电子百科 | BGA封装知多少

随着高密度电子技术的不断发展以及人们对电子产品在小体积、多功能、高性能、高密度等方面要求的提升，BGA器件越来越广泛地应用到电子产品中，我们在应用BGA封装的同时有必要对其进行详细的了解，以便更好地将BGA应用在更多的电子产品中，最终提高电子产品的可靠性。

什么是BGA封装

BGA是英文Ball Grid Array的缩写，中文翻译为球栅阵列封装，BGA封装产生于20世纪90年代，当时，随着芯片集成度不断提高，I/O引脚数相应增加，电子产品的功耗也不断增大，电子产业对集成电路封装的要求变得更加严格。为了满足电子产品轻、薄、短、小和功能多样化、生产绿色化等方面的需求，BGA封装开始应用于生产。

BGA封装的引脚隐藏在封装体下面，并且以圆形或柱状焊点形式通过阵列方式分布，这也就是球栅阵列名字的来源。BGA封装的引脚变短了，但密度变高了，电性能、散热性能都得到了巨大的提升，体积反而变小了。

BGA封装的优点和缺点

  BGA封装的优点：

    • 组装成品率提高
    • 电热性能改善
    • 体积、质量减小
    • 寄生参数减小
    • 信号传输延迟小
    • 使用频率提升
    • 产品可靠性高

 

  BGA封装的缺点：

    ×焊接后检验需要通过X射线
    ×电子生产成本增加
    ×返修成本增加

BGA封装器件焊接工艺

BGA封装器件由于其特点对焊接提出了不小的挑战，再加上BGA封装器件的焊接缺陷检查限制和返修困难，BGA封装器件的焊接技术需要特别注意，保障产品的高可靠性。BGA封装器件的焊接工艺需要从钢网、锡膏、焊接温度设置和焊接后检查几个角度入手。

  a. 钢网

    在焊接BGA封装器件的时候，钢网的厚度需要特别留意。通常，钢网的厚度为0.15mm，但当钢网应用于BGA封装器件焊接的时候，因为BGA器件的焊点就是焊锡，会随着温度的上升不断融化，那么0.15mm厚的钢网很有可能造成连锡。应适当控制钢网的厚度，根据迅得组装生产经验，厚度为0.12mm的钢网对于BGA器件来说特别合适，同时，增大钢网开口面积，这样不但解决了BGA封装元器件的锡膏过多问题，也能保证其他料件的焊接质量。

  b. 锡膏
     BGA封装元器件的引脚间距比较小，而且间距随着技术的提升会越来越小，如果锡膏的金属颗粒过大，也会引起连锡效应。所以，在选择锡膏的时候，要特别注意BGA封装器件的需求，选用金属颗粒较小的锡膏，并且在量产前要多进行试产，最终找到最合适的锡膏。同时，锡膏的取用也要严格按照常规要求，使用前要低温保存，开盖前要在室温环境下回温，一旦开盖，就要在规定时间内使用完毕。

  

  c. 焊接温度设置
    在SMT贴片组装过程中，通常使用回流焊接，回流焊炉内包含四个温区：预热区、温升区、回流区和冷却区。在为BGA封装器件进行焊接之前，要科学设置各区域温度，并且要采用热电偶探头测试焊点附近的温度。同时，需要注意，BGA的锡球是无铅的，其余元器件时有铅的，这时在温度设置方面要严格计算，既可以满足无铅和有铅焊接的需求，又不会造成缺陷的产生。

  d. 焊接后检验
    如上文所说，BGA封装器件的焊点由于在封装体下面，目检很难看出，但是目检仍然能够帮助判断元件是否有偏移，极性是否正确，因此，要充分利用目检对BGA封装器件的焊接情况进行检验，有利于避免BGA器件的一些表面焊接缺陷。