SMT工艺 | 影响BGA焊接质量的因素
如今，BGA（球栅阵列）封装技术越来越多地应用在电子产品中，已经成为IC芯片普遍采用的封装形式。大到工业控制产品、计算机主板，小到玩具、可穿戴设备，无不镶嵌着BGA的身影。
BGA能够在电子产品中得到广泛应用，得益于其小体积、轻重量、高性能的优点。不过，BGA一旦在SMT贴片组装过程中焊接不良，就会严重影响电子产品的品质，严重时甚至会产生报废。
因此，我们有必要充分了解影响BGA焊接质量的因素，这样才能有针对性地优化SMT贴片加工流程，提高BGA焊接质量，最终提升电子产品的可靠性。
BGA焊接原理
BGA是通过底部焊锡球来完成与电路板的连接得，这样能够极大地提高器件的I/O数，有利于缩短信号传输路径，散热性能良好。而且，由于引线长度较短，频率特性也得到了有效提升。
BGA贴装流程主要包含以下步骤：
1. 烘烤
并不是所有的BGA器件都需要烘烤，要首先根据BGA包装说明确定是否需要烘烤。大多数BGA都属于湿敏元器件，包装袋内往往包含湿敏指示卡，变色的湿敏元器件会指示操作人员对BGA器件进行适度烘烤，保证其焊接质量。
2. 锡膏印刷
BGA准备好后，通过锡膏印刷机将锡膏印刷到PCB上的BGA焊盘上，对于锡膏印刷质量，可以通过SPI进行检测。
3. 贴片
BGA器件通过真空吸嘴完成贴片，使BGA器件底部与PCB焊盘完全重合。
4. 回流焊
BGA的焊锡球，成分通常为63Sn和37Pb，熔化温度在183℃左右，直径为0.75mm，经过高温回流焊接之后，焊锡球的高度会降低到0.41mm到0.46mm，待温度冷却后，BGA器件就被牢固地固定在PCB焊盘上。
5. 检验
由于BGA结构的特殊性，无法直接使用肉眼进行焊接检验，只能借助于AOI和X射线检测，确定是否存在桥连、焊接空洞、冷焊等缺陷。
影响BGA焊接质量的因素
• PCB设计
因为电路板的线路是通过显影曝光工艺形成的，全部线路均匀分布几乎是不可能的，这样就造成了电路板上不同位置的含铜量不尽相同，紧接着造成的结果就是印制电路板上不同区域的吸热能力不同，线路密集的区域自然吸收更多的热量。因此，在进行PCB设计时，BGA不能放置在高密度的线路区域，或者较大的铜片周围，也不能放置在有切割的区域或者PCB对角线位置。
• PCB质量
影响PCB质量的因素有很多，可以说，PCB的每个环节的生产质量都对PCB板的可靠性有直接或间接的影响。不过，影响BGA焊接质量的主要因素是油墨处理。BGA焊盘周围的油墨必须均匀分布，否则会导致电路或者焊料短路，而且，不均匀的油墨还会导致通孔塞孔不良，因此，要想保证BGA焊接质量，必须采购高质量的PCB电路板。
五五世纪提供高质量PCB定制服务，可进行PCB快速打样和PCB批量生产，电路板生产过程严格遵循ISO9001:2008质量体系认证规范，并通过美国UL和欧盟ROHS证书要求，质量有保证。
• BGA器件
BGA器件的包装与储存对BGA焊接质量起到了关键的作用。BGA器件应采用真空包装，避免BGA器件焊球发生氧化，器件受潮。焊球氧化和器件受潮通常会导致器件在高温的环境中发生形变，致使BGA器件出现焊接不良。BGA器件储存也要严格控制温度和湿度，防止器件受潮，避免出现焊接不良。
• 工艺技术
BGA焊接质量与贴片工艺技术息息相关，锡膏印刷是贴片加工的技术基础。因此，高质量的锡膏印刷有利于贴片加工的顺利完成，焊膏印刷面临的厚度不足、拉尖、漏印等问题都会造成BGA焊接不良。另外，贴片过程中的技术控制也特别重要，能够避免发生器件偏移、极性反转或夹件等缺陷。
五五世纪从事SMT贴片加工已十年有余，已为医疗、汽车、工控等领域成功提供了贴片加工服务，能够贴装01005、0201等器件，能够贴装的最小BGA间距为0.4mm，能够满足中小企业“高质量、高难度、小批量”的要求。
总之，BGA器件在对减小电子产品体积与质量、提升电子产品可靠性和功能性方面起到了至关重要的作用，作为一站式SMT贴装服务生产商，五五世纪始终在不断提高自身工艺技术，努力为客户提供质量更高的电子组装服务。