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影响BGA焊接质量的因素有哪些?

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如今,BGA(球栅阵列)封装技术越来越多地应用在电子产品中,已经成为IC芯片普遍采用的封装形式。大到工业控制产品、计算机主板,小到玩具、可穿戴设备,无不镶嵌着BGA的身影。

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BGA能够在电子产品中得到广泛应用,得益于其小体积、轻重量、高性能的优点。不过,BGA一旦在SMT贴片组装过程中焊接不良,就会严重影响电子产品的品质,严重时甚至会产生报废。

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因此,我们有必要充分了解影响BGA焊接质量的因素,这样才能有针对性地优化SMT贴片加工流程,提高BGA焊接质量,最终提升电子产品的可靠性。

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BGA焊接原理

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BGA是通过底部焊锡球来完成与电路板的连接得,这样能够极大地提高器件的I/O数,有利于缩短信号传输路径,散热性能良好。而且,由于引线长度较短,频率特性也得到了有效提升。 

 

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BGA贴装流程主要包含以下步骤: copyright:pcba-smt.cn

 

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1. 烘烤

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  并不是所有的BGA器件都需要烘烤,要首先根据BGA包装说明确定是否需要烘烤。大多数BGA都属于湿敏元器件,包装袋内往往包含湿敏指示卡,变色的湿敏元器件会指示操作人员对BGA器件进行适度烘烤,保证其焊接质量。 

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2. 锡膏印刷 copyright:pcba-smt.cn

  BGA准备好后,通过锡膏印刷机将锡膏印刷到PCB上的BGA焊盘上,对于锡膏印刷质量,可以通过SPI进行检测。

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3. 贴片 https://www.pcba-smt.cn/

  BGA器件通过真空吸嘴完成贴片,使BGA器件底部与PCB焊盘完全重合。 copyright:pcba-smt.cn

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4. 回流焊 内容来自:www.pcba-smt.cn

  BGA的焊锡球,成分通常为63Sn和37Pb,熔化温度在183℃左右,直径为0.75mm,经过高温回流焊接之后,焊锡球的高度会降低到0.41mm到0.46mm,待温度冷却后,BGA器件就被牢固地固定在PCB焊盘上。 copyright:pcba-smt.cn

  

5. 检验 https://www.pcba-smt.cn/

  由于BGA结构的特殊性,无法直接使用肉眼进行焊接检验,只能借助于AOI和X射线检测,确定是否存在桥连、焊接空洞、冷焊等缺陷。

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影响BGA焊接质量的因素

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• PCB设计

因为电路板的线路是通过显影曝光工艺形成的,全部线路均匀分布几乎是不可能的,这样就造成了电路板上不同位置的含铜量不尽相同,紧接着造成的结果就是印制电路板上不同区域的吸热能力不同,线路密集的区域自然吸收更多的热量。因此,在进行PCB设计时,BGA不能放置在高密度的线路区域,或者较大的铜片周围,也不能放置在有切割的区域或者PCB对角线位置。
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• PCB质量

影响PCB质量的因素有很多,可以说,PCB的每个环节的生产质量都对PCB板的可靠性有直接或间接的影响。不过,影响BGA焊接质量的主要因素是油墨处理。BGA焊盘周围的油墨必须均匀分布,否则会导致电路或者焊料短路,而且,不均匀的油墨还会导致通孔塞孔不良,因此,要想保证BGA焊接质量,必须采购高质量的PCB电路板。

• BGA器件
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BGA器件的包装与储存对BGA焊接质量起到了关键的作用。BGA器件应采用真空包装,避免BGA器件焊球发生氧化,器件受潮。焊球氧化和器件受潮通常会导致器件在高温的环境中发生形变,致使BGA器件出现焊接不良。BGA器件储存也要严格控制温度和湿度,防止器件受潮,避免出现焊接不良。
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• 工艺技术

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BGA焊接质量与贴片工艺技术息息相关,锡膏印刷是贴片加工的技术基础。因此,高质量的锡膏印刷有利于贴片加工的顺利完成,焊膏印刷面临的厚度不足、拉尖、漏印等问题都会造成BGA焊接不良。另外,贴片过程中的技术控制也特别重要,能够避免发生器件偏移、极性反转或夹件等缺陷。

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