1.弁言
80年代随着电子产品向轻、薄、短、小方向发展，人们对I/O引线数提出了更高的哀求，对具有高引线数的风雅间距器件的引线间距及引线共平面度也提出了更为严格的哀求。受到加工精度、可制造性、本钱及组装工艺的制约，一样平常认为QFP（方型扁平封装）器件间距的极限为0.3mm，且风雅间距器件的局限性在于细引线易波折、质脆而易断，对付引线间的共平面度和贴装精度的哀求很高。SMT技能进入90年代往后，逐渐走向了成熟的阶段，但随着电子产品向轻、薄、短、小、网络化和多媒体化方向的迅速发展，电子组装技能面临新的哀求，新的高密度组装技能不断呈现，个中BGA便是一项已经进入实用化阶段的高密度组装技能。
2.BGA概述
BGA（球栅阵列封装）技能的研究始于60年代，最早被美国IBM公司采取，是一种全新的设计思维办法，它采取将圆型或者柱状点隐蔽在封装下面的构造，引线间距大、长度短，肃清了风雅间距器件中由于引线问题而引起的共平面度和翘曲的问题。引脚水平面统一性较QFP随意马虎担保，由于焊球在溶化往后可以自动补偿芯片与PCB之间的平面偏差。图1为BGA器件封装物理构造及形状。
图1 BGA封装物理构造及形状
BGA技能的涌现是IC器件从四边引线封装到阵列焊点封装的一大进步，它具有器件更小、引线更多，以及优秀的电性能，其余还有一些超过常规组装技能的性能上风。这些性能上风包括高密度的I/O接口、良好的热耗散性能、较好的电特性以及能够使小型元器件具有较高的时钟频率（引线短，导线的自感和导线间的互感很低，频率特性好）。
JEDEC（电子器件工程联合会）的工业部门制订了BGA封装的物理标准，BGA与QFP比较的最大优点是I/O引线间距大，已注册的引线间距有0.5mm、0.8mm、1.0mm、1.27mm和1.5mm，而且目前正在推举由1.27mm和1.5mm间距的BGA取代0.4～0.5mm的风雅间距器件；焊球直径有0.5mm、0.65mm、0.76mm、0.89mm。
BGA的封装形式有多种，形成了一个“家族”，它们之间的差异紧张在于材料和构造（塑料、陶瓷、引线焊接、载带等）的不同。无论何种类型，所利用的都是位于其封装体底部的焊接端子（焊球），在再流焊时的巨大热能浸染下，焊球熔化与基板上的焊盘形成连接。
一种特定形式的BGA可以有一定的尺寸范围，但应采取同样的物理布局和相同的材料。BGA元器件按封装材料的不同，紧张有以下几种：
lPBGA（Plastic塑料封装的BGA）
lCBGA（Ceramic陶瓷封装的BGA）
lCCGA(Ceramiccolumn陶瓷柱状封装的BGA)
lTBGA（Tap BGA载带状封装的BGA）
lCSP（Chip scale BGA或μBGA）
2.BGA组装工艺
2.1BGA保存及利用
对付湿度敏感元件MSD，IPC和JEDEC合并和修订了干系标准，其详细内容见J-STD-033，包括分类、处理、包装、运输和利用辅导方针。BGA元件是一种高档级的温度敏感元件，以是必须在恒温干燥的条件下保存，操作职员该当严格遵守操作工艺流程，避免元器件在装置前受到影响。一样平常来说，真空包装未拆封之BGA的较空想的保存环境为20～25℃，湿度小于10%RH（有氮气保护更佳），利用期限为一年。
一样平常利用时，元器件的包装未打开前需把稳到BGA的防潮处理，同时也该当把稳到元器件包装被打开后用于安装和焊接的过程中不可以暴露的韶光，以防止元器件受到影响而导致焊接质量的低落或元器件的电气性能的改变。表4为湿度敏感的等级分类，它显示了在装置过程中，一旦密封防潮包装被开，元器件必须被用于安装、焊接的相应韶光。如果在元器件储藏于氮气的条件下，那么利用的韶光可以相对延长。大约每4～5小时的干燥氮气的浸染，可以延长1小时的空气暴露韶光。一样平常BGA属于5级以上的湿度敏感等级。
表4 J-STD-020湿气敏感等级
敏感性等级
拆封后必须利用的期限
芯片拆封后置放环境条件
1
无限制
≤30℃/85%RH
2
一年
≤30℃/60%RH
2a
四周
≤30℃/60%RH
3
168h
≤30℃/60%RH
4
72h
≤30℃/60%RH
5
48h
≤30℃/60%RH
5a
24h
≤30℃/60%RH
6
按标签韶光规定
≤30℃/60%RH
元器件的包装被打开后无法在相应的韶光内利用完毕，而且暴露的韶光超过了表3中规定的韶光，那么不才一次利用之前为了使元器件具有良好的可焊性，建议对BGA元件进行烘烤。烘烤条件为温度125℃，相对相湿度≤60%RH，烘烤韶光参考表5。烘烤的温度不要超过125℃，由于过高的温度会造成锡球与元器件连接处金相组织变革，而当这些元器件进入再流焊的阶段时，随意马虎引起锡球与元器件封装处的脱节，造成SMT装置质量问题。无法以125℃烘烤者，则以80℃/48hrs烘烤（若多次烘烤则总烘烤时数须小于96hrs），但烘烤的温度过低，则无法起到除湿的浸染。BGA器件在烘烤后取出，自然冷却半小时才能进行装置作业。
l真空包装已拆封之BGA须标明拆封韶光，未上线之BGA，储存于防潮柜中，储存条件≦25℃、65%RH，储存期限为72hrs。
表5 BGA烘烤韶光
封装
厚度
湿度敏感等级
烘烤
韶光
封装
厚度
湿度敏感等级
烘烤
韶光
封装
厚度
湿度敏感等级
烘烤
韶光
≤1.4MM
2a
4H
≤2.0MM
2a
18H
≤4.0MM
2a
48H
3
7H
3
24H
3
48H
4
9H
4
31H
4
48H
5
10H
5
37H
5
48H
5a
14H
5a
44H
5a
48H
3.4BGA焊前检测
生产中的质量掌握非常主要，尤其是在BGA封装中，任何毛病都会导致BGA封装元器件在印制电路板焊接过程中涌现差错，在往后的工艺中引发质量问题。封装工艺中所哀求的紧张性能有：封装组件的可靠性；与PCB的热匹配性；焊料球的共面性；对热、湿气的敏感性；是否能通过封装体边缘对准性以及加工的经济性等。需指出的是，BGA基板上的焊球无论是通过预成型高温焊球（90Pb/10Sn）转换而成，还是采取球射工艺形成，焊球都有可能掉下丢失，尺寸过大或过小，涌现焊料桥接、缺损等情形。因此对BGA进行表面贴装之前，需对个中的一些指标进行检测掌握。
常用采取三角激光丈量法来检测焊球的缺失落与共面性：丈量光束下的物体沿X轴和Y轴在Z轴方向移动的间隔，并将物体的三维表面信息进行数字化处理，以便剖析和检讨。
3.5焊膏印刷
焊膏的利害是影响表面组装生产的一个主要环节。选择焊膏常日会考虑下几个方面：良好的印刷性，好的可焊性，低残留物。利用新鲜的焊膏，要担保焊膏搅拌均匀，焊膏涂覆的位置准确及元件放置的位置准确。事情环境温度为25℃旁边，湿度为55％RH。
表6显示了如何根据元器件的引脚间距选择相应的焊膏。从表中可以看出元器件的引脚间距越小，焊膏的合金颗粒越小，相对来说印刷效果较好，但不是焊膏合金颗粒越小越好，一样平常选取45μm以下，以担保得到良好的印刷效果。
印刷模板一样平常采取不锈钢材料。由于BGA元器件的引脚间距较小，故而模板的厚度较薄，一样平常为0.12mm～0.15mm，μBGA和CSP的引脚间距更小，模板厚度更薄。模板的开口视元器件的情形而定，常日情形下模板的开口小于焊盘，为焊盘尺寸的70%～80%。
表6 焊膏锡粉形状与颗粒直径
引脚间距（mm）
1.27
1
0.8
0.65
0.5
0.4
锡粉形状
非球型
球型
球型
球型
颗粒直径（um）
22-63
22-63
22-63
22-38
刮刀压力一样平常为35～100N，压力太大和太小都对印刷不利；角度为60℃，速率为10～25mm/s，元器件的引脚间距愈小，印刷速率愈慢；印刷完毕分开速率为1mm/s，如果是μBGA和CSP，则为0.5mm/s。印刷完毕后，PCB只管即便在半小时内进入再流焊，防止焊膏在空气中暴露过久。
焊膏量和模板设计
1.27mm间距的CCGA，焊膏量为0.078-0.088立方毫米，模板厚度0.19mm，开口直径0.81mm或模板厚度0.20mm，开口直径0.76-0.81mm。
1.00mm间距的CCGA，焊膏量为0.06立方毫米，模板厚度0.20mm，开口直径0.74mm
焊膏印刷：1.27mm PBGA和0.5mm间距QFP及1608以上的部件，利用25-45um合金粉，1.0mm BGA或0.75mm以上的CSP、1005以上的部件利用25-38um合金粉。
为了防止Ag的沉淀征象，一样平常采取含Ag的焊料。
模板设计
间距
焊球直径
模板孔径
模板厚度
返修用模板厚度
1.27mm
0.76mm
0.61mm
0.15mm
0.10mm
1.00mm
0.63mm
0.51mm
1.00mm
0.50mm
0.12mm
0.10mm
0.80mm
0.46mm
0.38mm
焊膏添加方法
方法
优点
缺陷
微模板
本钱低，利用方便
哀求开拓一些技能以得到良好的结果，表面准备很关键，焊膏量和模板配准可能改变
涂助焊剂
本钱最低，利用方便，焊接可靠
在所有运用中不能知足长期可靠性，不能用于陶瓷元件
元件上印刷
降落了手工加工可变性，返修位置变革对结果影响较小，元件可以离线准备
本钱高，所需开拓量大，元件哀求定制模板
自动滴涂
自动化工艺，不须要模板
本钱高，工艺参数可能导致沉积的可变性，大元件滴涂韶光长
3.6器件贴装
BGA的准确贴装很大程度上取决于贴片机的精确度，以及镜像识别系统的识别能力。目前市场上各种贴片机，其精确度已达到0.001mm旁边，其余由于BGA器件在再流焊接过程中具有自动排列定位的能力，许可有50％的贴片精度偏差，以是在贴片精度上不会存在问题。只要BGA器件通过镜像识别，就可以准确的贴装在印制线路板上。有时通过镜像识别的BGA并非100％的焊球良好的器件，有可能某个焊球在Z方向上略小于其他焊球。为了担保焊接良好，常日可以将BGA器件厚度减去25.41～50.80μm，同时利用延时关闭真空系统约400ms，使BGA的器件在贴装时其焊球能够与焊膏充分打仗，减少BGA某个引脚虚焊的征象。对付μBGA和CSP不可采取上述方法，以防止涌现桥接等不良焊接征象。
元件贴装定位
外型尺寸较小的CCGA可以通过陶瓷芯片的外框来确定元件的中央位置。PCB上设计外型定位线，线宽一样平常为0.2-0.25mm，如图所示，用来贴片时的定位。另一种对位办法是根据焊柱阵列对位，即根据焊柱阵列的中央位置。
3.3 BGA再流焊工艺
焊接前设计PCB时，BGA所有焊点的焊盘设计需一样大。此外，由于阻焊膜不合格会造成的很多焊接失落败，以是在焊接前要先检讨焊盘周围的阻焊膜是否合格。焊接面焊盘周围的过孔一定要涂阻焊膜，目的是为了避免在焊接时空气从下面进来形成空洞，同时可避免在焊接时焊料从通孔中流出。
再流焊接是BGA装置过程中最难掌握的步骤，因此得到较佳的再流曲线是得到BGA良好焊接的关键所在。在焊接过程中，要担保焊接曲线平滑，器件均匀受热，尤其是焊接区，要担保所有焊点充分熔化。
在丈量再流焊接的温度曲线时，其丈量点应在BGA引脚与线路板之间，测温探头只管即便不要用高温胶带，而采取高温焊膏焊接，固定热电偶，担保得到较为准确的曲线数据。温度均匀性方面要担保元件表面、焊点和PCB底部两两之间温度差小于10℃。
（1）预热阶段
这一段韶光内使PCB均匀受热温，并活化助焊剂。一样平常升温的速率不要过快，掌握在3℃/s以下，防止PCB受热过快而产生较大的变形。较空想的升温速率为2℃/s，韶光掌握在60～90秒之间。
（2）浸润阶段
这一阶段助焊剂开始挥发。温度在150℃～180℃之间应保持60～120秒，以便助焊剂能够充分发挥其浸染。升温的速率一样平常在0.3～0.5℃/s。
（3）再流阶段
这一阶段的温度已经超过焊膏的溶点温度，焊膏溶化成液体，元器件引脚上锡。该阶段中温度在熔点以上的韶光应掌握在60～90秒之间。如果韶光太少或过长都会造成焊接的质量问题。个中温度在峰值范围内的韶光掌握相称关键，一样平常掌握在10～20秒为最佳。
（4）冷却阶段
这一阶段焊膏开始凝固，元器件被固定在线路板上。降温的速率不能够过快，一样平常掌握在4℃/s以下，较空想的降温速率为3℃/s。由于过快的降温速率会造成线路板产生冷变形，引起BGA焊接的质量问题，特殊是BGA外圈引脚的虚焊。
3.7BGA焊后检测
BGA技能将原来器件PLCC/QFP封装的“J”形或翼形引线，改变成球形引脚；把从器件本体四周“单线性”顺列引出的引线，改变本钱体腹底下“全平面”式的格栅阵排列。这样既可以疏散引脚间距，又能够增加引脚数目。BGA焊接后焊点隐蔽在封装之下，要理解和测试影响其长期事情可靠性的物理成分，例如焊料量、导线与焊盘的定位情形以及润湿性等，不可能100％目检表面安装的焊接质量。目前BGA器件装置掌握装置工艺过程质量和鉴别毛病的办法紧张有光学检测、电检测、边界扫描及X射线考验。
在当代PCB设计中，球栅阵列(BGA)和其它面积排列元件(area array device)的利用很快变成为标准。许多电子装置制造商面对一个检讨的难题：担保精确的装置和达到过程合格率，而传统的确认方法已经不再足够。本日，越来越多的制造商选择X射线来知足检讨哀求。通过利用X射线检讨，BGA、微型BGA和倒装芯片元件的隐蔽焊点的特性可以用可靠的和非毁坏性的的办法在生产运行的早期检讨出来。还有，大多数职员可以作出通过/失落效的决定。
在BGA利用到产品设计中之前，多数PCB制造商不在其检讨工艺中利用X光系统。传统的方法，如自动光学检讨(AOI, automated optical inspection)、人工视觉检讨、包括制造毛病剖析(MDA, manufacturing defect analysis)的电气测试、和在线与功能测试，用来测试PCB元件。可是，这些方法不供应隐蔽焊接问题(如空洞、冷焊和焊粘接差)的准确检讨。X射线检讨可有效地创造这类问题，监测质量担保和供应过程掌握的即时反馈。
（1）目视
对付BGA等封装阵列来说，在没有检讨设备的情形下，先目视不雅观察最表面一圈焊点的塌陷是否同等，再将芯片对着光看，如果每一排每一列都能透过光，那么可以断定没有连焊，有时尺寸大一点的焊球也可以瞥见。但是不能检测到内部毛病（如空洞）。
（2）外不雅观可视化光学检测系统
该系统的核心是一个双组件的头，如图5所示，由一个光纤光源和一个安装在非常精确的X/Y平板之上的光学仪器头组成，受检测的PCB板就放不才面。当检测时，把头降落到部件，放大镜在部件的一边，而光源在另一边从背后照亮。通过沿部件逐行进行检测焊点。通过调度视野可以瞥见内部互连并可进行评价。所用这统统都通过一个组合在显微镜中的高分辨率CCD彩色摄像机投射到一个平面监视器上。
（3）电测试与边界扫描检测
传统的电测试是查找开路与短路毛病的紧张方法。其唯一目的是在板的预置点进行实际的电连接，这样便可以供应使旗子暗记流入测试板、数据流入ATE的接口。如果印制电路板有足够的空间设定测试点，系统也可检讨器件的功能。测试仪器一样平常由微机掌握，检测每块PCB时，须要相应的针床和软件。对付不同的测试功能，该仪器可供应相应事情单元来进行检测，例如测试二极管、三极管时用直流电平单元；测试电容、电感时用互换单元；测试低数值电容、电感及高阻值电阻时用高频旗子暗记单元。
边界扫描技能办理了一些与繁芜器件及封装密度有关的问题。采取边界扫描技能，每一个IC器件设计有一系列寄存器，将功能线路与检测线路分离开，并记录通过器件的检测数据。测试通路检讨IC器件上每一个焊接点的开路、短路情形。基于边界扫描设计的检测端口，通过边缘连接器给每个焊点供应一条通路，从而免除全节点查找的须要。只管边界扫描供应了比电测试更广的不可见焊点检测范围，但也必须为扫描检测专门设计印制电路板与IC器件。
电测试与边界扫描检测紧张用以测试电性能，判断导电电流是通还是断，却不能较好地检测焊接质量。如果赞助于非物理焊接点测试，将有助于组装工艺过程的改进和SPC（统计过程掌握）。
（4）X射线测试
可以用于对全体BGA器件组装工艺过程进行精确丈量和质量检测的考验设备非常少，自动化激光检测设备能够在元器件贴装前测试焊膏的沉积情形，但是它们的速率缓慢，且不能用来考验BGA器件焊点毛病。声学显微镜用来检讨聚酰亚胺和陶瓷封装的BGA焊点，但不能检测BT树脂材料封装的BGA焊点。X射线透视图可显示焊接厚度、形状及质量密度分布。厚度与形状不仅是反响长期构造质量的指标，在测定开路、短路毛病及焊接不敷方面，也是很好的指标。此技能有助于网络量化的过程参数并检测毛病。
X射线图像检测事理：X射线由一个微焦点X射线管产生，穿过管内的一个铍窗，并投射到实验样品上。样品对X射线的接管率或透射率取决于样品所包含材料的身分与比率。穿过样品的X射线轰击到有磷涂层的图像探测器并引发出光子，这些光子随后被摄像机探测到，然后对该旗子暗记进行处理放大，由打算机进一步剖析。
不同的样品材料对X射线具有不同的接管率（见表7），处理后的灰度图像显示随检讨的物体密度或材料厚度的差异。
表7 不同材料对X射线的不透明度系数
材料
用场
接管率
塑料
包装
极小
金
芯片引线键合
非常高
铅
焊料
高
铝
芯片引线键合，散热片
极小
锡
焊料
高
铜
PCB印制线
中等
环氧树脂
PCB基板
极小
硅
半导体芯片
极小
l人工X射线检测
利用人工X射线检测设备，须要逐个检讨焊点并确定其是否合格。该设备配有手动或电脑赞助装置，以便更好地进行检测和摄像。详细定义的标准或目视检测图表可辅导评估检测结果。常日的目视检测哀求培训操作职员，并且随意马虎出错，且人工设备并不适宜对全部焊点进行检测，只适宜工艺鉴定和工艺故障剖析。
l自动X射线检测
自动检测系统能对全部焊点进行检测，常日用于产量高且品种少的生产设备上，具有高代价或哀求可靠性的产品也须要进行自动检测。检测结果与须要返修的电路板一起送给返修职员，并供应干系的统计资料，用于改进生产工艺。
自动检测系统须要设置精确的检测参数。大多数新系统的软件中都定义了检测指标，但必须重新订定，定义所要检讨焊点的面积和高度或把焊点剖身分歧的截面，以适应生产工艺中所特有的成分，否则可能得到缺点的信息且降落系统可靠性。
自动检测系统有两种事情模式：直射式X射线测试系统和断面X射线自动测试系统。直射式X射线系统源于X射线束沿通路复合接管的特性，对SMT的某些焊接，如单面PCB上的J型引线与细间距QFP等，是测定焊接质量最好的方法，且设备比较便宜，但它却不能区分垂直重叠的特色。当PCB两面的同一位置都有元件的情形下，这些焊料形成的阴影会重叠起来，分不清是那一层的问题；其余当BGA器件的焊缝被其内部引线掩蔽时，也存在上述这个问题。断面X射线测试系统战胜了这些问题，它设计了一个聚焦断面，并通过使目标区域高下平面散焦的方法，将PCB的水平区域分开。该系统的成功在于只需较短的测试韶光，就能准确检测出焊接毛病。对付小体积的繁芜产品，最好利用断面X射线测试系统。虽然所有方法都可检讨焊接点，但断面X射线测试系统供应了一种非毁坏性的测试方法，可检测所有类型的焊接质量，并得到有代价的调度组装工艺的信息。
l断面X射线自动测试
断层剖面丈量了每个“切片”的4个基本物理参数：焊点的中央位置，焊点的直径，与焊点中央同轴的5个圆环的各自焊料厚度，焊点相对付已知圆度的圆形的形状偏差。
焊点中央位置在不同切片影像中的相对位置则表明BGA器件在PCB焊盘上的移位情形；焊点直径丈量表示焊点中焊料量与标准焊料量比较的相对量；在焊盘位置的直径丈量则表示因焊膏印刷或焊盘污染引起的开路情形，而在焊球处的直径丈量则表示焊点共面脾气况，各个同轴圆环的焊料厚度丈量以及它的变革率则判断焊点中焊料的分布情形，对确定润湿不良和气孔毛病更为有效。焊点的圆度表示与标准圆比较，焊点周围焊料分布的均匀性，为剖断器件移位和焊点润湿情形供应数据。
焊料的数量以及它在连接点的分布情形，通过在BGA焊点上的二个或更多个不同的高度（如印制电路板焊盘打仗面，元器件打仗面，或元器件和印刷电路板之间的一半高度）所产生的横截面图像或“水平切片”予以直接丈量，再结合同类BGA连接点的多次切片丈量，能够有效地供应三维测试。根据BGA连接点的常规构造，在每个横截面X射线图像“切片”内，详细连接点的特色被进行分离并予于以丈量，从而供应定量的统计工艺掌握（SPC）丈量，SPC丈量能够用于追踪过程偏移，以及将其特色归入对应的毛病范畴。
l选择得当X射线检测系统
选择适宜实际生产运用的、有较高性能价格比的X射线检测系统以知足质量掌握须要是一项十分主要的事情。最近较新的超高分辩率X射线系统在检测及剖析毛病方面已达微米水平，为生产线上创造较暗藏的质量问题（包括焊接毛病）供应了较全面、省时的办理方案。在决定购买检测X射线系统之前，一定要理解系统所需的最小分辩率（见表8），与此同时也就决定了所要购置的系统的大致价格。（空洞检测分辨率一样平常为球径的1/10）
表8 不同分辩能力的X射线系统的运用
系统运用的几个方面
系统所需最小分辩率
整体毛病检讨
50um
一样平常PCB检测与质量掌握BGA检测
10um
细间距引线与焊点检测
5um
uBGA检测
倒装片检测
PCB毛病剖析与工艺掌握
键合裂纹检测
1um
微电路毛病检测
4.BGA焊点毛病及干系吸收标准
BGA范例毛病为桥连、开路、焊球丢失、焊料不敷、大空洞、移位、大焊球和焊点边缘模糊。IPC-A-610C的12.2.12专门对BGA焊点吸收标准进行了定义：焊点光滑、边界清晰，所有焊点的直径、体积、灰度和比拟度均同等，位置对准，无偏移或旋转，无焊球和无空洞等。实际中标准可以适当放松，这样可BGA焊点相对付焊盘有不超过25％的偏移量，焊料球不能大于相邻最近的两个焊球间距的25％。
BGA焊点空洞是常见的一种毛病，它的存在随意马虎产生应力集中，对焊点可靠性产生影响。但是空洞的存在由于减少了焊料球所占空间，也就减少了焊球上的机器应力。空洞一样平常涌如今三个层：元件层、焊盘层，焊料层。空洞有可能在焊接前就存在BGA焊球中，也可能在焊接后涌现。由于焊膏材料或焊盘表面或电路板设计时焊盘附近存在过孔，都会产生气孔。焊球内部许可有小尺寸的空洞存在，IPC-7095中规定：焊盘层的空洞面积不能大于焊球面积的10％，即空洞直径不能超过焊球直径30％；焊料层（空洞位于焊球中间）的空洞面积不能大于焊球面积的25％，即空洞直径不能超过焊球直径的50％。空洞面积占焊球面积的比例可以按如下方法打算：如果空洞直径是焊球直径的50％，那么空洞面积是焊球面积的25％。
由于来自正常环境利用的应力所造成的PCA的挠曲可造成一个有空洞朝焊盘/锡球连接外边或大空洞的焊锡点裂开。X射线检讨创造的大于BGA直径35%的或在焊点外的空洞该当看作不可接管。
如果空洞完备被包住，锡点裂开是不可能的，由于应力一样平常会均匀地浸染于焊盘/锡球焊点。不管怎么样，大于35%的锡球直径的空洞表示一个工艺过程有关的问题，不应该接管。
空洞
焊接空洞是由加热期间焊锡中夹住的化合物的膨胀所引起的。虽然有空洞的BGA焊接点可能表示会引起将来失落效的工艺问题。焊接点中可接管的标准不应该超过锡球直径的20%，并且没有单个空洞涌如今焊接点外表。多个空洞可能涌如今焊点中，假设空洞的总和不超过锡球直径的20%。
脱焊焊点
不许可脱焊焊点。
锡桥和短路
当过多焊锡在打仗点或者当焊锡放置不当时，常常发生桥接和短路。在吸收标准中，不能存在短路或桥接的焊点，除非它们专门设计成底层电路或BGA。
不对准
X光图象将清楚地显示是否BGA球没有适当地对准PCB上的焊盘。不对准是不许可的。
开路和冷焊点
当焊锡和相应的焊盘不打仗或者焊锡禁绝确流动时，发生开路和冷焊点。这种情形不许可。
不打仗
一旦元件已经贴装在PCB上，丢失或误放的焊锡和锡球是不许可的。
X光评估
含有BGA的PCA必须利用能够分辨至幼年于100微米直径孔的X光系统来评估。X光系统必须能够许可在测单元(UUT, unit under test)从上往下和倾斜两个方向不雅观察。
利用实时X光检讨来评估焊接点和担保一个高的过程合格率已经成为成功的BGA装置的一个必要元素。对付这些无引脚装置，X光为成功的焊接运行和可靠的焊点取得实际的认可。
如果生产运行折衷良好，利用当代回流炉，BGA的自我对中特性使得X光检讨也将找不出太多的毛病。如果是这样，该当立时检讨工艺过程，以决定是否和在哪里已经超过参数极限。
4.1不可拆BGA焊接点的断路
不可拆BGA焊接点处所发生的断路征象，常日是由于焊盘污染所引起的，由于焊料不能润湿印刷电路板上的焊盘，它向上“爬”到焊料球一贯到元器件界面上。如前面所叙，电子测试能够确定断路征象的存在，但是不能差异这是由于焊盘污染所引起的呢？还是由于焊料漏印工艺过程掌握不住所引起的？利用X射线设备进行测试，也不能揭示断路征象，这是由于受到前置焊科球“阴影”的影响。利用横截面X射线检测技能，能够通过在焊盘层和元器件层中间获取的图像切片，辩别出这种由于污染所引起的断路征象。由于污染所引起的断路征象，会产生眇小的焊盘半径和较大的元器件半径尺寸，以是可以利用元器件半径和焊盘半径的差异来区分断路征象是否是由于污染引起的。由于焊料不敷所引起的断路征象其半径之间的差异是非常小的，只有利用横截面x射线检测设备才能够辩别出这一差异。
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动的蒸汽被扣留在低共熔点焊料焊接处所产生的。在可拆卸BGA焊接点处涌现空隙是一种紧张的毛病征象。在再流焊接期间，由于空隙所产生的浮力影响集中浸染在元器件的界面上，因此所涉及到的绝大数焊接点失落效征象，也都发生在那里。
所涌现的空隙征象可以通过在履行再流焊接工艺过程期间进行预加热，以及通过增加短暂的预热韶光和较低的预热温度予以肃清。当空隙超过一定的尺寸大小、数量或者密度时可靠性将明显降落，不过现在也有一种说法认为，不要对空隙予以限定，而是要加速其分裂扩散，使其早日失落效并予以剔除。可拆卸BGA焊接中的空隙，可以通过在元器件层获取的横截面x射线图像切片中清晰地农现出来。有些空隙在这些图像内能够被确定和丈量，或者通过左DGA焊接点半径处所产生的显著增加征象而被间接地表现出来。
5.可靠性影响
由于焊剂直接影响到电迁移和表面绝缘电阻，以是焊后一样平常哀求洗濯，但BGA底部焊剂洗濯是非常棘手的事情，以是推举利用免洗濯助焊剂，就可以不必洗濯了。
BGA的底层添补密封剂可以承受机器冲击，提高可靠性和热循环性能，目前采取全部添补和四点添补两种办法。添补有硅的底层添补密封剂由于CTE较低，热循环性能更佳。无填料的底部添补密封剂粘性和密度较低，更随意马虎喷涂，且在器件的底部快速流动，从而利用低本钱的设备。
（1）芯片/封装的比率高，可靠性好
（2）焊盘较大时，可靠性好（QFN）
（3）薄板可靠性好于厚板可靠性
（4）散热焊盘焊到PCB上可靠性好于不焊（QFN）
（5）温度循环条件的影响：相同高温温差引起的破坏程度比低温要大，高温变率条件下失落效循环次数比低温变率条件下失落效循环次数要低
（6）塑封材料知足两个哀求：必须知足最小封装级别即湿润敏感级别的可靠性哀求；必须担保封装元件安装到板上可靠性达到可接管哀求。
提高可靠性方法
（1）提高元件离板高度
（2）形成焊料带（QFN）
6.BGA返修
6.1BGA返修工艺
BGA返修工序一样平常包括元件检讨、元件拆除、返修位置洗濯之后阻焊膜检讨、微模板印刷后印刷质量检讨、放置元件之后开始再流焊前的拾取和防止对中。
对球栅陈设芯片（如BGA，CSP）进行返修时，该当意识到制程掌握对成功的进行芯片返修的主要性，标准的方法是对付单芯片的起拔和贴装尽可能的仿照生产过程中的工艺和再流参数设置，这就意味着我们对一芯片进行返修时，就必须在电路板的特定区域进行加热。对不定区域进行加热有时会发生钎焊失落败，只管所有参数设定看起来都是精确的。
返修BGA是迫不得已的办法，修复一片BGA要费很永劫光，而且还须有得当的焊料球和能够精确定位的返修工具。目前植球的方法很多，但实际操作时植球的成功率很低。纵然修复好了再焊接上去，这个芯片已经承受了至少4次再流周期，肯定会影响焊接的可靠性。只管即便减少或肃清毛病，不返修，这才是所追求的目标。
大多数半导体器件的耐热温度为240～260℃，对付BGA返修系统来说，加热温度和均匀性的掌握显得非常主要。芯片供应商哀求芯片表面最高温度为265℃，芯片表面温度、焊点温度和电路板底部的最大温差由传统的10℃变为无铅化后的5℃。芯片焊接常用温度为240～250℃，靠近焊接温度225～235℃，再流韶光缩短，这哀求返修系统须要快速升温降温功能。
BGA返修步骤紧张包括电路板、芯片预热；拆除芯片；清洁焊盘；涂焊膏及助焊剂；贴片；再流焊。
（1）电路板、芯片预热的紧张目的是将潮气去除，如果电路板和芯片内的潮气很小（如芯片刚拆封），这一步可以免除。
（2）拆除的芯片如果不打算重新利用，而且PCB可承受高温，拆除芯片可采取较高的温度（较短的加热周期）。
（3）清洁焊盘紧张是将拆除芯片后留在PCB表面的助焊剂、焊膏清理掉，必须利用符合哀求的洗濯剂。为了担保BGA的焊接可靠性，一样平常不能利用焊盘上旧的残留焊膏，必须将旧的焊膏打消掉，除非芯片上重新形成BGA焊球。由于BGA芯片体积小，特殊是CSP（μBGA），芯片体积更小，清洁焊盘比较困难，以是在返修CSP芯片时，如果CSP的周围空间很小，就需利用免洗濯焊剂。
（4）在PCB上涂焊膏/助焊剂对付BGA的返修结果有主要影响。一种较新的焊膏沉积方法是利用模板直接把焊膏印刷在CSP或LGA上，这种方法易于节制，焊膏开释性和同等性好。通过选用与芯片符合的模板，可以很方便地将焊膏涂在电路板上。处理CSP芯片，有3种焊膏可以选择：RMA焊膏，免洗濯焊膏，水基焊膏。利用RMA焊膏，再流韶光可略长些，利用免洗濯焊膏，再流温度应低些。
（5）贴片的紧张目的是使BGA芯片上的每一个焊球与PCB上每一个对应的焊点对正。由于BGA芯片的焊点位于肉眼不能不雅观测到的部位，以是必须利用专门的设备来对中。
（6）要担保焊点不会产生脆化的征象就要对润湿和温度进行良好的掌握，这就要对加热、泰平承平和降温速率进行更好的掌握，特殊是底部加热。在加热办法的选择上热风加热（对流办法）要优于红外加热（辐射办法），不能采取烙铁（传导办法）进行加热。
6.2 BGA返修工具
返修的核心问题是如何实现最佳再流焊曲线。一旦电路板构造和板上元器件分布确定，对付焊接而言此电路板就只有一条最佳的再流焊接曲线实现最佳期的焊接。如何取得最佳焊接条件，这对工艺职员构成了直接的寻衅。在返修过程中由于利用的设备、辅料等变量的局限性，工艺职员有时不得不作出各种折衷的选择。
不论设备采取何种加热办法反馈掌握电路，单芯片返修设备是在全封闭状态下进行焊接过程掌握。由于被返修芯片周围已经有了其它元器件，目前天下上的单芯片返修（无过程掌握系统）和单芯片返修系统（全过程掌握）均采取开放式加热系统。因此无论是红外、热板、红外+热板，还是热风加热系统都面临着同样的技能哀求，即如何掌握再流焊曲线靠近或重复批量生产中SMT再流焊接曲线。
（1）红外加热设备
无铅焊接温度高且工艺窗口窄，实行无铅焊接的设备必须具有良好的降温性能。由于红外热源常日为高密度的陶瓷加热体，只管系统采取了温度反馈掌握，但由于热源惰性大且红外加热是辐射式加热，纵然割断电源，热能辐射并不能瞬间消逝，仍旧会产生对芯片的温度过冲。因此采取红外加热的返修系统不能掌握降温曲线，也便是说不能很好地掌握再流焊区的形成。
红外加热技能的致命毛病是点热源，其加热事理是直接对物体加热会造成热能量穿透芯片再到达焊球。由于器件是由不同颜色和材质的材料构成，因此各处所接管的红外线波长不同，从而造成器件各部位的温度不同，很随意马虎造成过热损伤。有人对BGA采取红外顶部加热，实验结果显示BGA芯片处的温度可达246.5℃，而此时焊球的温度为189℃，因此很随意马虎造成过热损伤。表为不同颜色对红外的接管率。
最新红外辐射选择波长在2～8μm的暗红辐射器，使色敏感问题大大减小，改进了温度不屈均性。为降落红外加热的不屈均性，常日在红外加热源的上面附加一个金属散热板来战胜加热不屈均的毛病（全金属板状或带孔金属网状），但由于加热靠红外辐射，难以从根本上办理不屈均加热的问题。采取金属、陶瓷等高密度散热材料可以一定程度地改进加热的均匀性，但同时又会加大其热惰性。
表各种颜色对红外的接管率
颜色
红外接管率％
白色
35
浅绿色
55
赤色
65
玄色
90
由于芯片焊脚的温度永久高于整体电路板的温度，底部加热采取红外加热的不屈均性会造成电路板变形，造成电路板上的其它元器件的焊点受到很大的变形应力，结果全体电路板在单芯片返修后的可靠性不可预测，对大尺寸电路板、多层板和带有大面积接地布线的电路板，采取红外加热技能的设备进行可靠焊接险些是不可能的。其余由于红外加热不采取喷嘴，其加热面积险些为正方形，如所要加热器件为长方形，则相邻器件将遭受二次熔锡。
由此可见，采取红外加热技能的设备由于存在不可战胜的缺陷，如升、降温慢，均匀性差，加热体热惰性大等，并不能知足无铅焊接的基本哀求。
（2）热风加热设备
热风再流焊是全体返修工艺的关键，有几个问题比较主要。第一，芯片返修再流焊的曲线应该与芯片的原始焊接曲线靠近，热风再流焊曲线可分成四个区间：预热区，加热区，再流区，冷却区，四个区间的温度，韶光参数可以分别设定。第二，再流焊过程中要精确选择各区的加热温度和韶光，同时应把稳升温的速率。一样平常在100℃以前，最大的升温速率不超过6℃/秒，100℃往后最大的升温速率不超过3℃/秒，在冷却区最大的速率不超过6℃/秒。过高的升温速率和降温速率都可能破坏PCB和芯片，这种破坏有时是肉眼不能不雅观察到的。不同的芯片、焊膏，应选择不同的加热温度和韶光，如CBGA芯片的再流温度应高于PBGA的再流温度。对免洗焊膏，其活性低于非免洗焊膏，因此焊接温度不宜过高，焊接韶光不宜过长，以防止焊膏颗粒的氧化。第三，热风再流焊中，PCB板的底部必须能够加热。这种加热的目的有二个：避免由于PCB板的单面受热而产生翘曲和变形；使焊膏溶化的韶光缩短。对大尺寸板返修BGA，这种底部加热尤其主要，一种采取热风加热和红外加热。热风加热的优点是加热均匀，一样平常返修工艺建议采取这种加热。红外加热的缺陷是PCB受热不屈均。第四，要选择好的热风再流喷嘴。热风再流喷嘴属于非打仗式加热，加热时依赖高温空气流使BGA芯片上的各焊点的焊膏同时溶化。这种喷嘴将BGA元件密封，担保在全体再流过程中有稳定的温度环境，同时可保护相邻元件不被对流热风加热破坏（如图所示）。热风再流焊由于喷嘴构造繁芜，价格昂贵，用户在选购时很难配齐。
（3）全过程掌握热风加热与红外加热比较
表为全过程掌握热风加热与红外加热比较，可以看出全过程掌握热风加热比红外技能更可靠。不推举采取热板和红外预热装置，缘故原由是由于热感合时光、能量转换率及效率完备不一致，且没有泰平承平和保温的能力用来支持繁芜温度曲线的建立和运行。不过其可以加热物体表面，可用于大块金属和接地印制板的有限利用中。
表红外与全过程掌握热风加热技能比较
红外加热
全过程掌握热风加热
热惰性大，因此热量掌握难度大
热量掌握随意马虎
热惰性大，降温过程险些不可控
降温掌握随意马虎
随芯片材质的不同，热量接管差异很大
不受芯片材质的影响
点热源加热，电路板易变形
电路板受热均匀，不易变形
6.3BGA焊盘修复
由于多次返修或其它缘故原由，BGA焊盘翘起或脱落，必须进行修复。修复步骤如下：
（1）清洁要修理区域，去掉失落效的焊盘和一小段连线，用刀刮掉残留胶、污点贺烧伤材料，刮掉须要连线处的阻焊或涂层，清洁区域。
（2）在须要连接处蘸少量助焊剂，上锡后清洁，担保连接处搭接长度不小于两倍线宽。
（3）将新的BGA焊盘的连线插入原来通路孔中，去掉阻焊，适当处理保持平滑，如有纤维层暴露或表面刮伤，都应先处理。此工序最主要便是担保高度，必要时要微磨板面以担保高度不会干涉改换的元件。把稳要去掉BGA焊盘和连线或通孔之间的阻焊层，担保一个较低的轮廓。
（4）选择一个BGA的更换焊盘，这些新焊盘是用铜箔制作，顶面镀锡，底面由胶粘剂。修整时用刀小心刮掉胶粘剂，剪掉过多的连线，顶面放置高温胶带，将新焊盘放置在PCB指定位置，用胶带帮助定位。然后选用得当粘结焊嘴的粘结压力机施压进行修复。
（5）完毕，蘸少量助焊剂到焊接连线搭接部位，把新焊盘的连线焊接到PCB表面线路上，涂稠浊树枝在焊接连线搭接出，然后固化。
（6）按照哀求涂表面涂层，进行检测。
6.4BGA热风返修工艺及焊接毛病
（1）返修工具利用无力移动技能来从板上移去元件。返修开始时，真空吸取管降落来感应元件高度，然后升到特定的高度。热风喷嘴加热元件到焊膏再流温度，真空吸嘴降落到预定高度，打开真空，移去元件而不毁坏共晶焊点。取下元件后，返修工具的偏置底板温度要设定到150°C旁边的温度，均匀地加热基板，减小返修位置的温度斜率，防止大的温度斜率引起局部板的翘曲。
（2）移去焊盘上的焊膏，直到焊盘表面平坦。涂覆助焊剂在所需位置，预热到适当位置后，利用焊膏真空工具把焊膏吸上到真空管，然后用异丙醇清洁焊盘，检讨是否破坏。利用无麻刷掠过板面来涂覆助焊剂，贴装新元件，进行再流焊。温度曲线必须符合焊膏制造商推举的再流焊曲线哀求。由于不同板面吸热不同，内层和相邻元件不同，返修的每个元件应单独制订曲线，将过热、加热不敷或焊盘起脱的危险减到最小。
（3）元件贴装和再流是最困难的。在给座子上助焊剂后，贴装元件和再流座子，常日元件会偏斜。在不同情形下，元件锡球在板上焊盘内熔湿不屈均。人们相信，元件太轻，在热风喷嘴内移来移去。这种征象乃至发生在返修工具所许可的低气流量情形。为了防止元件移动，返修工具设定程序，在贴装之后把真空吸取管留在元件顶上，直到通过温度曲线的预热部分。当再流周期开始时，真空管回轻轻缩回，许可元件熔湿焊盘而不破坏焊接点。这个方法利用很好，但有一些缺陷。再流期间，元件上的吸取管的高度和重量有时会造成锡桥。真空吸取管彷佛也会降落BGA的自对中能力。
印刷电路板和芯片在返修中，由于PCB高下温差过大引起的翘曲是造成焊接问题，如虚焊和桥接的紧张缘故原由，见图所示，需利用分外的支持块来防止翘曲，通过预热以减少可能引起翘曲的温度差。薄板会在高度读数的压力下向下弓，随后在加热过程中向上翘曲。这意味着不得不在每一步中增加额外的高度。板纵然是眇小的变形都会导致问题的涌现，芯片翘曲也同样产生同样的问题。PBGA与PCB板的间隙一样平常为0.020英寸，在芯片范围纵然0.005英寸的变形都足以引起虚焊征象的发生；器件越大就越随意马虎产生这些问题，并且越向芯片中间问题越严重。桥连常日发生在芯片外围焊点，特殊是在四角上。纵然电路板和芯片在焊接没有涌现明显的问题，电路板回答到正常位置也会对焊点产生持续的拉力，导致长期可靠性问题。
器件分层也是返修中随意马虎涌现的问题。塑料封装常日是吸湿的，也便是说芯片会接管空气中的潮汽。如果芯片被快速加热，潮气扩散会在芯片内部形成空穴，这便是我所说的“爆米花”征象。一样平常在返修之前对芯片和电路板慢速烘干，逐步的驱走潮气。一些公司已将此做为在进行任何返修前必须做的标准工序。
在芯片范围的温差△T较大致使返修和生产涌现不同时熔锡的问题，匆匆使着生产商力争得到同时熔锡的缘故原由。为了避免喷嘴内的湿差对钎焊带来的影响，在设定再流曲线参数时要使焊点尽快通过焊锡熔点。
助焊剂利用是很主不雅观的，一个技能员与另一个技能员差别很大。太多的助焊剂产生一层液体，再流期间可产生像CSP元件等漂移；太少助焊剂意味着当热风开动流动时，没有足够的粘性来保持元件在位置上。较近的研究指出：对BGA本身，而非板焊接点上的助焊剂改进，提高了返修效率。
为理解决焊接问题，无铅BGA返修焊接曲线须要进行优化：提高预热温度，加快溶剂挥发，减少空洞；加长浸润阶段韶光，担保焊点润湿性，便于BGA受热均匀；加快冷速，利于IMC快速形成，提高焊点可靠性；缩小高下热风温差，避免PCB基板变形；降落峰值温度，延长再流韶光，避免BGA因温度过高产生翘曲。
对喷嘴/加热器哀求
可进行PCB预热，可进行自动化/可编程的顶部/喷嘴高度调度，顶部带有元件放置力传感器，热风骚可通过编程改变大小，具有不同尺寸的喷嘴系列，喷嘴防止热风骚偏离向相邻元件，喷嘴带有实时真空传感器，提高喷嘴热容量和掌握，开拓交互式底部加热器掌握，开拓通用的PCB支撑系统，具有自动化校准顺序。
通过掌握喷嘴边缘底部到PCB板面的高度来调度气流和传热效果。
CCGA封装有很大热容量，纵然在CCGA封装内，不同类型的CCGA也都有很强的热传输能力。在制作工艺时，要担保焊点再流工艺进行的情形下，使得喷嘴和底部加热器的设置温度最低，加热韶光最短。紧张参数包括：底部加热温度，喷嘴温度，喷嘴位置和气流流速等。
间隔返修元件1英寸的其它元件不会被再流
当喷嘴间隔板面间隙G为0时，加热效率最高
喷嘴间隔板面间隙G存在临界值Gopt，当G<Gopt时，边缘焊点温度TC4高于中央焊点温度TC3，当G=Gopt时，边缘焊点温度TC4即是中央焊点温度TC3；当G>Gopt时，边缘焊点温度TC4低于中央焊点温度TC3。对CCGA元件，最佳间隙G是0.5～2mm。
喷嘴温度选择为310℃最好，间隔板面间隙为1mm，既可防止板面温度过高，也可担保在喷嘴不打仗板面能很好的吸取熔融残余钎料。
底部加热器：
300～400℃时，加热效率相似，低于300℃时，加热效率较低。故300℃以下作为适宜于预热，300℃以上作为哀求较高升温速率的选择。
对付返修工艺，400℃的最高温度是可以接管的，由于板被加热的温度不会超过PCB玻璃转化温度。
底部加热韶光和温度对返修区域升温速率和温度贡献较少，而喷嘴供应了大部分热能。
峰值温度勾留韶光不能过长，否则Sn90Pb会软化，对PCB一侧焊点
新元件（焊柱阵列、连接器和插座）工艺的开拓到长期稳定事情问题和印制板制造工艺给返修带来了许多难点，比如焊球遗漏，大的连接器加热不屈均，插座类元件不易返修，阻焊膜在返修应力下破坏引起桥连和焊料缺失落等。
方法
优点
缺陷
抽吸烙铁
便宜，优秀的表面光洁度
哀求有发展完备的焊接技能，随意马虎损伤焊盘，随意马虎毁坏焊膏形状
焊料抽吸器
利用方便，优秀的表面光洁度，可进行惰性气体工艺，能够实现自动化
表面光洁度可变性依赖于技能，焊盘可能被抬高/阻焊膜被损伤，自动化工艺慢
吸盘和烙铁
优秀的表面光洁度，可进行惰性气体工艺，板损伤程度最小
操作处于顶部的热风中，必须遮蔽返修位置易防止飞溅
表面贴装封装有非焊接屏蔽界定(NSMD)和焊点屏蔽界定(SMD)两种，如图2所示。与SMD办法比较，NSMD办法可严格掌握铜蚀刻工艺并减少PCB上的应力集中点，因此应首选这种办法。
为了达到更高的离地高度，建议利用厚度低于30微米的覆铜层。30微米或以上厚度的覆铜层会降落有效离地高度，从而影响焊接的可靠性。此外，NSMD焊盘与接地焊盘之间的连线宽度不应超过焊盘直径的三分之二。建议利用表1列出的焊盘尺寸：
7.结论
随着BGA器件在电子产品中愈来愈受到广泛的运用，逐渐成为SMT中主流技能。优质的BGA器件制作和良好的BGA组装工艺具有相称的技能难度，要客不雅观准确的把握好掌握点。
任何PCB电子元器件组装都希望一次得到成功，但每每因不能全部肃清组装毛病而必须采取返修工艺。当须要返修时，应先考虑其本钱。如果返修工艺成本相对整快PCB成本来说得不偿失落，则没必要返修；如果本钱不是问题，则应尽可能减少必要的返修，以免扩损印制板，影响质量，从而间接提高返修工艺本钱。
返修工艺从表面上看是元器件的重新组装问题，彷佛只与元器件本身和钎焊方法有关。实在印制板翘曲、焊盘破坏、走线偏差、钎焊错位等，也是造成返修的成分。
返修可采取手工工具，半自动扮装备和自动扮装备等。返修工具的浸染是通过熔化在元件引线与焊盘连接处的焊料将元件移开以及将元件重新贴装。但大多数情形下，手工工具和半自动扮装备比较实用，最好的设备并不虞味着最佳的返修效果，它还取决于返修操作职员的技艺。
常日利用电烙铁返修表面组装元件是行不通的，这是由于表面组装元器件可靠近性差，焊盘和引线小的缘故。而且由于表面组装器件焊点多，返修时务必同步进行，但是相对付通孔元件来说，其基本事理是相同的。
须要指出的是在选择返修工具/设备时，除了考虑它的通用性和可靠性以外，必须考虑被返修板子和元器件的类型，如多层板，陶瓷芯片电容，高敏感QFP会哀求返修设备本身具有预热功能和视觉系统。另一个值得考虑的是印制板的尺寸、走线与元器件之间的间隔。如果工具/设备不能知足板子的技能哀求，它对组装者来说是无用的。
可靠性：CCGA > CBGA
湿润敏感度：CCGA < CBGA
功率耗散：CCGA > CBGA
1、PBGA（PLASTICBALL GRID ARRAY）塑料封装BGA
其优点是：
①和环氧树脂电路板热匹配好。
②焊球参与了回流焊接时焊点的形成，对焊球哀求宽松。
③贴装时可以通过封装体边缘对中。
④本钱低。
⑤电性能好。
其缺陷是：对湿气敏感以及焊球面阵的密度比CBGA低
2、CBGA（CERAMIC BGA）陶瓷封装BGA
其优点是：
①封装组件的可靠性高。
②共面性好，焊点形成随意马虎，但焊点不平行度交差。
③对湿气不敏感。
④封装密度高。
其缺陷是：
①由于热膨胀系数不同，和环氧板的热匹配差，焊点疲倦是紧张的失落效形式。
②焊球在封装体边缘对准困难。
③封装本钱高。
3、TBGA（TAPEBGA）带载BGA
其优点是：
①只管在芯片连接中局部存在应力，当总体上同环氧板的热匹配较好。
②贴装是可以通过封装体边缘对准。
③是最为经济的封装形式。
其缺陷是：
①对湿气敏感。
②对热敏感。
③不同材料的多元回合对可靠性产生不利的影响。BGA在电子产品中已有广泛的运用，但实际生产运用中，以PBGA居多。PBGA最大的缺陷是对湿气敏感，如果PBGA吸潮后，在焊接中PBGA极易产生“爆米花”征象，从而导致PBGA失落效。在很多的文献中有很多提高BGA制程质量的文章，在此我们仅针对PBGA对湿气敏感的缺陷，谈论在实际生产过程的干系工艺环节中防止PBGA因吸潮而失落效的方法。
一、PBGA的验收和贮存
PBGA属于湿敏性元件，出厂时均是采取真空包装，但在运输周转过程中很随意马虎毁坏其真空包装，导致元件受潮和焊点氧化，因此在元件入厂验收时，必须将元件的包装状态作为考验项目，严格将真空和非真空包装的元件区分开，真空包装的元件按照其贮存哀求进行贮存，并在保质期内利用，非真空的元件该当放入低湿柜中按哀求进行贮存，防止PBGA吸潮和引脚的氧化。同时按“前辈先出”的原则进行掌握，只管即便降落元件的贮存风险。
二、PBGA的除湿办法的选择
受潮的PBGA在上线生产前要进行除湿处理。BGA的除湿常日有低温除湿和高温除湿两种，低温除湿是采取低湿柜除湿，除湿比较费时，常日在5%的湿度条件下，须要192小时，高温除湿是采取烘箱除湿，除湿韶光比较短，常日在125摄氏度的条件下，须要4小时。在实际的生产中，对那些非真空包装的元件进行高温除湿后，放入低湿柜中贮存，以缩短除湿的周期。对湿度卡显示湿润度超标的PBGA建议采取低温除湿，而不采取高温除湿，由于高温除湿的温度较高（大于100摄氏度）而且速率快，如果元件湿度较高，会由于水分的急匆匆气化而导致元件失落效。
三、PBGA在生产现场的掌握
PBGA在生产现场利用时，真空包装的元件拆封后，必须交叉检讨包装的湿度卡，湿度卡上的湿度标示超标时，不得直策应用，必须进行除湿处理后方可利用。生产现场领用非真空包装的元件时，必须检讨该料的湿度跟踪卡，以确认该料的湿度状态，无湿度跟踪卡的非真空包装的元件不得利用。同时严格掌握PBGA在现场的利用韶光和利用环境，利用环境该当掌握在25摄氏度旁边，湿度掌握在40-60%之内，PBGA现场的利用韶光应掌握在24小时以内，超出24小时的PBGA必须重新进行除湿处理
四、PBGA的返修
BGA返修常日采取BGA返修台（BGArework station）。生产现场返修装贴有PBGA的PCBA，如果放置韶光比较长，PBGA易吸潮，PBGA的湿度状态也很难判断，因此PBGA在拆除之前，必须将装PBGA的PCBA进行除湿处理，避免元件在拆除中失落效报废，使BGA的置球和重新装置变得徒劳。
当然，在SMT的制程中导致BGA失落效的工艺环节和缘故原由很多，比如ESD、回流焊接等等，要想降落SMT制程中BGA的失落效，须要在多方面进行全面掌握。对付PBGA而言，与元件吸潮干系的工艺环节在实际生产中每每被忽略，而且涌现问题比较暗藏，每每给我们改进制程、提高制程质量造成了很多障碍，因此针对PBGA对湿气敏感的缺陷，在生产制程中，从以上几个方面动手，针对性的采纳有效应对方法，可以更好地减少PBGA的失落效，提高PBGA的制程质量，降落生产本钱
作者先容：史建卫（1979-），男，哈尔滨工业大学硕士研究生，紧张从事SMT工艺与设备方面的研究
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