前言
随着超大规模集成电路（IC）的快速发展，传统封装类型无法满足电子组装的需求，并且由于对更高完整性，更小电路板尺寸和更高I的需求的鼓励，出现了更新的封装。 / O计数。在上述所有新型封装中，BGA（球栅阵列）封装是应用范围最广的主要类型，因为其多样性克服了传统封装所具有的多种限制。从涉及焊接技术的元素的角度来看，BGA封装与传统封装（例如QFP（四方扁平封装））几乎没有什么不同。不过，引脚被焊球代替了，这可以看作是电子组装领域的一场革命，并带来了诸如CSP（芯片级封装）之类的衍生封装的出现。目前，仍然必须使用传统的SMT（表面贴装技术）来实施BGA焊接，并且仍然可以在普通SMT中进行BGA焊接装配设备。本文将讨论影响BGA组装技术应用的一些因素，包括BGA焊盘设计，焊膏印刷，安装对准精度，焊接温度曲线和焊接缺陷。

BGA焊盘设计的可行性

BGA封装根据不同的音调分为几种分类。一般而言，BGA焊盘设计应首先考虑CAD追踪的可行性和PCB（印刷电路板）的可制造性。BGA垫也有多种类型，可以在允许的空间内自由选择以下常用类型。

狗骨式焊盘利用过孔将迹线引至其他层，因此对焊盘的尺寸设置了一些限制。由于过孔的存在，在PCB制造过程中往往会引起一些缺陷，例如由于阻焊层脱落而造成的焊接桥接。因此，必须严格按照实际制造水平设计焊盘尺寸，以最大程度地减少BGA焊接过程中产生的焊接缺陷，并为将来的BGA返工留一些空间。

•通孔从外部分配到BGA焊盘

这种类型的焊盘最适合I / O数量少的BGA组件。这种类型的焊盘设计为焊接提供了便利，并为焊盘尺寸设置了更多的自由空间。当然，在跟踪方面必须满足基本要求。因此，几乎不可能在具有更高I / O数量的BGA上利用这种焊盘。

焊盘中的过孔随着PCB制造中微孔技术的发展而发展。

除焊盘类型外，阻焊层和BGA焊盘的位置与BGA焊接直接相关。根据不同的阻焊层位置，BGA焊盘分为两种类型：SMD（定义为阻焊层）焊盘和NSMD（未定义阻焊层）焊盘，分别在BGA焊接中起作用。使用SMD焊盘时，焊盘与焊盘的结合面积较大，从而导致焊点与PCB板之间的结合面积相当大。但是，随着焊盘尺寸的增加，相邻焊盘之间的间距变小，从而影响了焊盘的分布和跟踪能力。

在PCB制造过程中，如果阻焊膜沿同一方向偏离，则不会影响BGA焊盘，这对BGA焊接是??有利的。但是，这种类型的焊盘在边缘进行阻焊层返工时往往会破裂，这对返工效果不利。一旦使用NSMD焊盘，焊盘将相对较小，这有利于过孔焊盘的分布和跟踪。然而，这种类型的焊盘结构导致焊接点和焊盘之间的结合面积减小，并且进一步降低了焊接点的结合强度。简而言之，两个垫都具有各自的优点和缺点，并且可以基于技术考虑来确定相应的垫。

锡膏印刷

锡膏印刷在确定焊接质量方面起着关键作用。锡膏印刷是锡膏从模板到焊盘的准确转换，其中包括锡膏，锡膏和印刷机。锡膏印刷机的精度应首先符合BGA组装的要求。模板通过其厚度和开口尺寸确定焊膏的量。BGA封装所需要的焊膏量通常由3个方面决定：

•应使用足够的焊料以确保BGA焊接良好。

•焊膏的量应补偿BGA组件的焊球共面误差（通常为0.1mm）。

•当电路板上有其他细间距组件时，应综合考虑焊膏的量，以防止发生更多的焊接缺陷。

定位精度

BGA组件在电路板上的准确位置完全取决于芯片贴片机的精度，其中大多数贴片机均包含特定的定位系统，该定位系统能够帮助实现BGA组件的精确定位。此外，某些芯片贴装机甚至可以检查BGA焊球的共面性，并识别一些缺陷，例如漏焊球，这对于提高BGA焊接可靠性非常有帮助。

此外，可以采取一些其他措施来进一步提高BGA组件的安装精度。例如，在BGA焊盘的外部设置了局部基准标记，或者在组装后将几条折线设置为手动检查的基准标记，这两种方法均已在实际制造中得到了验证。

此外，由于焊料的表面张力，BGA组件在焊接过程中具有明显的自定心效果，因此一些设计人员在BGA焊盘设计中故意在四个角上增加焊盘，使自定心效果更加明显，以确保BGA组件能够移位安装位置后自动复位。

焊接温度曲线和焊接缺陷

焊接温度曲线直接决定焊接质量。温度曲线通常包括四个阶段：预热阶段，均热阶段，回流阶段和冷却阶段，每个阶段都有不同的物理/化学变化。由于温度曲线的设定决定了焊点的形成过程，因此它与焊点的可靠性密切相关。由于BGA封装的特殊性，要生成令人满意的温度曲线非常困难。一般来说，BGA组件需要测量三个温度：封装温度，电路板表面温度和BGA内部焊点温度。

BGA检验和返工技术

由于所有BGA焊点在焊接后都在包装下面，因此传统的检查方法（例如飞针测试或目视检查）无法满足实际需求。到目前为止，可以扫描BGA焊点焊接缺陷的领先方法是 AOI（自动光学检查）测试和AXI（自动X射线检查）测试。

根据BGA结构的特性，几乎无法检查BGA组件的单个焊点。但是，应该重新包装整个包装体。

其他因素

在BGA组装过程中还必须注意其他因素，例如静电保护和BGA组件烘烤。通常，BGA组件需要具有静电防护要求的特殊封装。在印刷电路板组装过程中，应采取严格的静电防护措施，包括设备接地，人员管理和环境管理。