以真空烘烤
清潔度抽樣量離子殘留,記錄數值同一個專欄:外觀不可靠;建議做溶劑萃取液電阻率(ROSE,Resistivity of Solvent Extract)、離子層析等標準測試。上述 2011 年的回答:看起來乾淨的零件,仍可能有離子與非離子殘留
檢查球數、位置、球徑、橋接、共面度,再用 X-ray 看焊點PCB 代工廠的部落格:多點檢查——取下後、整理焊墊後、植球後、裝回後,含共面度;X-ray 看得到焊點的跡象,但不是完整的電性或可靠度測試,二維影像也分不開重疊的特徵
紀錄見下面「怎麼做」同一家代工廠:先前的重工要記錄,履歷不明的往上報。IEC 的投影片(定稿前):標準附客製化範本與符合性驗證表

怎麼做:

  • 清洗用核可的溶劑,不要用沒核可的溶劑洗設備與工具;用完用去離子水沖掉溶劑殘留;這兩條是產線上常見的做法。
  • 抽樣量離子殘留,清洗前後都記數值;外觀乾淨不算數。
  • 檢查通過的標準,在階段①已經寫好,這時照著驗。重工之後仍不合格,就報廢;要再重工一次,先拿到客戶同意。
  • 檢查出不良,回頭查,見下圖:產線上常見的做法,是把漏球、偏移、大小球各自對到幾個常見原因。
  • 洗完、烘乾後,放進低濕環境,並重新計算暴露時間,見〈濕敏元件保存與烘烤條件:拆封後 4 個狀態各該怎麼處理〉。
  • 重工品另開子批號、附流程卡,不良品放在顯眼的容器裡,避免混進正常料。產線上常見的做法是這樣管,之後一眼看得出哪些是重工過的。
  • 紀錄至少含:零件編號與來源、為什麼植、去球方式、植球方法、球徑與合金、助焊劑、過爐的次數與曲線、清洗方法與清潔度、檢查結果、誰決定。
檢查出不良,先回頭查哪裡 漏球 常見原因 焊墊不乾淨、有異物 鍍金不良 錫球氧化 回頭查階段②、③ 球偏移 常見原因 助焊劑沾附偏移 植球時偏移 回頭查階段③ 大小球 常見原因 助焊劑塗得太靠近焊墊 治具內球量不足, 刮刀碰到錫球 換球徑時治具沒清乾淨, 混用了不同球徑 回頭查階段③ 以上是產線上常見的原因,不是全部 查出原因後,寫進紀錄
圖 4 檢查出不良,先回頭查哪裡:漏球、球偏移、大小球各有幾個常見原因(產線上常見的原因,不是全部)

公開資料怎麼說:

嘉鴻能幫的:

  • 清洗劑:鋼板清洗劑・助焊劑清潔劑(頁面寫 JH 系列為免洗型及松香型助焊劑清洗設計,三款型號各有配方差異;請提供清洗對象與製程條件詢價,可索取物質安全資料表(MSDS,Material Safety Data Sheet);超音波清洗列「確認洗板水耐超音波振盪,不起泡」;每桶 5 加侖);另有鋼板清洗劑 JH64 檢測報告與 SDS 重點(頁面列 RoHS、無鹵與 PFOA/PFOS 的檢測報告與 SDS 重點)。
  • 溶劑:工業酒精系列(頁面寫異丙醇(IPA,Isopropyl Alcohol)為 99 % 以上,用在電子零件清潔與助焊劑去除;易燃,遠離火源與靜電)。
  • 超音波清洗:超音波清洗機(頁面寫槽容量 10 L、功率 10 % 到 100 % 可調、加熱並恆溫、不鏽鋼槽;「精密零件可調低功率,降低損傷風險」)。零件耐不耐超音波,見備註。
  • 整塊板送洗:離線 PCBA 清洗機(頁面寫清洗區域 610 × 600 mm、水洗或化學清洗兩種模式、漂洗次數可設定)。
  • 沖洗用水:超純水機/去離子水機(頁面分兩款:JH-DI-200 寫產水量 200 L/H 以上、出水電阻率 2~10 MΩ·cm(依原水水質);JH-DI-1000 寫規格請洽詢)。
  • 清潔度:離子污染測試儀(頁面寫以 3:1 異丙醇與去離子水萃取,在 40 ± 1 °C 量電導率與離子濃度,有靜態與動態模式,精度 ±3 %,可測 100 × 100 mm 到 350 × 600 mm 的板)。
  • 存放與暫存:超低濕電子防潮箱(見階段④)。
  • 標示「已植球」與批次:客製不乾膠標籤貼紙(頁面寫可客製尺寸、材質與印刷)。
  • 價格與庫存,請洽詢。

常見問題

Q1:植過球的 BGA,可靠度會比原本差嗎?要怎麼確認能用?

公開資料沒有通用的答案,要看合金、零件與植球條件。本頁引用的 2010 年期刊論文,是把無鉛球換成錫鉛球的條件,植過球的組件在溫度循環下比沒植過的早失效;同合金重植或其他零件,不能直接套用這個結果。實務上是照階段①先寫好的檢查標準驗收,再依客戶要求加做功能測試或可靠度驗證,並把結果寫進紀錄(見本頁階段①、⑤)。

Q2:有鉛錫球和無鉛錫球差在哪?同一顆 BGA 可以混用嗎?

差在熔化溫度:一家半導體製造商的工程公報(2005 年)列出錫銀銅無鉛球(95.5Sn4.0Ag0.5Cu)固相線 216 °C、液相線 222 °C,含鉛球(62Sn36Pb2Ag)約 179~180 °C,無鉛球的回焊溫度通常要高 20~40 °C。同一顆零件上的球,球徑與合金要一致,不要混用;球的合金也要和裝回電路板時的錫膏與回焊曲線搭配,同一份公報寫,無鉛球配含鉛錫膏時,峰值至少要 220 °C 才能讓無鉛球充分熔化。要換合金,以客戶與零件製造商的書面同意為準(見本頁階段①)。

Q3:舊零件要改植無鉛球,要先確認什麼?

先確認零件承受得了無鉛回焊的峰值溫度。同一份工程公報提醒,在 2002 年 J-STD-020B 版發行前就完成鑑定的封裝,可能只鑑定到峰值 225 °C,而多數無鉛錫膏的峰值溫度落在 230~245 °C,超過就可能影響零件可靠度。規格書上查不到峰值溫度與濕敏等級,就當作沒把握,改用新件或維持原合金。

Q4:錫球直徑要怎麼決定?可以直接量拆下來的舊焊點嗎?

以零件規格書封裝圖上標的球徑與球數為準,不要只用焊點間距推算。拆下來的零件,殘留的焊點已經過回焊塌陷、又被吸錫破壞,量到的尺寸和出貨時的球徑不同,不能當依據。規格書查不到時,向零件製造商或供應商確認,並把確認過的球徑寫進錫球的管制標籤與紀錄(見本頁階段③)。

Q5:植球自己做,還是送外面做比較好?

看量、設備與客戶規定。補幾顆漏球或少量重植,手邊有回焊爐、顯微鏡與離子殘留量測,可以自己做;整批換合金、需要 X-ray 驗證,或客戶要求完整履歷時,送專門的換球廠商比較穩。高可靠度產品還要看客戶規定:本頁引用的 IEC TS 62647-4 定稿前投影片,流程一開始就是確認換球供應商在核可名單上。

備註:來源與例外

以下給需要核對的人看,不看也不影響上面的做法。您的客戶給的規範、零件製造商的書面規格與本文不同時,以它們為準。

各做法的出處

做法內容出處
植球程序、載板、過爐次數與濕敏載板植球、植球前後的清洗與檢查、共面度、多次過爐、濕敏零件的處理、載板過爐後冷卻 30 到 60 秒IPC 公開的植球程序範例頁(IPC-7711 的程序 5.7.6;頁面標 Date: 10/11;IPC 註明僅供參考;範例頁,不是標準全文)
去球方式、植球做法與過爐吸錫編織帶、熱風或氮氣加真空吸、預成型球、鋼板、過爐的上下對流、六次回焊的例子一位重工設備廠商產品經理的文章(頁面顯示的日期是 1969 年 12 月 31 日,是無效的佔位日期;有銷售立場)
何時值得植球、各階段的檢查點履歷與完整性的條件、植球的限制、檢查點、X-ray 的限制、重工次數沒有通用上限一家 PCB 代工廠的部落格(2026 年 8 月;有銷售立場;沒有數字,限制都是定性的)
植球的可靠度無鉛換錫鉛、三種方法、溫度循環、裂紋位置一個大學可靠度研究團隊的期刊論文摘要頁(2010 年;只讀到摘要頁)
高可靠度的換球範圍、對象、穩定期、定稿前的流程圖與對編織帶吸錫、雷射的說法IEC 網站的標準頁(2018 年 4 月)、一份美國國防後勤局網站上的投影片(網址標 2016 年 11 月;投影片內只有「4 November」;定稿前的草稿,沒有標簡報者)
清洗與清潔度清洗液配合助焊劑、沖洗、超音波的風險、洗後短烘、離子殘留測試一家顧問公司的專欄與讀者回應(沒有標日期;現行的回應是 2022 年)、一個清洗問答(2011 年 11 月;回答者來自設備與清洗液廠商,有銷售立場)
標準的版次IPC-7711/7721 的 D 版與課程單元ANSI 商店頁(標 2024 年;說明沒有提到 BGA)、一家培訓公司的課程頁(頁面沒有顯示日期;網頁資料另標 2025-03-31;D 版課程的選修實作模組含 BGA 去球與植球,需有 BGA 返修台,頁面註明目前 IPC 端不提供)
零件的回焊上限一款塑膠 BGA 依 J-STD-020 鑑定的回焊次數與峰值、錫鉛回焊峰值的建議範圍另一家半導體製造商的塑膠 BGA 應用說明(2009 年 8 月發行、2015 年 8 月修訂;廠商資料,單一封裝的標示;沒有讀到 J-STD-020 條文)
錫球的熔點、公差與保存SAC305、SAC405、錫鉛共晶與 Sn62 球的熔點,標準球徑公差,保存條件與期限一家錫球製造商的產品頁、同一家的產品資料表(表單編號 97549 R10,資料表標 ©2026;產品頁沒有標日期;廠商資料)
多次植球的試驗一款 BGA 去球、植球 1 到 10 次後的檢查結果,濕敏等級 3 零件的烘烤一家換球服務廠在 IPC 網站發表的研討會論文(2016 年,附 2016 年 2 月 26 日的簡報;有銷售立場;只有一款零件)
嘉鴻自己的資料各商品頁的規格、已上線文章嘉鴻商品頁與文章
產線實務覆蓋封裝表面、點對點吸錫、助焊劑塗滿並檢查、球與助焊劑的管制標籤、過爐前核對程式並重新量曲線、等待時間的限制、重工品分批管制、缺陷與原因的對照(不寫公司、料號與日期)產線實務整理(原始文件不公開)

標準出處

本文引用之規範,請以各發布機構之現行版本為準。

此為一般情況,仍需視個案而定。

例外與限制

  • 資料的性質:本文的說法,來自標準的目錄與說明頁、IPC 公開的範例頁、期刊論文摘要、設備廠商與 PCB 代工廠的文章、顧問公司專欄與專家問答,以及半導體製造商的應用說明、錫球製造商的產品資料、IPC 網站上的研討會論文;標準條文需向發行機構購買。
  • 有立場的資料:重工設備廠商賣重工設備,PCB 代工廠提供 BGA 組裝與重工評估,清洗問答的回答者來自設備與清洗液廠商,錫球製造商賣錫球,發表多次植球試驗的是換球服務廠。這些只拿來說明「業界怎麼講」,不是判定值。
  • 標準版次:IPC-7711/7721 在 ANSI 商店頁標 2024 年 D 版,說明沒有提到 BGA;植球程序本文讀的是 IPC 公開的範例頁(頁面標 Date: 10/11),可能與 D 版不同。IEC TS 62647-4 是 2018 年 4 月的第 1 版,頁面沒有寫它現行與否,只寫穩定期到 2028 年;定稿前的投影片(網址標 2016 年 11 月),與定稿可能不同。J-STD-033 的 JEDEC 頁面標題寫 D 版(2018 年 4 月),網址卻寫 C 版,本文取標題;標準的烘烤條件,請看標準條文;正文的 125 °C、16 小時,是 2016 年論文對一款濕敏等級 3 零件的做法,不是標準的烘烤表。另一家半導體製造商的應用說明引了 J-STD-020,本文沒有讀到 J-STD-020 的條文。
  • 各說法不一致的地方:IPC 與設備廠商的文章列了吸錫編織帶去球,IEC 的投影片(定稿前)說標準不鼓勵。本文兩邊都列,依零件製造商、客戶與您採用的標準決定;高可靠度與無鉛轉錫鉛的場合,以 IEC TS 62647-4 與客戶規定為準。熔點的寫法也不完全一樣:常見問題引的工程公報,寫錫銀銅球(95.5Sn4.0Ag0.5Cu)固相線 216 °C、液相線 222 °C,錫鉛銀球(62Sn36Pb2Ag)約 179~180 °C;錫球製造商的產品頁,寫 SAC405(Sn4.0Ag0.5Cu)固相線 217 °C、液相線 225 °C,Sn62(Sn36Pb2Ag)固相線 179 °C、液相線 181 °C。以您採購的錫球的資料表為準。
  • 論文的條件:無鉛 BGA 的球換成錫鉛球、溫度循環 -55 到 125 °C、特定的零件;不能直接用在同合金重植或其他零件,也只讀到摘要頁。
  • 重工次數:公開資料沒有定義至多幾次;PCB 代工廠的部落格寫沒有通用的上限,看電路板、零件、材料、製程履歷、產品等級與客戶要求。另一家半導體製造商的應用說明,寫它的這款封裝鑑定到 3 次峰值 245 °C 的回焊;2016 年換球服務廠的論文,把一款零件去球、植球到 10 次,仍通過它選的檢查;兩者都是單一零件的資料,不是上限,也不是許可。本文不給次數。
  • 溫度與時間:烙鐵與過爐的溫度、時間,本文不給通用數字,依焊料、零件製造商的規格書與客戶規定;階段①、④列的 245 °C、215 到 225 °C、30 到 60 秒、125 °C 16 小時,都是單一來源、單一零件的例子。
  • 超音波:顧問公司專欄的讀者回應提醒,超音波可能傷到打線、晶粒接合與微機電零件(專欄作者則認為傷打線的說法已被大量研究推翻,要以自己的零件做測試);嘉鴻超音波清洗機的商品頁寫「精密零件可調低功率,降低損傷風險」,助焊劑清潔劑的商品頁寫超音波清洗要確認洗板水耐超音波振盪,不起泡。零件耐不耐,由零件製造商與您自己的驗證決定。
  • ESD 毛刷:商品頁寫的用途是除塵;用來塗助焊劑,是產線上的做法,不是商品頁寫的用途。
  • 本文的整理與建議:以下是本文依來源整理、來源沒有這樣寫的:把植球拆成「決定要不要植、取下舊球、植新球、過爐、清洗檢查留紀錄」五個階段;先寫「為什麼要植」;先把檢查通過的標準寫下來;植完球先用顯微鏡看再過爐;選方法主要看量與設備(論文只說方法之間壽命沒有差別);等待時間要限制並放進受控的盒子;標示「已植球」與另開子批號;重工後仍不合格就報廢,要再重工先拿到客戶同意;紀錄要含的欄位。
  • 產線實務:產線實務的做法依各廠條件不同,請以您的製程驗證為準。
  • 範圍:本文不談 BGA 裝回電路板的細節(鋼板印刷、對位、重工台設定)、BGA 以外的零件重工、封裝廠的量產植球、焊點失效分析,也不談重工品的保固與售後責任。
  • 設備與商品:規格以各商品頁為準。本文只列嘉鴻商品頁寫得到的項目;其他請洽詢。價格與庫存,請洽詢。

本文為一般情況的歸納,不是標準條文的轉述,也不是對某一家廠商、設備廠或服務商的背書,更不是對您產品與製程的擔保。請以您客戶的規範、零件製造商的書面規格、所在地的法規,以及您自己的驗證為準;此為一般情況,仍需視個案而定。

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