基本介紹
- 中文名：焊球陣列封裝
- 外文名：Ball Grid Array
- 簡稱：BGA
- 開發公司：Kingmax
- 專利技術：TinyBGA
- 開發時間：1998年8月
- 特點：小、輕、高性能
BGA簡介,結構特點,工藝簡介,普通返修,BGA返修,植球工藝,質量控制,技術簡介,存在問題,檢測方式,常見缺陷,結束語,主要工藝,維修設備,BGA處理,
BGA簡介
在當今資訊時代，隨著電子工業的迅猛發展，計算機、行動電話等產品日益普及。人們對電子產品的功能要求越來越多、對性能要求越來越強，而體積要求卻越來越小、重量要求越來越輕。這就促使電子產品向多功能、高性能和小型化、輕型化方向發展。為實現這一目標，IC晶片的特徵尺寸就要越來越小，複雜程度不斷增加，於是，電路的I/O數就會越來越多，封裝的I/O密度就會不斷增加。為了適應這一發展要求，一些先進的高密度封裝技術應運而生，BGA封裝技術就是其中之一。
BGA封裝出現於90年代初期，現已發展成為一項成熟的高密度封裝技術。在半導體IC的所有封裝類型中，1996～2001年這5年期間，BGA封裝的增長速度最快。在1999年，BGA的產量約為10億隻。但是，到目前為止，該技術僅限於高密度、高性能器件的封裝，而且該技術仍朝著細節距、高I/O端數方向發展。BGA封裝技術主要適用於PC晶片組、微處理器/控制器、ASIC、門陣、存儲器、DSP、PDA、PLD等器件的封裝。
結構特點
按封裝材料的不同，BGA元器件主要有以下幾種：
PBGA（plastic BGA,塑膠封裝的BGA）；CBGA（ceramic BGA，陶瓷封裝的BGA）；CCBGA（ceramic column BGA，陶瓷柱狀封裝的BGA）；TBGA（tape BGA,載帶狀封裝的BGA）；CSP（chip scale package或μBGA）
PBGA（塑膠焊球陣列）封裝
PBGA（Plastic Ball Grid Array）,它採用BT 樹脂/玻璃層壓板作為基板，以塑膠(環氧模塑混合物)作為密封材料，焊球可分為有鉛焊料（63Sn37Pb、62Sn36Pb2Ag）和無鉛焊料（Sn96.5Ag3Cu0.5），焊球和封裝體的連線不需要另外使用焊料。
有一些PBGA 封裝為腔體結構，分為腔體朝上和腔體朝下兩種。這種帶腔體的PBGA是為了增強其散熱性能，稱之為熱增強型BGA，簡稱EBGA，有的也稱之為CPBGA(腔體塑膠焊球數組).
PBGA 封裝的優點：
1、與 PCB 板的熱匹配性好。PBGA 結構中的BT 樹脂/玻璃層壓板的熱膨脹係數(CTE)約為14ppm/℃，PCB 板的約為17ppm/cC，兩種材料的CTE 比較接近，因而熱匹配性好；
2、在回流焊過程中可利用焊球的自對準作用，即熔融焊球的表面張力來達到焊球與焊盤的對準要求；
3、成本低；
4、電性能良好。
PBGA 封裝的缺點：
對濕氣敏感，不適用於有氣密性要求和可靠性要求高的器件的封裝。
CBGA（陶瓷焊球陣列）封裝
CBGA（Ceramic Ball Grid Array）在BGA 封裝系列中的歷史最長。它的基板是多層陶瓷，金屬蓋板用密封焊料焊接在基板上，用以保護晶片、引線及焊盤。焊球材料為高溫共晶焊料10Sn90Pb，焊球和封裝體的連線需使用低溫共晶焊料63Sn37Pb。
CBGA 封裝的優點如下：
1、氣密性好，抗濕氣性能高，因而封裝組件的長期可靠性高；
2、與 PBGA 器件相比，電絕緣特性更好；
3、與 PBGA 器件相比，封裝密度更高；
4、散熱性能優於 PBGA 結構。
CBGA 封裝的缺點如下：
1、由於陶瓷基板和 PCB 板的熱膨脹係數(CTE)相差較大，因此熱匹配性差，焊點疲勞是其主要的失效形式；
2、與 PBGA 器件相比，封裝成本高；
3、在封裝體邊緣的焊球對準難度增加。
TBGA(載帶型焊球數組)封裝
TBGA（Tape Ball Grid Array） 是一種有腔體結構，TBGA 封裝的晶片與基板互連方式有兩種：倒裝焊鍵合和引線鍵合。晶片倒裝鍵合在多層布線柔性載帶上；用作電路I/O 端的周邊數組焊料球安裝在柔性載帶下面；它的厚密封蓋板又是散熱器(熱沉)，同時還起到加固封裝體的作用，使柔性基片下面的焊料球具有較好的共面性。晶片粘結在芯腔的銅熱沉上；晶片焊盤與多層布線柔性載帶基片焊盤用鍵合引線實現互連；用密封劑將電路晶片、引線、柔性載帶焊盤包封(灌封或塗敷)起來。
TBGA 的優點如下：
1、 封裝體的柔性載帶和 PCB 板的熱匹配性能較好；
2、在回流焊過程中可利用焊球的自對準作用，印焊球的表面張力來達到焊球與焊盤的對準要求；
3、是最經濟的 BGA 封裝；
4、 散熱性能優於 PBGA 結構。
TBGA 的缺點如下：
1、對濕氣敏感；
2、不同材料的多級組合對可靠性產生不利的影響。
其他的BGA封裝類型
MCM-PBGA（Multiple chip module-PBGA），多晶片模組PBGA；
μBGA，微BGA，是一種晶片尺寸封裝；
SBGA（Stacked ball grid array），疊層BGA；
etBGA，最薄的BGA結構，封裝體高度為0.5mm，接近於晶片尺寸；
CTBGA、CVBGA（Thin and Very Thin Chip Array BGA），薄型、超薄型BGA；
工藝簡介
普通返修
普通SMD返修系統的原理：採用熱氣流聚集到表面組裝器件（SMD）的引腳和焊盤上，使焊點融化或使焊膏回流，以完成拆卸和焊接功能。
不同廠家返修系統的相異之處主要在於加熱源不同，或熱氣流方式不同，有的噴嘴使熱風在SMD的上方。從保護器件的角度考慮，應選擇氣流在PCB四周流動比較好，為防止PCB翹曲還要選擇具有對PCB進行預熱功能的返修系統。
BGA返修
使用HT996進行BGA的返修步驟：
1：拆卸BGA
把用烙鐵將PCB焊盤殘留的焊錫清理乾淨、平整，可採用拆焊編織帶和扁鏟形烙鐵頭進行清理，操作時注意不要損壞焊盤和阻焊膜。
用專用清洗劑將助焊劑殘留物清洗乾淨。
2：去潮處理
由於PBGA對潮氣敏感，因此在組裝之前要檢查器件是否受潮，對受
潮的器件進行去潮處理。
精密維修系統
精密維修系統3：印刷焊膏
因為表面組裝板上已經裝有其他元器件，因此必須採用BGA專用小模板，模板厚度與開口尺寸要根據球徑和球距確定，印刷完畢後必須檢查印刷質量，如不合格，必須將PCB清洗乾淨並涼乾後重新印刷。對於球距為0.4mm以下的CSP，可以不印焊膏，因此不需要加工返修用的模板，直接在PCB的焊盤上塗刷膏狀助焊劑。需要拆元件的PCB放到焊爐里，按下再流焊鍵，等機器按設定的程式走完，在溫度最高時按下進出鍵，用真空吸筆取下要拆下的元件，PCB板冷卻即可。
4：清洗焊盤
用烙鐵將PCB焊盤殘留的焊錫清理乾淨、平整，可採用拆焊編制帶和扁鏟形烙鐵頭進行清理，操作時注意不要損壞焊盤和阻焊膜。
5：去潮處理
由於PBGA對潮氣敏感，因此在組裝之前要檢查器件是否受潮，對受潮的器件進行去潮處理。
6：印刷焊膏
因為表面組裝板上已經裝有其他元器件，因此必須採用BGA專用小模板，模板厚度與開口尺寸要根據球徑和球距確定，印刷完畢後必須檢查印刷質量，如不合格，必須將PCB清洗乾淨並涼乾後重新印刷。對於球距為0.4mm以下的CSP，可以不印焊膏，因此不需要加工返修用的模板，直接在PCB的焊盤上塗刷膏狀助焊劑。
7：貼裝BGA
如果是新BGA，必須檢查是否受潮，如果已經受潮，應進行去潮處理後再貼裝。
拆下的BGA器件一般情況可以重複使用，但必須進行植球處理後才能使用。貼裝BGA器件的步驟如下：
A：將印好焊膏的表面組裝板放在工作檯上
B：選擇適當的吸嘴，打開真空泵。將BGA器件吸起來，BGA器件底部與PCB焊盤完全重合後將吸嘴向下移動，把BGA器件貼裝到PCB上，然後關閉真空泵。
8：再流焊接
設定焊接溫度可根據器件的尺寸，PCB的厚度等具體情況設定，BGA的焊接溫度與傳統SMD相比，要高出15度左右。
9：檢驗
把焊好的BGA的表面組裝板舉起來，對光平視BGA四周，觀察是否透光、BGA四周與PCB之間的距離是否一致、觀察焊膏是否完全融化、焊球的形狀是否端正、焊球塌陷程度等。
如果不透光，說明有橋接或焊球之間有焊料球；
如果焊球形狀不端正，有歪扭現象，說明溫度不夠，焊接不充分，焊料再流動時沒有充分的發揮自定位效應的作用；
焊球塌陷程度：塌陷程度與焊接溫度、焊膏量、焊盤大小有關。在焊盤設計合理的情況下，再流焊後BGA底部與PCB之間距離比焊前塌陷1/5-1/3屬於正常。如果焊球塌陷太大，說明溫度過高，容易發生橋接。
如果BGA四周與PCB之間的距離是不一致說明四周溫度不均勻。
植球工藝
1：去處BGA底部焊盤上的殘留焊錫並清洗
用烙鐵將PCB焊盤殘留的焊錫清理乾淨、平整，可採用拆焊編織帶和扁鏟形烙鐵頭進行清理，操作時注意不要損壞焊盤和阻焊膜。
用專用清洗劑將助焊劑殘留物清洗乾淨。
2：在BGA底部焊盤上印刷助焊劑
一般情況採用高沾度的助焊劑，起到粘接和助焊作用，應保證印刷後助焊劑圖形清晰、不漫流。有時也可以採用焊膏代替，採用焊膏時焊膏的金屬組分應與焊球的金屬組分相匹配。
印刷時採用BGA專用小模板，模板厚度與開口尺寸要根據球徑和球距確定，印刷完畢必須檢查印刷質量，如不合格，必須清洗後重新印刷。
3：選擇焊球
選擇焊球時要考慮焊球的材料和球徑的尺寸。目前PBGA焊球的焊膏材料一般都是63Sn/37Pb，與目前再流焊使用的材料是一致的，因此必須選擇與BGA器件焊球材料一致的焊球。
焊球尺寸的選擇也很重要，如果使用高粘度助焊劑，應選擇與BGA器件焊球相同直徑的焊球；如果使用焊膏，應選擇比BGA器件焊球直徑小一些的焊球。
4：植球
A) 採用植球器法
如果有植球器，選擇一塊與BGA焊盤匹配的模板，模板的開
口尺寸應比焊球直徑大0.05--0.1mm，將焊球均勻地撒在模板上，搖晃植球器，把多餘的焊球從模板上滾到植球器的焊球收集槽中，使模板表面恰好每個漏孔中保留一個焊球。
精密貼片焊接系統
精密貼片焊接系統把植球器放置在工作檯上，把印好助焊劑或焊膏的BGA器件吸在吸嘴上，按照貼裝BGA的方法進行對準，將吸嘴向下移動，把BGA器件貼裝到植球器模板表面的焊球上，然後將BGA器件吸起來，藉助助焊劑或焊膏的黏性將焊球粘在BGA器件相應的焊盤上。用鑷子夾住BGA器件的外框線，關閉真空泵，將BGA器件的焊球面向上放置在工作檯上，檢查有無缺少焊球的地方，若有，用鑷子補齊。
B) 採用模板法
把印好助焊劑或焊膏的BGA器件放置在工作檯上，助焊劑或焊膏面向上。準備一塊BGA焊盤匹配的模板，模板的開口尺寸應比焊球直徑大0.05～0.1㎜，把模板四周用墊塊架高，放置在印好助焊劑或焊膏的BGA器件上方，使模板與BGA之間的距離等於或略小於焊球的直徑，在顯微鏡下對準。將焊球均勻的撒在模板上，把多餘的焊球用鑷子撥（取）下來，使模板表面恰好每個漏孔中保留一個焊球。移開模板，檢查並補齊。
C）手工貼裝
把印好助焊劑或焊膏的BGA器件放置在工作檯上，助焊劑或焊膏面向上。如同貼片一樣用鑷子或吸筆將焊球逐個放好。
D） 刷適量焊膏法
加工模板時，將模板厚度加厚，並略放大模板的開口尺寸，將焊膏直接印刷在BGA的焊盤上。由於表面張力的作用，再流焊後形成焊料球。
5：再流焊接
進行再流焊處理，焊球就固定在BGA器件上了。
6：焊接後
完成植球工藝後，應將BGA器件清洗乾淨，並儘快進行貼裝和焊接，以防焊球氧化和器件受潮。
質量控制
SMT技術進入90年代以來，走向了成熟的階段，但隨著電子產品向便據式/小型化、網路化和多媒體化方向的迅速發展，對電子組裝技術提出了更高的要求，新的高密度組裝技術不斷湧現，其中BGA(Ball Grid Array球柵陣列封裝)就是一項已經進入實用化階段的高密度組裝技術。本文試圖就BGA器件的組裝特點以及焊點的質量控制作一介紹。
技術簡介
BGA技術的研究始於60年代，最早被美國IBM公司採用，但一直到90年代初，BGA 才真正進入實用化的階段。
在80年代，人們對電子電路小型化和I/O引線數提出了更高的要求。雖然SMT使電路組裝具有輕、薄、短、小的特點，對於具有高引線數的精細間距器件的引線間距以及引線共平面度也提出了更為嚴格的要求，但是由於受到加工精度、可生產性、成本和組裝工藝的制約，一般認為QFP(Quad Flat Pack 方型扁平封裝)器件間距的極限為0.3mm，這就大大限制了高密度組裝的發 展。另外，由於精細間距QFP器件對組裝工藝要求嚴格，使其套用受到了限制，為此美國一些公 司就把注意力放在開發和套用比QFP器件更優越的BGA器件上。
精細間距器件的局限性在於細引線易彎曲、質脆而易斷，對於引線間的共平面度和貼裝精度的要求很高。 BGA技術採用的是一種全新的設計思維方式，它採用將圓型或者柱狀點隱藏在封裝下面的結構，引線間距大、引線長度短。這樣，BGA就消除了精細間距器件中由於引線問題而引起的共平面度和翹曲的問題。
JEDEC(電子器件工程聯合會)(JC-11)的工業部門制定了BGA封裝的物理標準，BGA與QFD相比的最大優點是I/O引線間距大，已註冊的引線間距有1.0、1.27和1.5mm，而且目前正在推薦由1.27mm 和1.5mm間距的BGA取代0.4mm-0.5mm的精細間距器件。
BGA器件的結構可按焊點形狀分為兩類：球形焊點和校狀焊點。球形焊點包括陶瓷球柵陣列 CBGA(Ceramic Ball Grid Array)、載帶自動鍵合球柵陣列TBGA(Tape Automatec Ball Grid Array) 塑膠球柵陣列PBGA(Plastic Ball Array)。 CBGA、TBGA和PBGA是按封裝方式的不同而劃分的。柱 形焊點稱為CCGA(Ceramic Column Grid Array)。
BGA技術的出現是IC器件從四邊引線封裝到陣列焊點封裝的一大進步，它實現了器件更小、引線更多，以及優良的電性能，另外還有一些超過常規組裝技術的性能優勢。這些性能優勢包括高密度的I/O接口、良好的熱耗散性能，以及能夠使小型元器件具有較高的時鐘頻率。
由於BGA器件相對而言其間距較大，它在再流焊接過程中具有自動排列定位的能力，所以它比相類似的其它元器件，例如QFP，操作便捷，在組裝時具有高可靠性。據國外一些印刷電路板製造技術資料反映，BGA器件在使用常規的SMT工藝規程和設備進行組裝生產時，能夠始終如一地實現缺陷率小於20(PPM)，而與之相對應的器件，例如QFP，在組裝過程中所形成的產品缺陷率至少要超過其10倍。
綜上所述， BGA器件的性能和組裝優於常規的元器件，但是許多生產廠家仍然不願意投資開發大批量生產BGA器件的能力。究其原因主要是BGA器件焊接點的測試相當困難，不容易保證其質量和可靠性。
存在問題
目前，對以中等規模到大規模採用BGA器件進行電子組裝的廠商，主要是採用電子測試的方式來篩選BGA器件的焊接缺陷。在BGA器件裝配期間控制裝配工藝過程質量和鑑別缺陷的其它辦法，包括在焊劑漏印(Paste Screening)上取樣測試和使用X射線進行裝配後的最終檢驗，以及對電子測試的結果進行分析。
滿足對BGA器件電子測試的評定要求是一項極具挑戰性的技術，因為在BGA器件下面選定溯試點是困難的。在檢查和鑑別BGA器件的缺陷方面，電子測試通常是無能為力的，這在很大程度上增加了用於排除缺陷和返修時的費用支出。
據一家國際一流的計算機製造商反映，從印刷電路板裝配線上剔除的所有BGA器件中的50%以上，採用電子測試方式對其進行測試是失敗的，它們實際上並不存在缺陷，因而也就不應該被剔除掉。電子測試不能夠確定是否是BGA器件引起了測試的失效，但是它們卻因此而被剔除掉。對其相關界面的仔細研究能夠減少測試點和提高測試的準確性，但是這要求增加管芯級電路以提供所需的測試電路。
在檢測BGA器件缺陷過程中，電子測試僅能確認在BGA連線時，判斷導電電流是通還是斷?如果輔助於非物理焊接點測試，將有助於組裝工藝過程的改善和SPC(Statistical Process Control 統計工藝控制)。
BGA器件的組裝是一種基本的物理連線工藝過程。為了能夠確定和控制這樣一種工藝過程的質量，要求了解和測試影響其長期工作可靠性的物理因素，例如：焊料量、導線與焊盤的定位情況，以及潤濕性，否則試圖單單基於電子測試所產生的結果進行修改，令人格憂。
檢測方式
測試 BGA器件連線點的物理特性和確定如何才能始終如一地在裝配工藝過程中形成可靠連線的能力，在開始進行工藝過程研究期間顯得特別的重要。這些測試所提供的反饋信息影響到每個工藝過程的調整，或者要變動焊接點的參數。
物理測試能夠表明焊劑漏印的變化情況，以及BGA器件連線點在整個再流工藝過程中的情況，也可以表明在一塊板上所有BGA的情況，以及從一塊板到另一塊板的BGA情況。舉例來說，在再流焊接期間，極度的環境濕度伴隨著冷卻時間的變化，將在BGA焊接點的空隙數量和尺寸大小上迅速反映出來。在BGA器件生產好以後，大量的測試對於組裝過程控制而言仍然是關鍵，但是可以考慮降低檢查的深入程度。
可以用於對整個BGA器件組裝工藝過程進行精確測量和質量檢測的檢驗設備非常少，自動化的雷射檢測設備能夠在元器件貼裝前測試焊劑的塗覆情況，但是它們的速度緩慢，不能用來檢驗BGA器件焊接點的再流焊接質量。
目前許多生產廠商用於分析電子測試結果的X射線設備，也存在能否測試BGA器件焊接點再流焊特性的問題。採用X射線裝置，在焊盤層焊料的圖象是“陰影”，這是由於在焊接點焊料處在它上方的緣故。在不可拆(non-collapsible) BGA器件中，由於前置焊球的緣故，也會出現“陰影 ”現象。例如：當BGA中接觸點升浮在印刷電路板焊盤的上方，產生斷路現象時，由於前面的前置焊球使得確定這一現象顯得非常困難。
這是由於焊料或者前置焊球所引發的“陰影”效果限制了X射線設備的檢測工作，使之僅能粗略地反映BGA的工藝過程缺陷，例如：橋接現象。同時也影響到檢測邊緣部份的工藝缺陷，像焊料不足，或者由於污染引起的斷路現象。
僅有橫截面X射線檢測技術，例如:X射線分層法，能夠克服上述條件的制約。橫截面X射線檢測技術具有能夠查出隱藏的焊接點缺陷的能力，通過對焊盤層焊接點的聚焦，能夠揭示出BGA焊接點的連線情況。在同樣的情況下，採用X射線設各所獲得的圖像中，實際情況可能被隱藏掉了，從而不能夠反映出真實的情況。
焊料的數量以及它在連線點的分布情況，通過在BGA連線點的二個或更多個不同的高度 (例如：在印製電路板焊盤接觸面，在元器件接觸面，或者在元器件和印刷電路板之間的一半高度)所產生的橫截面圖像或者“水平切片”予以直接測量，再結契約類BGA連線點的多次切片測量，能夠有效地提供三維測試，可以在對BGA連線點不進行物理橫截面*作的情況下進行檢測。
根據BGA連線點的常規結構，在每個橫截面X射線圖像“切片”內，具體連線點的特徵被進行分離並予於以測量，從而提供定量的統計工藝控制(SPC)測量，SPC測量能夠用於追蹤過程偏移，以及將其特徵歸入對應的缺陷範疇。
超過三個圖像切片就能夠獲得不可拆BGA的焊接點情況，“印刷電路權焊料切片”中心定位於印刷電路板焊盤界面上，低共熔點焊料焊接輪廓內，“焊料球切片”中心定位引線焊球(lead solder ball)內，“元器件焊盤切片”中心定位於元器件界面的低共熔點焊料焊接輪廓線內。可拆卸BGA焊接點，通過兩個或者更少的圖像“切片”就可以反映其全部特徵，圖像“切片”中心可以定價於印刷電路板的焊盤界面處，也可以是在元器件界面處或者僅僅是在元器件和印刷電路板之間的一半位置處。
通過X射線分層法切片，在BGA焊接點處可以獲取如下四個基本的物理超試參數：
①焊接點中心的位置
焊接點中心在不同圖像切片中的相對位置，表明元器件在印刷電路扳焊盤上的定位情況。
②焊接點半徑
焊接點半徑測量表明在特定層面上焊接點中焊料的相應數量，在焊盤層的半徑測量表明在
焊劑漏印(PasteScreening)工藝過程中以及因焊盤污染所產生的任何變化，在球層(ball level)
的半徑測量表明跨越元器件或者印刷電路板的焊接點共面性問題。
③以焊接點為中心取若干個環線，測量每個環線上焊料的厚度
環厚度測量和它們的各種變化率，展示焊接點內的焊料分布情況，利用這些參數在辯別潤濕
狀況優劣和空隙存在情況時顯得特別的有效。
④焊接點形狀相對於圓環的誤差(也稱為圓度)
焊接點的圓度顯示焊料圍繞焊接點分布的勻稱情況，作為同一個園相比較，它反映與中心對準和潤濕的情況。
總的來說，上述測試所提供的信息數據，對於確定焊接點結構的完整姓，以及了解BGA裝配工藝實施過程中每個步驟的性能情況是非常重要的。掌握了這些在BGA組裝過程中所提供的信息和這些物理測試之間的相互關係，能夠用於防止位移現象的產生，另外可改善相關的工藝過程，以消除缺陷現象的產生。採用x射線分層法能夠反映 BGA組裝工藝過程中任何一個階段所發生的缺陷。
常見缺陷
4.1 不可拆BGA焊接點的斷路
不可拆BGA焊接點處所發生的斷路現象，通常是由於焊盤污染所引起的，由於焊料不能潤濕印刷電路板上的焊盤，它向上“爬”到焊料球一直到元器件界面上。如前面所敘，電子測試能夠確定斷路現象的存在，但是不能區別：這是由於焊盤污染所引起的呢?還是由於焊料漏印工藝過程控制不住所引起的？利用X射線設備進行測試，也不能揭示斷路現象，這是因為受到前置焊科球“陰影”的影響。
利用橫截面X射線檢測技術，能夠通過在焊盤層和元器件層中間獲取的圖像切片,辨別出這種由於污染所引起的斷路現象。由於污染所引起的斷路現象，會產生細小的焊盤半徑和較大的元器件半徑尺寸，所以可以利用元器件半徑和焊盤半徑的差異來區分斷路現象是否是由於污染引起的。由於焊料不足所引起的斷路現象其半徑之間的差異是非常小的，只有利用橫截面x射線檢測設備才能夠辯別出這一差異。
4.2 可拆卸BGA焊接中空隙
可拆卸BGA焊接中的空隙是由於流動的蒸汽被截留在低共熔點焊料焊接處所產生的。在可拆卸BGA焊接點處出現空隙是一種主要的缺陷現象。在再流焊接期間，由於空隙所產生的浮力影響集中作用在元器件的界面上，因此所涉及到的絕大數焊接點失效現象，也都發生在那裡。
所出現的空隙現象可以通過在實施再流焊接工藝過程期間進行預加熱，以及通過增加短暫的預熱時間和較低的預熱溫度予以消除。當空隙超過一定的尺寸大小、數量或者密度時可靠性將明顯降低，不過現在也有一種說法認為，不要對空隙予以限制，而是要加速其破裂擴散，使其早日失效並予以剔除。可拆卸BGA焊接中的空隙，可以通過在元器件層獲取的橫截面x射線圖像切片中清晰地農現出來。有些空隙在這些圖像內能夠被確定和測量，或者通過左DGA焊接點半徑處所產生的顯著增加現象而被間接地表現出來。
結束語
本文簡述了BGA器件的組裝特點以及其焊接點處的檢測。隨著BGA器件在電子產品中愈來愈受到廣泛的套用，能否製造出優質的BGA器件成為人們極關注的，也是BGA器件滿足當今市場需求所必須做到的。在減小BGA尺寸，簡化裝配工藝過程的同時，對改善BGA性能的要求也在同步地增加。由於在印刷電路板裝配線上BGA器件的數量顯著增加，這就要求我們能夠有效地評定BGA焊接點是否具有長期可靠性，而不僅僅滿足於確定電路是通還是斷。
通過橫截面x射線圖像的分析，能夠對BGA焊接點的質量情況提供定量的SPC測量。它能夠有效地降低缺陷串和改善整個裝配工藝過程。特別需要指出的是，使用橫截面X射線檢測能夠改善工藝過程和降低費用，以滿足大批量的生產要求，最終以電子產品的高可靠性來增強其市場競爭能力，取得更好的經濟效益。
主要工藝
對BGA下過孔塞孔主要採用工藝
①剷平前塞孔：適用於BGA塞孔處阻焊單面露出或部分露出，若兩種塞孔孔徑相差1.5mm時，則無論是否阻焊兩面覆蓋均採用此工藝；②阻焊塞孔：套用於BGA塞孔處阻焊兩面覆蓋的板；③整平前後的塞孔：用於厚銅箔板或其他特殊需要的板。所塞鑽孔尺寸有：0.25、0.30、0.35、0.40、0.45、0.50、0.55mm共7種。
維修設備
IR視頻BGA返修台
IR型返修台
精密貼片焊接系統
精密維修系統
BGA光學返修台
BGA處理
一、外層線路BGA處的製作：
在客戶資料未作處理前，先對其進行全面了解，BGA的規格、客戶設計焊盤的大小、陣列情況、BGA下過孔的大小、孔到BGA焊盤的距離，銅厚要求為1~1.5盎司的PCB板，除了特定客戶的製作按其驗收要求做相應補償外，其餘客戶若生產中採用掩孔蝕刻工藝時一般補償2mil，採用圖電工藝則補償2.5mil，規格為31.5mil BGA的不採用圖電工藝加工；當客戶所設計BGA到過孔距離小於8.5mil，而BGA下過孔又不居中時，可選用以下方法：
可參照BGA規格、設計焊盤大小對應客戶所設計BGA位置做一個標準BGA陣列，再以其為基準將需校正的BGA及BGA下過孔進行拍正，拍過之後要與原未拍前備份的層次對比檢查一下拍正前後的效果，如果BGA焊盤前後偏差較大，則不可採用，只拍BGA下過孔的位置。
二、BGA阻焊製作：
1、BGA表面貼阻焊開窗：與阻焊最佳化值一樣其單邊開窗範圍為1.25~3mil，阻焊距線條（或過孔焊盤）間距大於等於1.5mil；
2、BGA塞孔模板層及墊板層的處理：
①製做2MM層：以線路層BGA焊盤拷貝出為另一層2MM層並將其處理為2MM範圍的方形體，2MM中間不可有空白、缺口（如有客戶要求以BGA處字元框為塞孔範圍，則以BGA處字元框為2MM範圍做同樣處理），做好2MM實體後要與字元層BGA處字元框對比一下，二者取較大者為2MM層。
②塞孔層（JOB.bga）：以孔層碰2MM層（用面板中Actionsareference selection功能參考2MM層進行選擇），參數Mode選Touch，將BGA 2MM範圍內需塞的孔拷貝到塞孔層，並命名為：JOB.bga（注意，如客戶要求BGA處測試孔不作塞孔處理，則需將測試孔選出，BGA測試孔特徵為：阻焊兩面開滿窗或單面開窗）。
③拷貝塞孔層為另一墊板層（JOB.sdb）。
④按BGA塞孔檔案調整塞孔層孔徑和墊板層孔徑。
三、BGA對應堵孔層、字元層處理：
①需要塞孔的地方，堵孔層兩面均不加擋點；
②字元層相對塞孔處過孔允許白油進孔。
