【避坑总结】BGA焊接问题解析

 

 

 

 

BGA是一种芯片封装的类型，英文 (Ball Grid Array)的简称，封装引脚为球状栅格阵列在封装底部，引脚都成球状并排列成一个类似于格子的图案，由此命名为BGA。   主板控制芯片诸多采用此类封装技术，采用BGA技术封装的内存，可以使其在体积不变的情况下，容量提高2-3倍，BGA与TSOP相比，体积更小、散热和电性能更好。

 

 

 

 

 

 

BGA封装焊盘走线设计

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BGA焊盘间走线

 设计时，当BGA焊盘间距小于10mil，两个BGA焊盘中间不可走线，因为走线的线宽间距都超出生产的工艺能力，除非减小BGA焊盘，在制作生产稿时保证其间距足够，但当焊盘被削成异形后，可能导致焊接位置不准确。  

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盘中孔树脂塞孔电镀填平

 当BGA封装的焊盘间距小而无法出线时，需设计盘中孔，将孔打在焊盘上面，从内层走线或底层走线，这时的盘中孔需要树脂塞孔电镀填平，如果盘中孔不采取树脂塞孔工艺，焊接时会导致焊接不良，因为焊盘中间有孔焊接面积少，并且孔内还会漏锡。  

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BGA区域过孔塞孔

 BGA焊盘区域的过孔一般都需要塞孔，而样板考虑到成本以及生产难易度，基本过孔都是盖油，塞孔方式选择的是油墨塞孔，塞孔的好处是防止孔内有异物或保护过孔的使用寿命，再者是在SMT贴片过回流焊时，过孔冒锡会造成另一面开短路。  

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盘中孔、HDI设计

 引脚间距较小的BGA芯片，当超出工艺制成引脚焊盘无法出线时，建议直接设计盘中孔，例如手机板的BGA芯片比较小，且引脚多，引脚的间距小到无法从引脚中间走线，就只能采取HDI盲埋孔布线方式设计PCB，在BGA焊盘上面打盘中孔，内层打埋孔，在内层布线导通。  

 

 

 

 

 

BGA焊接工艺

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印刷锡高

  焊膏印刷的目的，是将适量的锡膏均匀施加在PCB焊盘上，以保证贴片元器件与PCB相对应的焊盘再回流焊接时，达到良好的电气连接，并具有足够的机械强度，印刷锡膏需要制作钢网，锡膏通过各焊盘在钢网上对应的开孔，在刮刀的作用下，将锡均匀的涂覆在各焊盘上，以达到良好焊接的目前。  

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器件放置

  器件放置就是贴片，用贴装机将片式元器件，准确的贴装到印好锡膏或贴片胶的PCB表面相应的位置，高速贴片机，适用于贴装小型大量的组件，如电容，电阻等，也可贴装一些IC组件；泛用贴片机，适用于贴装异性或精密度高的组件，如QFP，BGA，SOT，SOP，PLCC等。  

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回流焊接

  回流焊是通过熔化电路板焊盘上的锡膏，实现表面组装元器件焊端与PCB焊盘之间的机械与电气连接，形成电气回路，回流焊作为SMT生产中的关键工序，合理的温度曲线设置是保证回流焊质量的关键，不恰当的温度曲线会使PCB板出现焊接不全、虚焊、元件翘立、焊锡球过多等焊接缺陷，影响产品质量。  

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X-Ray检查

X-Ray几乎可以检查全部的工艺缺陷，通过其透视特点，检查焊点的形状，和电脑库里标准的形状比较，来判断焊点的质量，尤其对BGA、DCA元件的焊点检查，作用不可替代，无须测试模具，缺点是价格目前相当昂贵。  

 

 

 

 

 

BGA焊接不良原因

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BGA焊盘孔未处理

  BGA焊接的焊盘上有孔，在焊接过程中焊球会与焊料一起丢失，由于PCB生产中缺乏电阻焊接工艺，焊锡和焊球会通过靠近焊板的孔而流失，从而导致焊球流失。  

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焊盘大小不一

  BGA焊接的焊盘大小不一，会影响焊接的品质良率，BGA焊盘的出线，应不超过焊盘直径的50%，动力焊盘的出线，应不小于0.1mm，且可以加粗，为防止焊接盘变形，焊接阻挡窗不得大于0.05mm，铜面上的开窗，应与线路PAD一样大，否则BGA焊盘做出来大小不一。  

 

 

 

 

 

快速解决BGA焊接问题

  因前期设计不当，而在生产中引发相关问题的情况屡见不鲜，那有什么办法可以一劳永逸，提前解决生产困扰呢？这里不得不提到一款可以完美避开生产风险的软件：华秋DFM。  

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封装的盘中孔

 

使用华秋DFM一键分析功能，检测设计文件是否存在盘中孔，提示设计工程师存在盘中孔是否需要修改文件不做盘中孔设计，因为盘中孔制造成本非常高，如能把盘中孔改为普通孔，可减少产品的成本，同时也提醒制造板厂有设计盘中孔，需做树脂塞孔走盘中孔生产工艺。

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焊盘与引脚比

 

使用华秋DFM组装分析功能，检测设计文件的BGA焊盘与实际器件引脚的大小比例，焊盘直径比BGA引脚小于20%，可能存在焊接不良问题，大于25%则使布线空间变小，此时需设计工程师调整焊盘与BGA引脚直径的比例。

 

华秋DFM软件针对BGA焊盘等问题，具有详尽的可焊性解决方案，生产前帮助用户评审BGA设计文件的可焊性，避免在组装过程中出现BGA芯片的可焊性问题，并提示BGA芯片存在可焊性品质良率等。       目前华秋DFM软件推出了新版本，可实现制造与设计过程同步，模拟选定的PCB产品从设计、制造到组装的整个生产流程。   华秋DFM使BOM表整理、元器件匹配、裸板分析及组装分析四个模块相互联系，共同协作来完成一个完整的DFM分析！

 

 

 

 

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原文标题：【避坑总结】BGA焊接问题解析

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