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隨著封裝技術(shù)的不斷發(fā)展和用戶需求的不斷提升，BGA封裝器件正朝著密間距、微型 化方向發(fā)展，現(xiàn)在通常使用的BGA間距已經(jīng)達(dá)到04Pitch，再小的已經(jīng)達(dá)到了 0.3Pitch。特 別是無(wú)鉛制程的引入，給電子貼裝工藝帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。BGA元件在回流焊接過(guò)程一直是 難以掌控的因素。針對(duì)BGA在無(wú)鉛回流焊接中出現(xiàn)虛焊的主要原因進(jìn)行進(jìn)一步的分析并提 出幾點(diǎn)

控制方法：

1回流爐的焊接溫度曲線設(shè)定

爐溫曲線的設(shè)定是保證焊接質(zhì)量的根本所在，溫度曲線的控制點(diǎn)主要是預(yù)熱階段、浸 潤(rùn)階段、回流階段和冷卻階段四個(gè)主要方面決定的；預(yù)熱溫度過(guò)高時(shí)間過(guò)長(zhǎng)造成焊膏中助 焊劑過(guò)早揮發(fā)，導(dǎo)致在回流過(guò)程助焊劑不足導(dǎo)致的虛焊；另外在回流區(qū)間峰值溫度低或者 回流時(shí)間短也是造成BGA虛焊的主要原因。

控制方法：

1） 由于錫膏本身的成分決定了它的活化溫度和熔點(diǎn)，所以一般情況是依據(jù)錫膏廠商 推薦的溫度曲線進(jìn)行回流爐溫度設(shè)置；

2） 根據(jù)BGA元件大小、密度及PCB材質(zhì)厚度、尺寸和重量來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的更改；

3） 爐溫推薦設(shè)置：

▲預(yù)熱階段

在這一段時(shí)間內(nèi)使PCB均勻受熱，并刺激助焊劑活性。一般升溫的速度不要過(guò)快，升 溫速度盡量控制在3 °C/s以下，較理想的升溫速度為2 °C/so時(shí)間控制在60?90s之間。 ▲浸潤(rùn)階段

這一階段助焊劑開(kāi)始揮發(fā)。溫度在150?180 °C之間應(yīng)保持80?110 s，以便助焊劑能 夠充分發(fā)揮其作用。升溫的速度一般在0.3?0.50 °C/s。

▲回流階段

這一階段的溫度已經(jīng)超過(guò)焊膏的溶點(diǎn)溫度，焊膏溶化成液體，元器件引腳上錫。該階 段中溫度在220 °C以上的時(shí)間應(yīng)控制在50-60 s之間。如果時(shí)間太短或過(guò)長(zhǎng)都會(huì)造成焊接 的質(zhì)量問(wèn)題。峰值溫度控制在235?245 °C，時(shí)間不低于10 s,這樣可以增加錫膏熔融態(tài)時(shí) 間，有利于錫膏焊接。

▲冷卻階段

這一階段焊膏開(kāi)始凝固，元器件被固定在線路板上。同樣的是降溫的速度也不能夠過(guò) 快，一般控制在4 °C/s以下，較理想的降溫速度為3 °C/so由于過(guò)快的降溫速度會(huì)造成線

路板產(chǎn)生冷變形，它會(huì)引起B(yǎng)GA外圈引腳的虛焊。 以下為爐溫曲線示意圖：

2 BGA元件焊球和PCB焊盤(pán)的可焊性：

生產(chǎn)前BGA焊球和PCB焊盤(pán)如果有氧化現(xiàn)象，會(huì)造成焊接浸潤(rùn)不良和虛焊，對(duì)焊接 的可靠性造成極大的隱患。

控制方法：

4）首先從BGA和PCB的源頭開(kāi)始控制，選擇資質(zhì)較好的供應(yīng)商并做好入庫(kù)檢驗(yàn)工 作，確保氧化的物料和PCB不能投入產(chǎn)線；

5）在貼片過(guò)程中常常會(huì)遇到元器件的包裝被打開(kāi)后無(wú)法在相應(yīng)的時(shí)間內(nèi)使用完畢， 而且暴露的時(shí)間超過(guò)了濕敏元件濕度敏感等級(jí)規(guī)定的時(shí)間，那么在下一次使用之前為了使 元器件具有良好的可焊性，我們建議對(duì)BGA元件進(jìn)行烘烤。烘烤條件:溫度為125 °C（REAL 物料另議），相對(duì)相濕度＜60% RH。根據(jù)封裝厚度和濕敏等級(jí)定制相應(yīng)的烘烤溫度和時(shí)間。

6）根據(jù)MSD的濕度敏感性分級(jí)和車間壽命（Floor life）推薦如下烘烤時(shí)間表：

3印制板的焊盤(pán)設(shè)計(jì)及焊盤(pán)的質(zhì)量；

印制板BGA焊盤(pán)綠油比焊盤(pán)開(kāi)窗小、焊盤(pán)盲孔未填平導(dǎo)致BGA焊盤(pán)塌陷、內(nèi)層埋孔 未填導(dǎo)致會(huì)造成元件虛焊。

控制方法：

1） 根據(jù)各種元器件焊點(diǎn)結(jié)構(gòu)分析，為了滿足焊點(diǎn)的焊接可靠性，PCB焊盤(pán)設(shè)計(jì)應(yīng)確 保元件焊球與焊盤(pán)有匹配的尺寸

2） 綠油開(kāi)窗比焊盤(pán)小導(dǎo)致焊盤(pán)面積小或綠油高度比焊盤(pán)高都可能導(dǎo)致焊接虛焊，焊 盤(pán)過(guò)大或過(guò)小都會(huì)產(chǎn)生焊接缺陷，過(guò)大會(huì)造成連錫不良，而過(guò)小則會(huì)造成虛焊不良；阻焊 層在焊盤(pán)上，焊盤(pán)銅箔直徑比阻焊開(kāi)孔直徑大。

3）—般PCB要求表面銅厚是20?48 um,OSP焊盤(pán)上的主要成分是由ENTEKPLUS HT藥水生成的一層致密的有機(jī)保焊膜，起到維持銅面的平整性并防止銅面氧化的作用，膜

下面是銅，如裸露在空氣中，焊盤(pán)表面可能有少量的c、0元素但不會(huì)影響焊接質(zhì)量。

4焊膏的質(zhì)量。

錫膏用量首先與錫膏質(zhì)量有關(guān)，其次與鋼網(wǎng)開(kāi)孔尺寸和網(wǎng)板厚度都有至關(guān)重要的聯(lián)系。 其中任何一項(xiàng)的不良都會(huì)對(duì)焊接質(zhì)量產(chǎn)生很大的影響。

控制方法：

1）焊膏是由焊料粉和助焊劑均勻混合而成的膏狀焊料。其中焊料粉中錫與次要元素銀 和銅之間的冶金反應(yīng)是決定應(yīng)用溫度、固化機(jī)制以及機(jī)械性能的主要因素。銀和銅在合金 設(shè)計(jì)中的特定配方對(duì)得到合金的機(jī)械性能是關(guān)鍵的，但發(fā)現(xiàn)熔化溫度對(duì)0.5%?3.0%的銅和 3.1%?4.7%的銀的含量變化并不敏感；最佳合金成分95.4Sn/3.1Ag/1.5Cu，在216?217 °C 的熔化溫度下幾乎共晶。

焊膏助焊劑含活化劑、觸變劑、樹(shù)脂和溶劑等成分，具有去除銅膜及元件焊接部位氧 化物的功效同時(shí)可以降低錫、鉛表面張力的功效；調(diào)節(jié)焊膏的粘度以及印刷性中防止拖尾、 粘連的作用；加大錫膏的粘附性，保護(hù)和防止焊后PCB再度氧化，對(duì)元件固定起到重要的 作用。

品質(zhì)良好的錫膏質(zhì)量可以保證在連續(xù)印刷過(guò)程中錫膏粘度和觸變比不出現(xiàn)上升，并具 有穩(wěn)定的粘性（如下圖示

2) 保證焊膏在印刷過(guò)程中良好的脫模效果必須保證錫膏的粘度要求，需要設(shè)置合理的 存儲(chǔ)溫度、使用前需要對(duì)錫膏的回溫時(shí)間得到保證并進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁?/p>

3) 焊膏的顆粒太大對(duì)印刷不利，不容易脫模，一般在開(kāi)口方向5?7個(gè)焊球，垂直方 向3-4個(gè)焊球才能保證順利印刷。我們選擇錫膏的粒度一般與貼裝元件的大小和間距有關(guān)。 如果PCB上元件最小為0201和0.4 Pitch的元件，選擇4號(hào)粉的焊膏就可以了，如果是最 小為01005或0.35 Pitch的元件，最好選擇5號(hào)粉的焊膏，因?yàn)楹阜墼郊?xì)印刷的均勻性越好。

4) 焊膏在PCB板上殘留物必須具有長(zhǎng)期的電可靠性，所選擇焊膏的供應(yīng)商必須具有 足夠的支持能力，以便生產(chǎn)中出現(xiàn)問(wèn)題能夠快速解決。