BGA元件的SMT貼片工藝要點分析
當SMT(表面貼裝技術)/SMD(表面貼裝器件)從業者發現間距為0.3mm的QFP(四方扁平封裝)難以實現穩定裝配時,BGA(球柵陣列)的出現顯著減少了裝配缺陷,提升了SMT質量。從系統理論的角度來看,盡管BGA元件的檢測較為困難,但由于其工藝技術難度相對較低,問題更容易被識別和解決,從而使產品質量更易控制,與現代制造理念高度契合。本文基于實際批量生產經驗,對BGA元件在SMT裝配過程中的各項工藝要點進行討論與分析。

BGA元件SMT裝配工藝要點如下:
1、預處理
盡管部分BGA封裝元件對濕度不敏感,但仍建議對所有元件進行烘烤處理,溫度設置為125°C。低溫烘烤未發現負面影響,這一處理同樣適用于待組裝的裸PCB(印刷電路板)。通過排除濕氣,可有效減少焊球缺陷并提高可焊性。
2、焊膏印刷
根據實際裝配經驗,焊膏印刷在間距大于0.8mm的BGA元件和間距為0.5mm的QFP元件上通常較易實現。然而,偶爾仍會出現部分焊球焊膏印刷不足的問題,此時需通過手動補錫來避免焊接偏移或短路。
3、貼裝
實際裝配經驗表明,由于BGA元件本身的物理特性,其可制造性較高,相比0.5mm間距的QFP更易貼裝。然而,在SMT組裝過程中仍面臨一個主要問題:當使用帶橡膠環的大型吸嘴貼裝尺寸超過30mm的元件時,易發生振動。分析認為,該現象是由于貼裝壓力過大導致吸嘴內氣壓過高,經適當調整后可消除。
4、焊接
在SMT貼片加工中,熱風回流焊是一種非直觀的工藝,也可視為一項特殊技術。盡管BGA元件適用的焊接時間與溫度曲線與標準曲線基本一致,但其回流焊接特性與傳統SMD有顯著不同。BGA元件的焊點位于元件本體與PCB之間,且完全被遮蔽,因此其焊點受熱風的影響要大于傳統SMD——后者的引腳位于元件外圍,至少直接暴露于熱風中。熱阻計算與實踐均表明,BGA元件中心區域的焊球存在明顯的熱延遲,表現為溫升較慢、峰值溫度偏低。
5、檢測
受物理結構所限,BGA元件的隱藏焊點無法通過目視檢查進行評估,因此必須借助X射線檢測,以識別焊接缺陷,如空洞、短路、缺球、氣孔等。X射線檢測的主要缺點是設備成本較高。
6、返工
隨著BGA元件的廣泛應用,以及消費類電信電子產品的普及,BGA返工日益重要。但值得注意的是,與QFP元件不同,BGA元件一旦從電路板上拆下,便不可再次使用。
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