BGA焊接的工作原理、焊点检查和返工程序

球栅阵列 (BGA) 封装已成为需要高输入/输出计数的集成电路最流行的技术之一。由于其高密度互连能力，BGA 封装比其他方法具有优势。随着集成电路复杂性的增加，以及引脚数和门数的不断增长，BGA 成为平衡成本和性能的最佳封装解决方案。在本指南中，我们将解释 BGA 焊接——将 BGA 封装连接到印刷电路板的过程。我们将介绍 BGA 焊接的工作原理、焊点检查和返工程序。通过了解球栅阵列焊接工艺、其挑战和解决方案，制造商可以有效地利用这种先进的封装技术。

什么是BGA 

BGA 是一种独特的表面贴装封装，用于将SMD电子元件 固定并安装在SMT印刷电路板表面的集成电路。BGA 具有球形引线，这些引线以阵列形式分布在封装底部。而球阵列实际上也因此得名，因为它是按网格排列的金属或合金球阵列。

BGA 封装 用于永久安装器件。它能够提供更多互连引脚，您可以在其中放置扁平或双列直插封装。该技术中使用的引脚是焊球，它们以某种图案（通常是网格状图案）排列在封装的下表面上。这样做是为了增加连接面积，而不仅仅是外围。最有趣的是，通过 BGA 焊接，您可以受益于使用设备的整个底面，而不是仅使用周边。

这种技术被用于各种电子产品中，以安装不同的集成电路，如 FPGA、WiFi 芯片和 FPGA 等。更重要的是，这些封装也被用于 RAM 设备、PC 芯片组和微控制器。

BGA 焊接如何工作

首先，将焊膏涂在 BGA 焊球将接触的 PCB 焊盘上。焊膏通常通过模板或丝网印刷工艺分配，以确保准确且可重复的应用。

然后，BGA 元件被精确定位并临时固定在 PCB 上。这是通过使用具有高精度 XY 运动控制和光学对准系统的拾放设备来完成的。正确的对齐至关重要。

然后，PCB A 被送入具有规定温度曲线的回流焊炉。焊膏熔化，BGA 的焊球熔化并与 PCB 焊盘熔合，形成焊点。型材必须足够热，以便在不损坏元件的情况下回流焊料。

最后，冷却后，检查焊点是否正确形成，没有缺陷。任何所需的返工均使用专门的 BGA 返工设备和程序完成。

BGA 焊点检查

当BGA 封装首次推出时，如何验证焊点存在不确定性，因为它们在元件下方不可见。无法使用传统的光学检查方法。此外，电气测试缺乏可靠性，因为它们仅反映 BGA 在特定测试时刻的电导率。这种方法无法预测焊料的长期耐久性，随着时间的推移可能会导致焊点失效。

为了真正检查 BGA 焊点，需要 X 射线成像技术。X 射线可以穿透组件并捕获隐藏接头的图像。因此，在使用 BGA 组装电路板时，X 射线检测对于过程控制和质量保证至关重要。X 射线检查可验证所有接头是否完全正确地形成，从而提供所需的信心。通过 X 射线，制造商可以验证其 BGA 工艺并确保这些隐藏互连所需的长期可靠性。

BGA返修

当发现BGA 元件有缺陷时，需要进行返工过程来移除和更换它。焊点必须小心熔化，不要干扰邻近的元件。这是通过 BGA 返修站实现的，该返修站利用目标热量和气流。

红外预热器从下方轻轻加热电路板，以最大程度地减少热冲击。热电偶实时监测温度。回流焊后，真空工具会提起 BGA 封装。严格的过程控制对于成功至关重要：

匹配焊料合金以确保接头兼容性

平衡粘合强度以进行定位调整

严格遵循规定的热曲线

使用所需的最小气流设置

回流焊后缓慢升高 BGA，避免擦洗

选择与组件相匹配的喷嘴尺寸

凭借经验和严格的程序，返工 BGA 可以变得可靠。但它需要非常精确和小心，以避免附带损害。精心调整的流程、专业工具和操作员技能是高质量 BGA 返工结果的关键推动因素。

最后的想法

实施稳健的 BGA 焊接、检查和返工流程需要在专业技术、设备和操作员培训方面进行投资。但更高密度 BGA 封装的优势使得这种努力在质量和性能方面是值得的。凭借精密印刷、准确贴装、异型回流焊、X 射线检测和受控返工方面的专业知识，MOKO Technology 等制造商使客户能够在关键应用中充分利用 BGA。作为拥有近20年经验的领先PCB组装供应商，MOKO专注于先进的球栅阵列焊接技术。请立即联系我们 ，讨论您的特定 BGA 项目和装配要求。

审核编辑：黄飞