BGA是球柵陣列的縮寫，利用焊球作為基座背面的引腳。 BGA是SMT（表面貼裝技術）組件接受的一種封裝，由多引腳LSI（大規模集成）應用。

BGA封裝類別

到目前為止，BGA封裝可根據基本類型分為三類：PBGA（塑料球柵陣列），CBGA（陶瓷球柵陣列），TBGA（帶球柵陣列） 。

?PBGA

PBGA將焊球置于基座上，具有以下特性：
a。具有與環氧樹脂的優良熱壓匹配;
b。焊球有助于焊點的產生，導致靈活的共面性約為250μm;
c。特點成本低;
d。電氣性能極佳;
e?？梢酝ㄟ^封裝邊緣與PCB焊盤精確對齊。

?CBGA

屬于CBGA的焊球是用高溫焊料制造的，然后通過共晶的應用與陶瓷基體連接焊料具有低熔點（通常為63Sn/Pb），然后利用該焊料使焊球與PCB（印刷電路板）連接。 CBGA具有以下特點：
a。具有更高的可靠性;
b。具有良好的共面性，約為100μm，易于產生焊點;
c。對濕度不敏感;
d。具有高封裝密度;
e。由于不同的熱膨脹系數，CBGA采用與環氧樹脂作為基板的PCB板不良熱壓匹配，使焊點疲勞成為CBGA的主要失效類型;
f。封裝邊緣和PCB之間難以對齊，導致封裝成本高。

?TBGA

TBGA是一種利用磁帶互連來實現芯片，焊球和PCB之間連接的封裝。 TBGA封裝的特性包括：
a。使用環氧樹脂作為基板材料，與PCBs進行良好的熱壓匹配;
b。能夠通過封裝邊緣與PCB焊盤對齊;
c。成本最低;
d。對濕度和熱量敏感，可能導致相對較低的可靠性;

基于不同類別BGA封裝的簡要介紹，BGA封裝元件的特性可歸納如下：
a。導致低故障率;
b。顯著改善元件引腳，同時減小封裝尺寸，減少基座的應用范圍;
c。明顯地打敗共面問題并大大減少共面損害;
d。具有實心引腳，這與QFP（四方扁平封裝）發生的引腳變形不同;
e。包括短引腳，信號路徑此后短路，引線電感和電容減小，電氣性能提高;
f。有利于散熱;
g。兼容MCM（多芯片模塊）的封裝要求，從而實現MCM的高密度和高性能。

BGA回流焊技術

基本上，BGA封裝組件與SMT組裝程序兼容。首先，通過應用模板或焊劑將焊膏涂在PCB上的焊盤陣列上。其次，拾取和放置機器用于使BGA元件完全對準放置在PCB焊盤陣列上。然后，BGA元件將在回流焊爐中進行回流焊接。由于BGA封裝元件的特殊性，本文將以PBGA為例討論回流焊接技術。

?預熱階段

預熱階段通常由2到4個加熱區組成，溫度在2分鐘內不斷升高到150°C，這樣焊膏中的揮發性物質就會揮發掉。結果，這些物質不會導致焊料飛濺或基底過熱。同時，PCB器件的溫度可以足夠高以實現焊料的潤濕性。溫度升高達到每秒1.5°C的溫度是最佳的。

?浸泡階段

浸泡階段的目標是充分實現熱熔，PCB上所有焊點的溫度可以為接近焊接溫度。熱熔的程度直接決定了焊點的焊接質量。溫度應在60至120秒內保持在約170°C。

?焊接階段

焊接階段必須見證焊點溫度迅速升至焊接溫度。當溫度超過183°C時，持續時間應控制在60秒至120秒的范圍內。最好將焊接階段的最高溫度設置在200°C至210°C的范圍內，組件的峰值溫度不應超過220°C。溫度上升速率達到每秒2°C至3°C是最佳選擇。

?冷卻階段

冷卻階段包含兩種冷卻模式：空氣冷卻和自然冷卻。最佳冷卻速率可達到每秒1°C至3°C的溫度范圍。此外，元件表面和底部之間的溫差不應超過7°C，否則會引起熱應力聚集。

由于不同封裝的元件具有不同的熱吸收和散熱率，溫度焊接階段的上升速率和降溫速率應區別對待。

回流焊過程中各相的溫度和持續時間可歸納為下表。

必須注意的是，這個表在任何情況下都不能完全符合。組件，回流焊爐，PCB，裝配環境，操作員的制造經驗等之間確實存在差異。因此更精確的設置參數取決于實際的裝配經驗。

BGA組件檢查

良好的焊接只完成了一半。除非進行檢查，否則永遠無法保證焊點完美。 BGA包裝將其組件隱藏在其體下，因此視覺檢查幾乎無法工作。此外，最佳檢查只能使邊緣處的焊點暴露，無法提供完整和準確的檢測結果。因此，應通過X射線檢查設備檢查BGA焊點。有兩種方法可用于X射線檢測設備：透射檢查和橫截面檢查，這兩種方法都能夠檢查焊點之間的橋接和未對準。事實上，兩種檢測方法在BGA焊點形狀和尺寸檢測能力方面表現不同。

?X射線透射檢測

X射線沿垂直方向傳輸所有高密度材料。當涉及到CBGA時，焊球會阻止焊臺處的共晶焊料產生，而元件級的共晶焊料往往會被焊球覆蓋。就PBGA封裝而言，焊接站處的焊料圖像往往會在焊點處停止。結果，X射線透射檢查無法正確解決焊料不足的缺陷。

?X射線橫截面檢查

X射線橫截面檢查可以探索焊接連接缺陷并準確獲得BGA的形狀焊點和橫截面的臨界尺寸。焊點水平的圓環厚度檢查反映了焊料回流過程或焊料站焊料的變化情況。焊點水平的半徑檢測表明焊料站的焊料量變化，這是由焊膏印刷技術或過多的回流焊料引起的。焊球的半徑檢測表明從焊點到焊點或從板到板的共面性。

小型化和高性能是電子產品必不可少的發展趨勢，領先的電路模塊組裝密度不斷上去。因此，高完整性微型組件也隨著組裝方法的推進而變得多樣化。隨著現代封裝技術的蓬勃發展，BGA封裝技術正朝著μBGA和MCM發展。作為一種高密度組裝元件，應根據不同的封裝要求應用不同的焊接溫度。只要在BGA回流焊接過程中仔細考慮必要元件，就可以充分保證BGA元件和SMT組件的可靠性。