制作精良的焊锡打印模板是创建高质量BGA组件的关键。上面两幅模板中较大的那幅是镶框的。较小的模板是无框的。
这些问题只是组装过程的一个侧面。另一个原因是与BGA相关的焊料缺陷通常很难检测到，因为BGA尺寸不断缩小，而且即使在放大镜的帮助下，坍塌的球也无法被人眼看到。
BGA封装在封装底部使用了数百个微小的焊锡球，以提供连接当今复杂集成电路所需的引线。
过去的我们
在过去，所谓的j鸥包装被用于在一个包装上创建多个线索。然而，随着当今电路的日益复杂，芯片制造商已经采用bga来削减制造成本，并允许在越来越小的空间中实现更多的功能。顾名思义，BGA封装使用微小的球，通常是1000个或更多，这些球被焊接到PCB上，以进行必要的连接。bga是由球的“间距”定义的，或者从一个球的中心到下一个球的中心的距离。直径为1毫米的包被认为是标准的BGA。任何更小的都被认为是微bga。微型bgas的间距可达0.6、0.5、0.4甚至0.3毫米。BGAs有塑料和陶瓷两种阀体。塑料BGAs因其较低的成本而最受欢迎，而陶瓷BGAs则用于要求更高的电信、笔记本电脑和测试设备应用。
第三种类型的BGA是金属芯BGA，它允许设计师在使用塑料或陶瓷体时添加更多的电路。对于金属芯BGA，额外的微型电路被放置在BGA包内，补充现有的常规球和电路。这是通过在常驻芯片上放置一个金属盖，并利用金属芯内部的空间作为各种电容器和电阻的底座来实现的。
无论BGA的具体类型是什么，电子产品合同制造商在确定回流曲线、创建打印模板和选择焊锡膏和助焊剂时都需要非常小心。目标是在第一时间创建可接受的程序集。重做打开或短路的BGA不仅需要相当的精确度和技巧，而且可能会损坏BGA及其邻近的电路。
关于助焊剂，基本上有两种:水溶性和非清洁型。当电路板在组装和回流过程结束时，由于晶体、液晶显示器或其他对湿度敏感的组件的存在，不能用去离子水清洗时，使用免清洗助焊剂。水溶性助焊剂用于PCB上，可在组装结束时用去离子水清洗。无论使用哪种助焊剂，重要的是要记住助焊剂类型将决定助焊剂和锡膏之间的活性水平。
在检查阶段，强大的x射线机是必不可少的，以查看BGA封装下的焊点，以确保正确的“球塌”发生在回流过程中。这些高端系统提供了隐藏球的3D渲染，促进了有效的质量控制。由于两球彼此非常接近，x光技术人员必须经过良好的训练，以避免误读图像，错误地得出焊接缺陷存在的结论，而实际上并没有。
糟糕的回流，草率的模板印刷和使用不适当的助焊剂都可能导致开放的焊锡球缺陷，从左边第二个焊锡球所见。
焊接缺陷
随着BGA间距尺寸越来越小的出现，几种类型的焊锡缺陷正在成为合同制造商的问题。其中之一是开放焊点，也称为非塌陷球，这是由于回流过程中热量不足造成的。另一个被称为BGA间歇连接(BIC)的问题会影响所有的沥青尺寸，而且尤其危险，因为它往往难以捉摸，给oem带来数千美元的工程时间损失和产品发布延迟。顾名思义，bic只是周期性地发生故障。由于难以定位，bic可以产生一种多米诺骨牌效应，将神秘的、难以追踪的设计问题分配到不同的OEM工程团队，并最终进入最高管理层。
除了BICs和不塌陷的球，工程师还需要提防破裂的BGA球、短裤和开口。与BICs和未坍塌球一样，这些缺陷通常是由于使用了有缺陷的热剖面进行再流造成的。
热剖面描述PCB在回流过程中被加热的温度范围，以及板在每个温度下所花费的时间。当热剖面的所有温度区域都正确拨号时，结果是完美的回流，这可以通过BGA x射线进行验证。
一个常见的行业错误是开发和应用三种基本热剖面之一——一种适用于小型pcb，另一种适用于中型pcb，第三种适用于大型pcb——无论装配什么。不幸的是，虽然这种方法一开始看起来节省时间，但它可能会导致后续的多个问题，因为它没有考虑到板的特殊需求或特定锡膏的特性。
确定正确的热剖面涉及许多因素。这些包括PCB层数，板内平面数，使用的PCB材料类型，组件类型，组件密度，PCB厚度以及它的长度和宽度。如果不能提供足够的热量以确保足够的助熔剂活性，就会阻止球正确地坍塌。同样重要的是，要对BGA的中间部分施加足够的热量，以使所有封装的焊锡球均匀地塌陷。
关于组件类型，通孔连接，或“通孔”，和定义不佳的模板孔，如果他们没有在设计过程中容纳bic。经验不足的设计人员经常将通孔放置在BGA衬垫旁边或BGA外围，而没有正确地遮蔽它们。这可能会阻碍正确的回流，因为焊料被吸入通孔，而不是被BGA球消耗。幸运的是，这些类型的放置问题可以在生产计划期间的“为生产设计”(DFM)检查过程中被发现——这是确保有这样一个程序到位的众多原因之一。否则，回流焊会产生很大的问题，而带有锡膏痕迹的通孔会导致BGA间歇连接。
关于基本温度问题，如果型材不够热，那么“冷”，就会导致焊点不完全塌陷。另一方面，如果剖面太热，则不仅是BGA球之间，而且是填充该板的其他细间距表面贴装组件的引线之间，板材将经历焊桥或短路。
请记住，即使它通过了装配线末端的功能测试，一个边缘PCB仍然可能在现场失败，这意味着同样昂贵的返工，因为失败的质量检查。不用说，在标准共晶板上使用无铅PCB的热剖面可能会有毁灭性的影响，因为涉及到更高的温度，这可能会损坏板的各种组件。
该技术人员正在检查焊接后锡膏沉积的高度，这是创建高质量BGA组件的另一个关键因素。
丝网印刷术
除了正确的回流，正确的模板印刷是一个成功的PCB组装的关键。模板厚度，孔径大小和框架或非框架模板的使用都在焊膏精确分配到板上发挥作用。例如，锡膏有粘结寿命，这就规定了锡膏沉积和回流之间的时间限制。基本上，几个小时后，焊锡膏会干燥，不会正确回流。因此，在点胶后，板材必须及时经过拣置机和回流烘箱进行加工，避免焊接缺陷。
关于模板厚度，正确的数量取决于板上构件的密度。不幸的是，对于确定特定组件的正确模板厚度，没有逻辑的、课堂上的或教科书上的公式，这通常是一个经验问题。尽管如此，正确的厚度在决定将在表面安装垫上分配的锡膏量方面起着重要的作用，这反过来又起着避免桥接和冷焊点的作用。
孔径大小不正确的模板也会导致问题，所以工程师需要确定并执行DFM检查，一旦后布局数据库已转换为“Gerber文件”，用于通过解码创建模板孔径孔。Gerber文件由在X-Y坐标系中相互连接的线组合而成。有时，软件故障会错误地定义坐标或光圈大小，这将导致格伯水平的打开或缩短。在PCB生产文件被发布到制造工厂之前，如果不执行正式的DFM检查，这些故障是很难检测到的——这也是为什么有效的DFM程序对有效、高效的电子制造至关重要的另一个原因。
过多的浆糊会在细间距的BGA球之间造成短球。相反，过少的膏体会导致润湿和冷焊点不足。因此，重要的是要平衡润湿，以确保足够的通量均匀地分布在PCB的表面贴装垫的整个表面。润湿平衡是通过使用一个力计来检测的，它测量焊料润湿组件的腿。反过来，这个数字可以让工程师确定整个PCB的润湿力。
注意，关于模板结构，无框架模板可能是有问题的，因为缺乏刚性框架会导致不均匀性。不均匀又会导致分配不均。
还要注意的是，即使在进行了所有的DFM检查后，第一件测试板仍然是至关重要的，以减少实际生产期间的模具厚度缺陷问题。返流前后的质量保证检查还允许合同制造商在增加实际生产之前捕获并纠正这些和其他可能在设计过程结束时仍然存在的差异。提前发现BGA组件损坏或组件由于不正确的回流温度而倾斜或扭曲等问题，将避免未来的重大麻烦和费用。
在实际生产中，使用先进的3D锡膏检测工具，如膏体高度检测和自动光学检测(AOI)，对精密装配至关重要。AOI检查组装板上的空洞、开口、短路、错位和错误值组件，而膏体高度检查用于打印后测量从板上表面安装垫到打印锡膏顶部的距离。在原型运行期间，最好的采样尺寸是5到10块板。然而，在较大的生产运行中，可能需要20或30个样本量。
