電子百科 | BGA封裝知多少

隨著高密度電子技術的不斷發(fā)展以及人們對電子產(chǎn)品在小體積、多功能、高性能、高密度等方面要求的提升，BGA器件越來越廣泛地應用到電子產(chǎn)品中，我們在應用BGA封裝的同時有必要對其進行詳細的了解，以便更好地將BGA應用在更多的電子產(chǎn)品中，最終提高電子產(chǎn)品的可靠性。

什么是BGA封裝

BGA是英文Ball Grid Array的縮寫，中文翻譯為球柵陣列封裝，BGA封裝產(chǎn)生于20世紀90年代，當時，隨著芯片集成度不斷提高，I/O引腳數(shù)相應增加，電子產(chǎn)品的功耗也不斷增大，電子產(chǎn)業(yè)對集成電路封裝的要求變得更加嚴格。為了滿足電子產(chǎn)品輕、薄、短、小和功能多樣化、生產(chǎn)綠色化等方面的需求，BGA封裝開始應用于生產(chǎn)。

BGA封裝的引腳隱藏在封裝體下面，并且以圓形或柱狀焊點形式通過陣列方式分布，這也就是球柵陣列名字的來源。BGA封裝的引腳變短了，但密度變高了，電性能、散熱性能都得到了巨大的提升，體積反而變小了。

BGA封裝的優(yōu)點和缺點

  BGA封裝的優(yōu)點：

    ? 組裝成品率提高
    ? 電熱性能改善
    ? 體積、質(zhì)量減小
    ? 寄生參數(shù)減小
    ? 信號傳輸延遲小
    ? 使用頻率提升
    ? 產(chǎn)品可靠性高

 

  BGA封裝的缺點：

    ×焊接后檢驗需要通過X射線
    ×電子生產(chǎn)成本增加
    ×返修成本增加

BGA封裝器件焊接工藝

BGA封裝器件由于其特點對焊接提出了不小的挑戰(zhàn)，再加上BGA封裝器件的焊接缺陷檢查限制和返修困難，BGA封裝器件的焊接技術需要特別注意，保障產(chǎn)品的高可靠性。BGA封裝器件的焊接工藝需要從鋼網(wǎng)、錫膏、焊接溫度設置和焊接后檢查幾個角度入手。

  a. 鋼網(wǎng)

    在焊接BGA封裝器件的時候，鋼網(wǎng)的厚度需要特別留意。通常，鋼網(wǎng)的厚度為0.15mm，但當鋼網(wǎng)應用于BGA封裝器件焊接的時候，因為BGA器件的焊點就是焊錫，會隨著溫度的上升不斷融化，那么0.15mm厚的鋼網(wǎng)很有可能造成連錫。應適當控制鋼網(wǎng)的厚度，根據(jù)迅得組裝生產(chǎn)經(jīng)驗，厚度為0.12mm的鋼網(wǎng)對于BGA器件來說特別合適，同時，增大鋼網(wǎng)開口面積，這樣不但解決了BGA封裝元器件的錫膏過多問題，也能保證其他料件的焊接質(zhì)量。

  b. 錫膏
     BGA封裝元器件的引腳間距比較小，而且間距隨著技術的提升會越來越小，如果錫膏的金屬顆粒過大，也會引起連錫效應。所以，在選擇錫膏的時候，要特別注意BGA封裝器件的需求，選用金屬顆粒較小的錫膏，并且在量產(chǎn)前要多進行試產(chǎn)，最終找到最合適的錫膏。同時，錫膏的取用也要嚴格按照常規(guī)要求，使用前要低溫保存，開蓋前要在室溫環(huán)境下回溫，一旦開蓋，就要在規(guī)定時間內(nèi)使用完畢。

  

  c. 焊接溫度設置
    在SMT貼片組裝過程中，通常使用回流焊接，回流焊爐內(nèi)包含四個溫區(qū)：預熱區(qū)、溫升區(qū)、回流區(qū)和冷卻區(qū)。在為BGA封裝器件進行焊接之前，要科學設置各區(qū)域溫度，并且要采用熱電偶探頭測試焊點附近的溫度。同時，需要注意，BGA的錫球是無鉛的，其余元器件時有鉛的，這時在溫度設置方面要嚴格計算，既可以滿足無鉛和有鉛焊接的需求，又不會造成缺陷的產(chǎn)生。

  d. 焊接后檢驗
    如上文所說，BGA封裝器件的焊點由于在封裝體下面，目檢很難看出，但是目檢仍然能夠幫助判斷元件是否有偏移，極性是否正確，因此，要充分利用目檢對BGA封裝器件的焊接情況進行檢驗，有利于避免BGA器件的一些表面焊接缺陷。