BGA

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代社會與電子技術(shù)息息相關(guān)，超小型移動電話、超小型步話機、 便攜式計算機、存儲器、硬盤驅(qū)動器、光盤驅(qū)動器、高清晰度電視機等都對產(chǎn)品的小型化、輕 型化提出了苛刻的要求。要達(dá)到達(dá)一目標(biāo)，就必須在生產(chǎn)工藝、元器件方面著手進行深入研究。 SMT(Surface Mount Technology 表面安裝)技術(shù)順應(yīng)了這一潮流，為實現(xiàn)電子產(chǎn)品的輕、薄、 短、小打下了基礎(chǔ)。

SMT技術(shù)進入90年代以來，走向了成熟的階段，但隨著電子產(chǎn)品向便據(jù)式/小型化、網(wǎng)絡(luò)化和多媒體化方向的迅速發(fā)展，對電子組裝技術(shù)提出了更高的要求，新的高密度組裝技術(shù)不斷涌現(xiàn)，其中BGA(Ball Grid Array球柵陣列封裝)就是一項已經(jīng)進入實用化階段的高密度組裝技術(shù)。本文試圖就BGA器件的組裝特點以及焊點的質(zhì)量控制作一介紹。

BGA技術(shù)的研究始于60年代，最早被美國IBM公司采用，但一直到90年代初，BGA 才真正進入實用化的階段。

在80年代，人們對電子電路小型化和I/O引線數(shù)提出了更高的要求。雖然SMT使電路組裝具有輕、薄、短、小的特點，對于具有高引線數(shù)的精細(xì)間距器件的引線間距以及引線共平面度也提出了更為嚴(yán)格的要求，但是由于受到加工精度、可生產(chǎn)性、成本和組裝工藝的制約，一般認(rèn)為QFP(Quad Flat Pack 方型扁平封裝)器件間距的極限為0.3mm，這就大大限制了高密度組裝的發(fā) 展。另外，由于精細(xì)間距QFP器件對組裝工藝要求嚴(yán)格，使其應(yīng)用受到了限制，為此美國一些公 司就把注意力放在開發(fā)和應(yīng)用比QFP器件更優(yōu)越的BGA器件上。

精細(xì)間距器件的局限性在于細(xì)引線易彎曲、質(zhì)脆而易斷，對于引線間的共平面度和貼裝精度的要求很高。 BGA技術(shù)采用的是一種全新的設(shè)計思維方式，它采用將圓型或者柱狀點隱藏在封裝下面的結(jié)構(gòu)，引線間距大、引線長度短。這樣，BGA就消除了精細(xì)間距器件中由于引線問題而引起的共平面度和翹曲的問題。

JEDEC(電子器件工程聯(lián)合會)(JC-11)的工業(yè)部門制定了BGA封裝的物理標(biāo)準(zhǔn)，BGA與QFD相比的最大優(yōu)點是I/O引線間距大，已注冊的引線間距有1.0、1.27和1.5mm，而且目前正在推薦由1.27mm 和1.5mm間距的BGA取代0.4mm-0.5mm的精細(xì)間距器件。

BGA器件的結(jié)構(gòu)可按焊點形狀分為兩類:球形焊點和校狀焊點。球形焊點包括陶瓷球柵陣列 CBGA(Ceramic Ball Grid Array)、載帶自動鍵合球柵陣列TBGA(Tape Automatec Ball Grid Array) 塑料球柵陣列PBGA(Plastic Ball Array)。 CBGA、TBGA和PBGA是按封裝方式的不同而劃分的。柱 形焊點稱為CCGA(Ceramic Column Grid Array)。

BGA技術(shù)的出現(xiàn)是IC器件從四邊引線封裝到陣列焊點封裝的一大進步，它實現(xiàn)了器件更小、引線更多，以及優(yōu)良的電性能，另外還有一些超過常規(guī)組裝技術(shù)的性能優(yōu)勢。這些性能優(yōu)勢包括高密度的I/O接口、良好的熱耗散性能，以及能夠使小型元器件具有較高的時鐘頻率。

由于BGA器件相對而言其間距較大，它在再流焊接過程中具有自動排列定位的能力，所以它比相類似的其它元器件，例如QFP，操作便捷，在組裝時具有高可靠性。據(jù)國外一些印刷電路板制造技術(shù)資料反映，BGA器件在使用常規(guī)的SMT工藝規(guī)程和設(shè)備進行組裝生產(chǎn)時，能夠始終如一地實現(xiàn)缺陷率小于20(PPM)，而與之相對應(yīng)的器件，例如QFP，在組裝過程中所形成的產(chǎn)品缺陷率至少要超過其10倍。

綜上所述， BGA器件的性能和組裝優(yōu)于常規(guī)的元器件，但是許多生產(chǎn)廠家仍然不愿意投資開發(fā)大批量生產(chǎn)BGA器件的能力。究其原因主要是BGA器件焊接點的測試相當(dāng)困難，不容易保證其質(zhì)量和可靠性。

目前，對以中等規(guī)模到大規(guī)模采用BGA器件進行電子組裝的廠商，主要是采用電子測試的方式來篩選BGA器件的焊接缺陷。在BGA器件裝配期間控制裝配工藝過程質(zhì)量和鑒別缺陷的其它辦法，包括在焊劑漏印(Paste Screening)上取樣測試和使用X射線進行裝配后的最終檢驗，以及對電子測試的結(jié)果進行分析。

滿足對BGA器件電子測試的評定要求是一項極具挑戰(zhàn)性的技術(shù)，因為在BGA器件下面選定溯試點是困難的。在檢查和鑒別BGA器件的缺陷方面，電子測試通常是無能為力的，這在很大程度上增加了用于排除缺陷和返修時的費用支出。

據(jù)一家國際一流的計算機制造商反映，從印刷電路板裝配線上剔除的所有BGA器件中的50%以上，采用電子測試方式對其進行測試是失敗的，它們實際上并不存在缺陷，因而也就不應(yīng)該被剔除掉。電子測試不能夠確定是否是BGA器件引起了測試的失效，但是它們卻因此而被剔除掉。對其相關(guān)界面的仔細(xì)研究能夠減少測試點和提高測試的準(zhǔn)確性，但是這要求增加管芯級電路以提供所需的測試電路。

在檢測BGA器件缺陷過程中，電子測試僅能確認(rèn)在BGA連接時，判斷導(dǎo)電電流是通還是斷?如果輔助于非物理焊接點測試，將有助于組裝工藝過程的改善和SPC(Statistical Process Control 統(tǒng)計工藝控制)。

BGA器件的組裝是一種基本的物理連接工藝過程。為了能夠確定和控制這樣一種工藝過程的質(zhì)量，要求了解和測試影響其長期工作可靠性的物理因素，例如:焊料量、導(dǎo)線與焊盤的定位情況，以及潤濕性，否則試圖單單基于電子測試所產(chǎn)生的結(jié)果進行修改，令人格憂。

測試 BGA器件連接點的物理特性和確定如何才能始終如一地在裝配工藝過程中形成可靠連接的能力，在開始進行工藝過程研究期間顯得特別的重要。這些測試所提供的反饋信息影響到每個工藝過程的調(diào)整，或者要變動焊接點的參數(shù)。

物理測試能夠表明焊劑漏印的變化情況，以及BGA器件連接點在整個再流工藝過程中的情況，也可以表明在一塊板上所有BGA的情況，以及從一塊板到另一塊板的BGA情況。舉例來說，在再流焊接期間，極度的環(huán)境濕度伴隨著冷卻時間的變化，將在BGA焊接點的空隙數(shù)量和尺寸大小上迅速反映出來。在BGA器件生產(chǎn)好以后，大量的測試對于組裝過程控制而言仍然是關(guān)鍵，但是可以考慮降低檢查的深入程度。

可以用于對整個BGA器件組裝工藝過程進行精確測量和質(zhì)量檢測的檢驗設(shè)備非常少，自動化的激光檢測設(shè)備能夠在元器件貼裝前測試焊劑的涂覆情況，但是它們的速度緩慢，不能用來檢驗BGA器件焊接點的再流焊接質(zhì)量。

目前許多生產(chǎn)廠商用于分析電子測試結(jié)果的X射線設(shè)備，也存在能否測試BGA器件焊接點再流焊特性的問題。采用X射線裝置，在焊盤層焊料的圖象是"陰影"，這是由于在焊接點焊料處在它上方的緣故。在不可拆(non-collapsible) BGA器件中，由于前置焊球的緣故，也會出現(xiàn)"陰影 "現(xiàn)象。例如:當(dāng)BGA中接觸點升浮在印刷電路板焊盤的上方，產(chǎn)生斷路現(xiàn)象時，由于前面的前置焊球使得確定這一現(xiàn)象顯得非常困難。

這是由于焊料或者前置焊球所引發(fā)的"陰影"效果限制了X射線設(shè)備的檢測工作，使之僅能粗略地反映BGA的工藝過程缺陷，例如:橋接現(xiàn)象。同時也影響到檢測邊緣部份的工藝缺陷，像焊料不足，或者由于污染引起的斷路現(xiàn)象。

僅有橫截面X射線檢測技術(shù)，例如:X射線分層法，能夠克服上述條件的制約。橫截面X射線檢測技術(shù)具有能夠查出隱藏的焊接點缺陷的能力，通過對焊盤層焊接點的聚焦，能夠揭示出BGA焊接點的連接情況。在同樣的情況下，采用X射線設(shè)各所獲得的圖像中，實際情況可能被隱藏掉了，從而不能夠反映出真實的情況。

焊料的數(shù)量以及它在連接點的分布情況，通過在BGA連接點的二個或更多個不同的高度 (例如:在印制電路板焊盤接觸面，在元器件接觸面，或者在元器件和印刷電路板之間的一半高度)所產(chǎn)生的橫截面圖像或者"水平切片"予以直接測量，再結(jié)合同類BGA連接點的多次切片測量，能夠有效地提供三維測試，可以在對BGA連接點不進行物理橫截面*作的情況下進行檢測。

根據(jù)BGA連接點的常規(guī)結(jié)構(gòu)，在每個橫截面X射線圖像"切片"內(nèi)，具體連接點的特征被進行分離并予于以測量，從而提供定量的統(tǒng)計工藝控制(SPC)測量，SPC測量能夠用于追蹤過程偏移，以及將其特征歸入對應(yīng)的缺陷范疇。

超過三個圖像切片就能夠獲得不可拆B(yǎng)GA的焊接點情況，"印刷電路權(quán)焊料切片"中心定位于印刷電路板焊盤界面上，低共熔點焊料焊接輪廓內(nèi)，"焊料球切片"中心定位引線焊球(lead solder ball)內(nèi)，"元器件焊盤切片"中心定位于元器件界面的低共熔點焊料焊接輪廓線內(nèi)。可拆卸BGA焊接點，通過兩個或者更少的圖像"切片"就可以反映其全部特征，圖像"切片"中心可以定價于印刷電路板的焊盤界面處，也可以是在元器件界面處或者僅僅是在元器件和印刷電路板之間的一半位置處。

通過X射線分層法切片，在BGA焊接點處可以獲取如下四個基本的物理超試參數(shù):

①焊接點中心的位置

焊接點中心在不同圖像切片中的相對位置，表明元器件在印刷電路扳焊盤上的定位情況。

②焊接點半徑

焊接點半徑測量表明在特定層面上焊接點中焊料的相應(yīng)數(shù)量，在焊盤層的半徑測量表明在

焊劑漏印(PasteScreening)工藝過程中以及因焊盤污染所產(chǎn)生的任何變化，在球?qū)?ball level)

的半徑測量表明跨越元器件或者印刷電路板的焊接點共面性問題。

③以焊接點為中心取若干個環(huán)線，測量每個環(huán)線上焊料的厚度

環(huán)厚度測量和它們的各種變化率，展示焊接點內(nèi)的焊料分布情況，利用這些參數(shù)在辯別潤濕

狀況優(yōu)劣和空隙存在情況時顯得特別的有效。

④焊接點形狀相對于圓環(huán)的誤差(也稱為圓度)

焊接點的圓度顯示焊料圍繞焊接點分布的勻稱情況，作為同一個園相比較，它反映與中心對準(zhǔn)和潤濕的情況。

總的來說，上述測試所提供的信息數(shù)據(jù)，對于確定焊接點結(jié)構(gòu)的完整姓，以及了解BGA裝配工藝實施過程中每個步驟的性能情況是非常重要的。掌握了這些在BGA組裝過程中所提供的信息和這些物理測試之間的相互關(guān)系，能夠用于防止位移現(xiàn)象的產(chǎn)生，另外可改善相關(guān)的工藝過程，以消除缺陷現(xiàn)象的產(chǎn)生。采用x射線分層法能夠反映 BGA組裝工藝過程中任何一個階段所發(fā)生的缺陷。

4.1 不可拆B(yǎng)GA焊接點的斷路

不可拆B(yǎng)GA焊接點處所發(fā)生的斷路現(xiàn)象，通常是由于焊盤污染所引起的，由于焊料不能潤濕印刷電路板上的焊盤，它向上"爬"到焊料球一直到元器件界面上。如前面所敘，電子測試能夠確定斷路現(xiàn)象的存在，但是不能區(qū)別:這是由于焊盤污染所引起的呢?還是由于焊料漏印工藝過程控制不住所引起的?利用X射線設(shè)備進行測試，也不能揭示斷路現(xiàn)象，這是因為受到前置焊科球"陰影"的影響。

利用橫截面X射線檢測技術(shù)，能夠通過在焊盤層和元器件層中間獲取的圖像切片,辨別出這種由于污染所引起的斷路現(xiàn)象。由于污染所引起的斷路現(xiàn)象，會產(chǎn)生細(xì)小的焊盤半徑和較大的元器件半徑尺寸，所以可以利用元器件半徑和焊盤半徑的差異來區(qū)分?jǐn)嗦番F(xiàn)象是否是由于污染引起的。由于焊料不足所引起的斷路現(xiàn)象其半徑之間的差異是非常小的，只有利用橫截面x射線檢測設(shè)備才能夠辯別出這一差異。

4.2 可拆卸BGA焊接中空隙

可拆卸BGA焊接中的空隙是由于流動的蒸汽被截留在低共熔點焊料焊接處所產(chǎn)生的。在可拆卸BGA焊接點處出現(xiàn)空隙是一種主要的缺陷現(xiàn)象。在再流焊接期間，由于空隙所產(chǎn)生的浮力影響集中作用在元器件的界面上，因此所涉及到的絕大數(shù)焊接點失效現(xiàn)象，也都發(fā)生在那里。

所出現(xiàn)的空隙現(xiàn)象可以通過在實施再流焊接工藝過程期間進行預(yù)加熱，以及通過增加短暫的預(yù)熱時間和較低的預(yù)熱溫度予以消除。當(dāng)空隙超過一定的尺寸大小、數(shù)量或者密度時可靠性將明顯降低，不過現(xiàn)在也有一種說法認(rèn)為，不要對空隙予以限制，而是要加速其破裂擴散，使其早日失效并予以剔除?？刹鹦禕GA焊接中的空隙，可以通過在元器件層獲取的橫截面x射線圖像切片中清晰地農(nóng)現(xiàn)出來。有些空隙在這些圖像內(nèi)能夠被確定和測量，或者通過左DGA焊接點半徑處所產(chǎn)生的顯著增加現(xiàn)象而被間接地表現(xiàn)出來。

本文簡述了BGA器件的組裝特點以及其焊接點處的檢測。隨著BGA器件在電子產(chǎn)品中愈來愈受到廣泛的應(yīng)用，能否制造出優(yōu)質(zhì)的BGA器件成為人們極關(guān)注的，也是BGA器件滿足當(dāng)今市場需求所必須做到的。在減小BGA尺寸，簡化裝配工藝過程的同時，對改善BGA性能的要求也在同步地增加。由于在印刷電路板裝配線上BGA器件的數(shù)量顯著增加，這就要求我們能夠有效地評定BGA焊接點是否具有長期可靠性，而不僅僅滿足于確定電路是通還是斷。

通過橫截面x射線圖像的分析，能夠?qū)GA焊接點的質(zhì)量情況提供定量的SPC測量。它能夠有效地降低缺陷串和改善整個裝配工藝過程。特別需要指出的是，使用橫截面X射線檢測能夠改善工藝過程和降低費用，以滿足大批量的生產(chǎn)要求，最終以電子產(chǎn)品的高可靠性來增強其市場競爭能力，取得更好的經(jīng)濟效益。

在當(dāng)今信息時代，隨著電子工業(yè)的迅猛發(fā)展，計算機、移動電話等產(chǎn)品日益普及。人們對電子產(chǎn)品的 功能要求越來越多、對性能要求越來越強，而體積要求卻越來越小、重量要求越來越輕。這就促使電子產(chǎn)品向多功能、高性能和小型化、輕型化方向發(fā)展。為實現(xiàn)這一目標(biāo)，IC芯片的特征尺寸就要越來越小，復(fù)雜程度不斷增加，于是，電路的I/O數(shù)就會越來越多，封裝的I/O密度就會不斷增加。為了適應(yīng)這一發(fā)展要求，一些先進的高密度封裝技術(shù)應(yīng)運而生，BGA封裝技術(shù)就是其中之一。

BGA封裝出現(xiàn)于90年代初期，現(xiàn)已發(fā)展成為一項成熟的高密度封裝技術(shù)。在半導(dǎo)體IC的所有封裝類型中，1996~2001年這5年期間，BGA封裝的增長速度最快。在1999年，BGA的產(chǎn)量約為10億只。但是，到目前為止，該技術(shù)僅限于高密度、高性能器件的封裝，而且該技術(shù)仍朝著細(xì)節(jié)距、高I/O端數(shù)方向發(fā)展。BGA封裝技術(shù)主要適用于PC芯片組、微處理器/控制器、ASIC、門陣、存儲器、DSP、PDA、PLD等器件的封裝。

普通SMD返修系統(tǒng)的原理:采用熱氣流聚集到表面組裝器件(SMD)的引腳和焊盤上，使焊點融化或使焊膏回流，以完成拆卸和焊接功能。

不同廠家返修系統(tǒng)的相異之處主要在于加熱源不同，或熱氣流方式不同，有的噴嘴使熱風(fēng)在SMD的上方。從保護器件的角度考慮，應(yīng)選擇氣流在PCB四周流動比較好，為防止PCB翹曲還要選擇具有對PCB進行預(yù)熱功能的返修系統(tǒng)。

使用HT996進行BGA的返修步驟:

1:拆卸BGA

把用烙鐵將PCB焊盤殘留的焊錫清理干凈、平整，可采用拆焊編織帶和扁鏟形烙鐵頭進行清理，操作時注意不要損壞焊盤和阻焊膜。

用專用清洗劑將助焊劑殘留物清洗干凈。

2:去潮處理

由于PBGA對潮氣敏感，因此在組裝之前要檢查器件是否受潮，對受

潮的器件進行去潮處理。

3:印刷焊膏

因為表面組裝板上已經(jīng)裝有其他元器件，因此必須采用BGA專用小模板，模板厚度與開口尺寸要根據(jù)球徑和球距確定，印刷完畢后必須檢查印刷質(zhì)量，如不合格，必須將PCB清洗干凈并涼干后重新印刷。對于球距為0.4mm以下的CSP，可以不印焊膏，因此不需要加工返修用的模板，直接在PCB的焊盤上涂刷膏狀助焊劑。需要拆元件的PCB放到焊爐里，按下再流焊鍵，等機器按設(shè)定的程式走完，在溫度最高時按下進出鍵，用真空吸筆取下要拆下的元件，PCB板冷卻即可。

4:清洗焊盤

用烙鐵將PCB焊盤殘留的焊錫清理干凈、平整，可采用拆焊編制帶和扁鏟形烙鐵頭進行清理，操作時注意不要損壞焊盤和阻焊膜。

5:去潮處理

由于PBGA對潮氣敏感，因此在組裝之前要檢查器件是否受潮，對受潮的器件進行去潮處理。

6:印刷焊膏

因為表面組裝板上已經(jīng)裝有其他元器件，因此必須采用BGA專用小模板，模板厚度與開口尺寸要根據(jù)球徑和球距確定，印刷完畢后必須檢查印刷質(zhì)量，如不合格，必須將PCB清洗干凈并涼干后重新印刷。對于球距為0.4mm以下的CSP，可以不印焊膏，因此不需要加工返修用的模板，直接在PCB的焊盤上涂刷膏狀助焊劑。

7:貼裝BGA

如果是新BGA，必須檢查是否受潮，如果已經(jīng)受潮，應(yīng)進行去潮處理后再貼裝。

拆下的BGA器件一般情況可以重復(fù)使用，但必須進行植球處理后才能使用。貼裝BGA器件的步驟如下:

A:將印好焊膏的表面組裝板放在工作臺上

B:選擇適當(dāng)?shù)奈欤蜷_真空泵。將BGA器件吸起來，BGA器件底部與PCB焊盤完全重合后將吸嘴向下移動，把BGA器件貼裝到PCB上，然后關(guān)閉真空泵。

8:再流焊接

設(shè)置焊接溫度可根據(jù)器件的尺寸，PCB的厚度等具體情況設(shè)置，BGA的焊接溫度與傳統(tǒng)SMD相比，要高出15度左右。

9:檢驗

BGA的焊接質(zhì)量檢驗需要X光或超聲波檢查設(shè)備，在沒有檢查設(shè)備的的情況下，可通過功能測試判斷焊接質(zhì)量，也可憑經(jīng)驗進行檢查。

把焊好的BGA的表面組裝板舉起來，對光平視BGA四周，觀察是否透光、BGA四周與PCB之間的距離是否一致、觀察焊膏是否完全融化、焊球的形狀是否端正、焊球塌陷程度等。

如果不透光，說明有橋接或焊球之間有焊料球;

如果焊球形狀不端正，有歪扭現(xiàn)象，說明溫度不夠，焊接不充分，焊料再流動時沒有充分的發(fā)揮自定位效應(yīng)的作用;

焊球塌陷程度:塌陷程度與焊接溫度、焊膏量、焊盤大小有關(guān)。在焊盤設(shè)計合理的情況下，再流焊后BGA底部與PCB之間距離比焊前塌陷1/5-1/3屬于正常。如果焊球塌陷太大，說明溫度過高，容易發(fā)生橋接。

如果BGA四周與PCB之間的距離是不一致說明四周溫度不均勻。

1:去處BGA底部焊盤上的殘留焊錫并清洗

用烙鐵將PCB焊盤殘留的焊錫清理干凈、平整，可采用拆焊編織帶和扁鏟形烙鐵頭進行清理，操作時注意不要損壞焊盤和阻焊膜。

用專用清洗劑將助焊劑殘留物清洗干凈。

2:在BGA底部焊盤上印刷助焊劑

一般情況采用高沾度的助焊劑，起到粘接和助焊作用，應(yīng)保證印刷后助焊劑圖形清晰、不漫流。有時也可以采用焊膏代替，采用焊膏時焊膏的金屬組分應(yīng)與焊球的金屬組分相匹配。

印刷時采用BGA專用小模板，模板厚度與開口尺寸要根據(jù)球徑和球距確定，印刷完畢必須檢查印刷質(zhì)量，如不合格，必須清洗后重新印刷。

3:選擇焊球

選擇焊球時要考慮焊球的材料和球徑的尺寸。目前PBGA焊球的焊膏材料一般都是63Sn/37Pb，與目前再流焊使用的材料是一致的，因此必須選擇與BGA器件焊球材料一致的焊球。

焊球尺寸的選擇也很重要，如果使用高粘度助焊劑，應(yīng)選擇與BGA器件焊球相同直徑的焊球;如果使用焊膏，應(yīng)選擇比BGA器件焊球直徑小一些的焊球。

4:植球

A) 采用植球器法

如果有植球器，選擇一塊與BGA焊盤匹配的模板，模板的開

口尺寸應(yīng)比焊球直徑大0.05--0.1mm，將焊球均勻地撒在模板上，搖晃植球器，把多馀的焊球從模板上滾到植球器的焊球收集槽中，使模板表面恰好每個漏孔中保留一個焊球。

把植球器放置在工作臺上，把印好助焊劑或焊膏的BGA器件吸在吸嘴上，按照貼裝BGA的方法進行對準(zhǔn)，將吸嘴向下移動，把BGA器件貼裝到植球器模板表面的焊球上，然后將BGA器件吸起來，借助助焊劑或焊膏的黏性將焊球粘在BGA器件相應(yīng)的焊盤上。用鑷子夾住BGA器件的外邊框，關(guān)閉真空泵，將BGA器件的焊球面向上放置在工作臺上，檢查有無缺少焊球的地方，若有，用鑷子補齊。

B) 采用模板法

把印好助焊劑或焊膏的BGA器件放置在工作臺上，助焊劑或焊膏面向上。準(zhǔn)備一塊BGA焊盤匹配的模板，模板的開口尺寸應(yīng)比焊球直徑大0.05~0.1㎜，把模板四周用墊塊架高，放置在印好助焊劑或焊膏的BGA器件上方，使模板與BGA之間的距離等于或略小于焊球的直徑，在顯微鏡下對準(zhǔn)。將焊球均勻的撒在模板上，把多馀的焊球用鑷子撥(取)下來，使模板表面恰好每個漏孔中保留一個焊球。移開模板，檢查并補齊。

C)手工貼裝

把印好助焊劑或焊膏的BGA器件放置在工作臺上，助焊劑或焊膏面向上。如同貼片一樣用鑷子或吸筆將焊球逐個放好。

D) 刷適量焊膏法

加工模板時，將模板厚度加厚，并略放大模板的開口尺寸，將焊膏直接印刷在BGA的焊盤上。由于表面張力的作用，再流焊后形成焊料球。

5:再流焊接

進行再流焊處理，焊球就固定在BGA器件上了。

6:焊接后

完成植球工藝后，應(yīng)將BGA器件清洗干凈，并盡快進行貼裝和焊接，以防焊球氧化和器件受潮。

一、外層線路BGA處的制作:

在客戶資料未作處理前，先對其進行全面了解，BGA的規(guī)格、客戶設(shè)計焊盤的大小、陣列情況、BGA下過孔的大小、孔到BGA焊盤的距離，銅厚要求為1~1.5盎司的PCB板，除了特定客戶的制作按其驗收要求做相應(yīng)補償外，其余客戶若生產(chǎn)中采用掩孔蝕刻工藝時一般補償2mil，采用圖電工藝則補償2.5mil，規(guī)格為31.5mil BGA的不采用圖電工藝加工;當(dāng)客戶所設(shè)計BGA到過孔距離小于8.5mil，而BGA下過孔又不居中時，可選用以下方法:

可參照BGA規(guī)格、設(shè)計焊盤大小對應(yīng)客戶所設(shè)計BGA位置做一個標(biāo)準(zhǔn)BGA陣列，再以其為基準(zhǔn)將需校正的BGA及BGA下過孔進行拍正，拍過之后要與原未拍前備份的層次對比檢查一下拍正前后的效果，如果BGA焊盤前后偏差較大，則不可采用，只拍BGA下過孔的位置。

二、BGA阻焊制作:

1、BGA表面貼阻焊開窗:與阻焊優(yōu)化值一樣其單邊開窗范圍為1.25~3mil，阻焊距線條(或過孔焊盤)間距大于等于1.5mil;

2、BGA塞孔模板層及墊板層的處理:

①制做2MM層:以線路層BGA焊盤拷貝出為另一層2MM層并將其處理為2MM范圍的方形體，2MM中間不可有空白、缺口(如有客戶要求以BGA處字符框為塞孔范圍，則以BGA處字符框為2MM范圍做同樣處理)，做好2MM實體后要與字符層BGA處字符框?qū)Ρ纫幌拢呷≥^大者為2MM層。

②塞孔層(JOB.bga):以孔層碰2MM層(用面板中Actionsareference selection功能參考2MM層進行選擇)，參數(shù)Mode選Touch，將BGA 2MM范圍內(nèi)需塞的孔拷貝到塞孔層，并命名為:JOB.bga(注意，如客戶要求BGA處測試孔不作塞孔處理，則需將測試孔選出，BGA測試孔特征為:阻焊兩面開滿窗或單面開窗)。

③拷貝塞孔層為另一墊板層(JOB.sdb)。

④按BGA塞孔文件調(diào)整塞孔層孔徑和墊板層孔徑。

三、BGA對應(yīng)堵孔層、字符層處理:

①需要塞孔的地方，堵孔層兩面均不加擋點;

②字符層相對塞孔處過孔允許白油進孔。

以上步驟完成后，BGACAM的單板制作就完成了，這只是目前BGA CAM的單板制作情況，其實由于電子信息產(chǎn)品的該許日新月異，PCB行業(yè)的激烈競爭，關(guān)于BGA塞孔的制作規(guī)程是經(jīng)常在更換，并不斷有新的突破。這每次的突破，使產(chǎn)品又上一個臺階，更適應(yīng)市場變化的要求。我們期待更優(yōu)越的關(guān)于BGA塞孔或其它的工藝出爐。

IR視頻BGA返修臺

IR型返修臺

精密貼片焊接系統(tǒng)

精密維修系統(tǒng)

BGA光學(xué)返修臺

按封裝材料的不同，BGA元器件主要有以下幾種:

PBGA(plastic BGA,塑料封裝的BGA);CBGA(ceramic BGA，陶瓷封裝的BGA);CCBGA(ceramic column BGA，陶瓷柱狀封裝的BGA);TBGA(tape BGA,載帶狀封裝的BGA);CSP(ship scale package或μBGA)

PBGA(Plastic Ball Grid Array),它采用BT 樹脂/玻璃層壓板作為基板，以塑膠(環(huán)氧模塑混合物)作為密封材料，焊球可分為有鉛焊料(63Sn37Pb、62Sn36Pb2Ag)和無鉛焊料(Sn96.5Ag3Cu0.5)，焊球和封裝體的連接不需要另外使用焊料。

有一些PBGA 封裝為腔體結(jié)構(gòu)，分為腔體朝上和腔體朝下兩種。這種帶腔體的PBGA是為了增強其散熱性能，稱之為熱增強型BGA，簡稱EBGA，有的也稱之為CPBGA(腔體塑料焊球數(shù)組).

PBGA 封裝的優(yōu)點:

1、與 PCB 板的熱匹配性好。PBGA 結(jié)構(gòu)中的BT 樹脂/玻璃層壓板的熱膨脹系數(shù)(CTE)約為14ppm/℃，PCB 板的約為17ppm/cC，兩種材料的CTE 比較接近，因而熱匹配性好;

2、在回流焊過程中可利用焊球的自對準(zhǔn)作用，即熔融焊球的表面張力來達(dá)到焊球與焊盤的對準(zhǔn)要求;

3、成本低;

4、電性能良好。

PBGA 封裝的缺點:

對濕氣敏感，不適用于有氣密性要求和可靠性要求高的器件的封裝。

CBGA(Ceramic Ball Grid Array)在BGA 封裝系列中的歷史最長。它的基板是多層陶瓷，金屬蓋板用密封焊料焊接在基板上，用以保護芯片、引線及焊盤。焊球材料為高溫共晶焊料10Sn90Pb，焊球和封裝體的連接需使用低溫共晶焊料63Sn37Pb。

CBGA 封裝的優(yōu)點如下:

1、氣密性好，抗?jié)駳庑阅芨撸蚨庋b組件的長期可靠性高;

2、與 PBGA 器件相比，電絕緣特性更好;

3、與 PBGA 器件相比，封裝密度更高;

4、散熱性能優(yōu)于 PBGA 結(jié)構(gòu)。

CBGA 封裝的缺點如下:

1、由于陶瓷基板和 PCB 板的熱膨脹系數(shù)(CTE)相差較大，因此熱匹配性差，焊點疲勞是其主要的失效形式;

2、與 PBGA 器件相比，封裝成本高;

3、在封裝體邊緣的焊球?qū)?zhǔn)難度增加。

TBGA(Tape Ball Grid Array) 是一種有腔體結(jié)構(gòu)，TBGA 封裝的芯片與基板互連方式有兩種:倒裝焊鍵合和引線鍵合。芯片倒裝鍵合在多層布線柔性載帶上;用作電路I/O 端的周邊數(shù)組焊料球安裝在柔性載帶下面;它的厚密封蓋板又是散熱器(熱沉)，同時還起到加固封裝體的作用，使柔性基片下面的焊料球具有較好的共面性。芯片粘結(jié)在芯腔的銅熱沉上;芯片焊盤與多層布線柔性載帶基片焊盤用鍵合引線實現(xiàn)互連;用密封劑將電路芯片、引線、柔性載帶焊盤包封(灌封或涂敷)起來。

TBGA 的優(yōu)點如下:

1、 封裝體的柔性載帶和 PCB 板的熱匹配性能較好;

2、在回流焊過程中可利用焊球的自對準(zhǔn)作用，印焊球的表面張力來達(dá)到焊球與焊盤的對準(zhǔn)要求;

3、是最經(jīng)濟的 BGA 封裝;

4、 散熱性能優(yōu)于 PBGA 結(jié)構(gòu)。

TBGA 的缺點如下:

1、對濕氣敏感;

2、不同材料的多級組合對可靠性產(chǎn)生不利的影響。

MCM-PBGA(Multiple chip module-PBGA)，多芯片模塊PBGA;

μBGA，微BGA，是一種芯片尺寸封裝;

SBGA(Stacked ball grid array)，疊層BGA;

etBGA，最薄的BGA結(jié)構(gòu)，封裝體高度為0.5mm，接近于芯片尺寸;

CTBGA、CVBGA(Thin and Very Thin Chip Array BGA)，薄型、超薄型BGA;

對BGA下過孔塞孔主要采用工藝

①鏟平前塞孔:適用于BGA塞孔處阻焊單面露出或部分露出，若兩種塞孔孔徑相差1.5mm時，則無論是否阻焊兩面覆蓋均采用此工藝;②阻焊塞孔:應(yīng)用于BGA塞孔處阻焊兩面覆蓋的板;③整平前后的塞孔:用于厚銅箔板或其他特殊需要的板。所塞鉆孔尺寸有:0.25、0.30、0.35、0.40、0.45、0.50、0.55mm共7種。