關(guān)于BGA芯片可焊性問題

創(chuàng)建時(shí)間：2023-04-26 19:16:54

BGA是一種芯片封裝的類型，英文 (Ball Grid Array)的簡稱。封裝引腳為球狀柵格陣列在封裝底部，引腳都成球狀并排列成一個(gè)類似于格子的圖案，由此命名為BGA。

主板控制芯片諸多采用此類封裝技術(shù)，材料多為陶瓷。采用BGA技術(shù)封裝的內(nèi)存，可以使內(nèi)存在體積不變的情況下，內(nèi)存容量提高兩到三倍，BGA與TSOP相比，具有更小體積，更好的散熱性能和電性能。

一、BGA封裝焊盤走線設(shè)計(jì)

1、BGA焊盤間走線

設(shè)計(jì)時(shí)BGA焊盤間距小于10mil，兩個(gè)BGA中間不可走線，因?yàn)樽呔€的線寬間距都超出生產(chǎn)的工藝能力。如果要走線只能減小BGA焊盤，在制作生產(chǎn)稿時(shí)保證間距足夠會削BGA焊盤，焊盤被削成異形的在后續(xù)焊接可能導(dǎo)致焊接位置不準(zhǔn)確。

2、盤中孔樹脂塞孔電鍍填平

當(dāng)BGA封裝的焊盤間距小，無法出線時(shí)需設(shè)計(jì)盤中孔，就是把孔打在焊盤上面從內(nèi)層走線，或者底層走線。這時(shí)的盤中孔需要樹脂塞孔電鍍填平。如果盤中孔不采取樹脂塞孔工藝，焊接時(shí)會導(dǎo)致焊接不良，因?yàn)楹副P中間有孔焊接面積少，并且孔里面還會漏錫。

3、BGA區(qū)域過孔塞孔

BGA焊盤區(qū)域的過孔一般都需要塞孔，樣板的話考慮到成本以及生產(chǎn)難易度，基本過孔都是蓋油。塞孔方式選擇的是油墨塞孔，塞孔的好處可以防止孔內(nèi)有異物或者保護(hù)過孔的使用壽命。再者是在SMT貼片過回流焊時(shí)過孔冒錫造成另一面開短路。

4、盤中孔、HDI設(shè)計(jì)

引腳間距比較小BGA芯片，當(dāng)超出工藝制成引腳焊盤無法出線時(shí)，建議直接設(shè)計(jì)盤中孔。例如手機(jī)板的BGA芯片比較小，引腳很多、引腳的間距小無法從引腳中間走線。只能采取HDI盲埋孔布線方式設(shè)計(jì)PCB，BGA焊盤上面打盤中孔，內(nèi)層打埋孔，在內(nèi)層布線導(dǎo)通。

二、BGA焊接工藝品質(zhì)

1、印刷焊膏

焊膏印刷其目的是將適量的錫膏均勻的施加在PCB的焊盤上，以保證貼片元器件與PCB相對應(yīng)的焊盤再回流焊接時(shí)，達(dá)到良好的電氣連接，并具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度。印刷錫膏我們需要制作鋼網(wǎng)。錫膏通過各焊盤在鋼網(wǎng)上對應(yīng)的開孔，在刮刀的作用下將錫均勻的涂覆在各焊盤上，以達(dá)到良好焊接的目前。

2、器件放置

器件放置就是貼片，是用貼裝機(jī)將片式元器件準(zhǔn)確的貼裝到印好錫膏或貼片膠的PCB表面相應(yīng)的位置。高速貼片機(jī)，適用于貼裝小型大量的組件:如電容，電阻等，也可貼裝一些IC組件。泛用貼片機(jī)，適用于貼裝異性的或精密度高的組件:如QFP，BGA，SOT，SOP，PLCC等。

3、回流焊接

回流焊是通過熔化電路板焊盤上的錫膏，實(shí)現(xiàn)表面組裝元器件焊端與PCB焊盤之間機(jī)械與電氣連接，形成電氣回路?；亓骱缸鳛镾MT生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序，合理的溫度曲線設(shè)置是保證回流焊質(zhì)量的關(guān)鍵。不恰當(dāng)?shù)臏囟惹€會使PCB板出現(xiàn)焊接不全、虛焊、元件翹立、焊錫球過多等焊接缺陷，影響產(chǎn)品質(zhì)量。

4、X-Ray檢查

X-Ray幾乎可以檢查全部的工藝缺陷。通過X-Ray的透視特點(diǎn)，檢查焊點(diǎn)的形狀，和電腦庫里標(biāo)準(zhǔn)的形狀比較，來判斷焊點(diǎn)的質(zhì)量。尤其對BGA，DCA元件的焊點(diǎn)檢查，作用不可替代。無須測試模具，缺點(diǎn)是價(jià)格目前相當(dāng)昂貴。

三、BGA焊接不良原因

1、BGA焊盤孔未處理

BGA焊接的焊盤上有孔，在焊接過程中球會與焊料一起丟失，由于PCB生產(chǎn)中缺乏電阻焊接工藝，焊錫和焊球會通過靠近焊板的孔而流失，從而導(dǎo)致焊球流失。

2、焊盤大小不一

BGA焊接的焊盤大小不一會影響焊接的品質(zhì)良率，BGA焊盤的出線應(yīng)不超過焊盤直徑的50%，動力焊盤的出線應(yīng)不小于0.1mm，然后可以加粗。為防止焊接盤變形，焊接阻擋窗不得大于0.05mm，銅面上的開窗應(yīng)跟線路PAD一樣大，否則BGA焊盤做出來大小不一。

四、華秋DFM關(guān)于BGA芯片焊接解決方案

1、封裝的盤中孔

華秋DFM一鍵分析，檢測設(shè)計(jì)文件是否存在盤中孔，提示設(shè)計(jì)工程師存在盤中孔是否需要修改文件不做盤中孔設(shè)計(jì)，因?yàn)楸P中孔制造成本非常高，如能把盤中孔改為普通孔可減少產(chǎn)品的成本。同時(shí)也提醒制造板廠，有設(shè)計(jì)盤中孔需做樹脂塞孔走盤中孔生產(chǎn)工藝。