BGA 焊接中的常见缺陷

BGA封装是pcb制造中焊接要求最高的封装工艺，它的特点如下：

1、引脚短,组装高度低,寄生电感、电容较小,电性能优异。

2、集成度非常高,引脚多、引脚间距大,引脚共面性好。QFP电极引脚间距的极限是0.3mm,在装配焊接电路板时,对QFP芯片的贴装精度要求非常严格,电气连接可靠性要求贴装公差是0.08mm。间距狭窄的QFP电极引脚纤细而脆弱,容易扭曲或折断,这就要求必须保证电路板引脚之间的平行度和平面度。相比之下, BGA封装的最大优点是10电极引脚间距大,典型间距为1.0mm.1.27mm,1.5mm (英制为40mil, 50mil、 60mil ),贴装公差为0.3mm,用普通多功能贴片机和回流焊设备就能基本满足BGA的组装要求。

3、散热性能良好, BGA在工作时芯片的温度更接近环境温度。

4、更大的存储空间、BGA封装相较于其他种类的封装体积只有三分之一，封面面积只有芯片面积的1.2倍左右。采用BGA封装的内存产品和运行产品相较于其他类型的封装的内存量和运行速度会提升2.1倍以上。

5、更高的运行稳定性，由于采用BGA封装的引脚是直接由芯片的中心像四周延伸出来的，有效的缩短了各种信号的传输路径，有效的减少了信号的衰减，提高了反应速度和抗干扰能力，增加了产品的稳定性。

BGA封装在具有上述优点的同时,也存在下列问题：

1、BGA焊后检查和维修比较困难,pcb制造商必须使用 x射线透视或 x射线分层检测,才能确保电路板焊接连接的可靠性,设备费用大。

2、返修困难，BGA元件的维修需要保护锡球锡珠，清理焊膏。个别的焊点损坏,必须把整个元器件取下来,且拆下的BGA不可重新使用。

3、存储环境要求高，BGA元件对温度、湿度的变化相当敏感，理想的保存温度是20至25度，湿度小于百分之十。并且要做好静电的防护。

4、BGA封装元件属于敏感元件，如果需要进口BGA元件需要更长的物流时间，和更高的成本，对于产品的附加值要求更高。

提高BGA焊接可靠性的工艺改进建议：

1） 电路板、芯片预热，去除潮气，对托盘封装的BGA要在焊接前以120℃烘烤4～6 h。

2） 清洁焊盘，将留在PCB表面的助焊剂、焊锡膏清理掉。

3） 涂焊锡膏、助焊剂必须使用新鲜的辅料，涂抹均匀，焊膏必须搅拌均匀，焊膏黏度和涂抹的焊膏量必须适当，才能保证焊料熔化过程中不连焊。

4） 贴片时必须使BGA芯片上的每一个焊锡球与PCB上每一个对应的焊点对正。

5） 在回流焊过程中，要正确选择各区的加热温度和时间，同时应注意升温的速度。一般，在100℃前，最大的升温速度不超过6℃／s，100℃以后最大的升温速度不超过3℃／s，在冷却区，最大的冷却速度不超过6℃／s。因为过高的升温和降温速度都可能损坏PCB和芯片，这种损坏有时是肉眼不能观察到的。同时，对不同的芯片、不同的焊锡膏，应选择不同的加热温度和时间；对免洗焊膏，其活性低于非免洗焊膏，因此，焊接温度不宜过高，焊接时间不宜过长，以防止焊锡颗粒的氧化。

6） 在进行PCB设计时，PCB上BGA的所有焊点的焊盘应设计成一样大，如果某些过孔必须设计到焊盘下面，也应当找合适的PCB厂家，确保所有焊盘大小一致，焊盘上焊锡一样多且高度一致。5结束语随着电子产品体积小型化的主流发展趋势，BGA封装的物料引脚设计会越来越密，焊接难度会越来越大，针对BGA的焊接可靠性则是永远探讨的课题。