前言
隨著超大規(guī)模集成電路（IC）的快速發(fā)展，傳統(tǒng)封裝類型無法滿足電子組裝的需求，并且由于對更高完整性，更小電路板尺寸和更高I的需求的鼓勵，出現(xiàn)了更新的封裝。 / O計數(shù)。在上述所有新型封裝中，BGA（球柵陣列）封裝是應(yīng)用范圍最廣的主要類型，因?yàn)槠涠鄻有钥朔藗鹘y(tǒng)封裝所具有的多種限制。從涉及焊接技術(shù)的元素的角度來看，BGA封裝與傳統(tǒng)封裝（例如QFP（四方扁平封裝））幾乎沒有什么不同。不過，引腳被焊球代替了，這可以看作是電子組裝領(lǐng)域的一場革命，并帶來了諸如CSP（芯片級封裝）之類的衍生封裝的出現(xiàn)。目前，仍然必須使用傳統(tǒng)的SMT（表面貼裝技術(shù)）來實(shí)施BGA焊接，并且仍然可以在普通SMT中進(jìn)行BGA焊接裝配設(shè)備。本文將討論影響B(tài)GA組裝技術(shù)應(yīng)用的一些因素，包括BGA焊盤設(shè)計，焊膏印刷，安裝對準(zhǔn)精度，焊接溫度曲線和焊接缺陷。

BGA焊盤設(shè)計的可行性

BGA封裝根據(jù)不同的音調(diào)分為幾種分類。一般而言，BGA焊盤設(shè)計應(yīng)首先考慮CAD追蹤的可行性和PCB（印刷電路板）的可制造性。BGA墊也有多種類型，可以在允許的空間內(nèi)自由選擇以下常用類型。

狗骨式焊盤利用過孔將跡線引至其他層，因此對焊盤的尺寸設(shè)置了一些限制。由于過孔的存在，在PCB制造過程中往往會引起一些缺陷，例如由于阻焊層脫落而造成的焊接橋接。因此，必須嚴(yán)格按照實(shí)際制造水平設(shè)計焊盤尺寸，以最大程度地減少BGA焊接過程中產(chǎn)生的焊接缺陷，并為將來的BGA返工留一些空間。

•通孔從外部分配到BGA焊盤

這種類型的焊盤最適合I / O數(shù)量少的BGA組件。這種類型的焊盤設(shè)計為焊接提供了便利，并為焊盤尺寸設(shè)置了更多的自由空間。當(dāng)然，在跟蹤方面必須滿足基本要求。因此，幾乎不可能在具有更高I / O數(shù)量的BGA上利用這種焊盤。

焊盤中的過孔隨著PCB制造中微孔技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展。

除焊盤類型外，阻焊層和BGA焊盤的位置與BGA焊接直接相關(guān)。根據(jù)不同的阻焊層位置，BGA焊盤分為兩種類型：SMD（定義為阻焊層）焊盤和NSMD（未定義阻焊層）焊盤，分別在BGA焊接中起作用。使用SMD焊盤時，焊盤與焊盤的結(jié)合面積較大，從而導(dǎo)致焊點(diǎn)與PCB板之間的結(jié)合面積相當(dāng)大。但是，隨著焊盤尺寸的增加，相鄰焊盤之間的間距變小，從而影響了焊盤的分布和跟蹤能力。

在PCB制造過程中，如果阻焊膜沿同一方向偏離，則不會影響B(tài)GA焊盤，這對BGA焊接是??有利的。但是，這種類型的焊盤在邊緣進(jìn)行阻焊層返工時往往會破裂，這對返工效果不利。一旦使用NSMD焊盤，焊盤將相對較小，這有利于過孔焊盤的分布和跟蹤。然而，這種類型的焊盤結(jié)構(gòu)導(dǎo)致焊接點(diǎn)和焊盤之間的結(jié)合面積減小，并且進(jìn)一步降低了焊接點(diǎn)的結(jié)合強(qiáng)度。簡而言之，兩個墊都具有各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，并且可以基于技術(shù)考慮來確定相應(yīng)的墊。

錫膏印刷

錫膏印刷在確定焊接質(zhì)量方面起著關(guān)鍵作用。錫膏印刷是錫膏從模板到焊盤的準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換，其中包括錫膏，錫膏和印刷機(jī)。錫膏印刷機(jī)的精度應(yīng)首先符合BGA組裝的要求。模板通過其厚度和開口尺寸確定焊膏的量。BGA封裝所需要的焊膏量通常由3個方面決定：

•應(yīng)使用足夠的焊料以確保BGA焊接良好。

•焊膏的量應(yīng)補(bǔ)償BGA組件的焊球共面誤差（通常為0.1mm）。

•當(dāng)電路板上有其他細(xì)間距組件時，應(yīng)綜合考慮焊膏的量，以防止發(fā)生更多的焊接缺陷。

定位精度

BGA組件在電路板上的準(zhǔn)確位置完全取決于芯片貼片機(jī)的精度，其中大多數(shù)貼片機(jī)均包含特定的定位系統(tǒng)，該定位系統(tǒng)能夠幫助實(shí)現(xiàn)BGA組件的精確定位。此外，某些芯片貼裝機(jī)甚至可以檢查BGA焊球的共面性，并識別一些缺陷，例如漏焊球，這對于提高BGA焊接可靠性非常有幫助。

此外，可以采取一些其他措施來進(jìn)一步提高BGA組件的安裝精度。例如，在BGA焊盤的外部設(shè)置了局部基準(zhǔn)標(biāo)記，或者在組裝后將幾條折線設(shè)置為手動檢查的基準(zhǔn)標(biāo)記，這兩種方法均已在實(shí)際制造中得到了驗(yàn)證。

此外，由于焊料的表面張力，BGA組件在焊接過程中具有明顯的自定心效果，因此一些設(shè)計人員在BGA焊盤設(shè)計中故意在四個角上增加焊盤，使自定心效果更加明顯，以確保BGA組件能夠移位安裝位置后自動復(fù)位。

焊接溫度曲線和焊接缺陷

焊接溫度曲線直接決定焊接質(zhì)量。溫度曲線通常包括四個階段：預(yù)熱階段，均熱階段，回流階段和冷卻階段，每個階段都有不同的物理/化學(xué)變化。由于溫度曲線的設(shè)定決定了焊點(diǎn)的形成過程，因此它與焊點(diǎn)的可靠性密切相關(guān)。由于BGA封裝的特殊性，要生成令人滿意的溫度曲線非常困難。一般來說，BGA組件需要測量三個溫度：封裝溫度，電路板表面溫度和BGA內(nèi)部焊點(diǎn)溫度。

BGA檢驗(yàn)和返工技術(shù)

由于所有BGA焊點(diǎn)在焊接后都在包裝下面，因此傳統(tǒng)的檢查方法（例如飛針測試或目視檢查）無法滿足實(shí)際需求。到目前為止，可以掃描BGA焊點(diǎn)焊接缺陷的領(lǐng)先方法是 AOI（自動光學(xué)檢查）測試和AXI（自動X射線檢查）測試。

根據(jù)BGA結(jié)構(gòu)的特性，幾乎無法檢查BGA組件的單個焊點(diǎn)。但是，應(yīng)該重新包裝整個包裝體。

其他因素

在BGA組裝過程中還必須注意其他因素，例如靜電保護(hù)和BGA組件烘烤。通常，BGA組件需要具有靜電防護(hù)要求的特殊封裝。在印刷電路板組裝過程中，應(yīng)采取嚴(yán)格的靜電防護(hù)措施，包括設(shè)備接地，人員管理和環(huán)境管理。