BGA元件知识

　1 定义

　BGA：Ball Grid Array 的缩写，中文名称：球栅阵列封装器件。

　2 BGA封装分类： PBGA--塑料封装

　CBGA --陶瓷封装

　TBGA --载带状封装

　BGA保存环境：20-25℃ ，<10％RH

　: Scale kage或μBGA──芯片尺寸的封装  

　: 四边扁平封装。 封装间距：0.3mm  0.4mm

　3 PBGA

　（1）用途：应用于消费及通信产品上

　（2）相关参数

焊球成份	对应熔点温度(℃)	时间(s)	峰值(℃)
Sn63Pb37	183	60-90	220-225
Sn62Pb36Ag2	179		220-225
Sn96.5Ag3Cu0.5	217	90-120	230-235

　焊球间距：1.27 ㎜  1.0 ㎜  0.8 ㎜  0. 6 ㎜

　焊球直径：0.76 ㎜  0.6 ㎜  0.4 ㎜  0.3 ㎜

　(3)PBGA优缺点：

　1)缺点：PBGA容易吸潮。

　要求：开封的PBGA要求在8小时内使用。

　分析：普通的PBGA容易吸收空气中的水分，在焊接时迅速升温，使芯片内的潮气汽化导致芯片损坏。

　拆封后的使用期限由芯片的敏感性等级所决定。见表1。

　　表1  PBGA芯片拆封后必须使用的期限

敏感性等级	放置环境条件	使用期限
1 级	≤30℃ <90%RH	无限制
2级	≤30℃ <60%RH	1年
3级	≤30℃ <60%RH	168H
4级	≤30℃ <60%RH	72H
5级	≤30℃ <60%RH	24H

　2)优点：①与环氧树脂的热膨胀系数相匹配，热性能好。②焊接表面平整，容易控制。③成本低。④电气性能良好。⑤组装质量高。

　4 CBGA

　成分：Pb90Sn10

　熔点：302℃

　特点：通过低熔点焊料附着到陶瓷载体上，然后这种器材通过低熔点焊料连接到PCB上，不

　会发生再流现象。再流焊接峰值温度：210-225℃

　缺点：与PCB的热膨胀系数不匹配，容易造成热疲劳失效。热可靠性差。成本高。

　优点：共面性好，易于焊接，对湿气不敏感存储时间长

　5 TBGA

　焊锡球直径：0.76㎜ 球间距：1.17㎜与CBGA相比，TBGA对环境温度控制严格，因芯片受热时，热张力集中在四个角，焊接容易有缺陷。

　6.锡球

　有铅熔点183℃

　无铅熔点217℃

　注意事项：锡球需储藏与清洁干爽的环境，不可用手或其他物品接触它，以防止锡球变形或受油脂污染。未开封的锡球可保存一年。

　7.无铅锡与有铅锡的主要区别

　（1）熔点不一样。（有铅183℃无铅217℃）

　（2）有铅流动性好，无铅较差。

　（3）危害性。无铅即环保，有铅非环保。

　注：所谓环保产品（）是指按照欧盟标准来评定。如果产品中所含的元素的含量超出欧盟规定的值，即为非环保产品。以下为欧盟规定的标准值：

　Pb  铅  ≤1000PPM

　Cd  镉  ≤1000PPM

　Br  溴  ≤1000PPM

　Cr  铬  ≤100PPM

　Hg  汞  ≤1000PPM

　如产品元素里，以上六种元素超出给出的范围即为非环保产品。PPM─百万分之。

　预热定义：预热是将整个组件加热到低于焊料的熔点和再流焊的温度。

　预热的好处：活化焊剂，去除待焊金属表面的氧化物和表面膜以及焊剂本身的挥发物，增强润湿效果，减小上下PCB的温差，防止热损坏，去除湿气，防止爆米花现象，减少温差。

　预热方法：将PCB放进恒温箱8～20小时，温度设定在80～100℃（根据PCB大小设置）

　“爆米花”：指存在于一块或器件内部的湿气在返修过程中迅速受热，使湿气膨胀，出现微崩裂现象。

　热损坏包括：焊盘引线翘曲；基板脱层，生白斑，起泡或变色。产生基板内部翘曲和其元件衰减等“隐形”问题，原因来自于不同材料不同的膨胀系数。

　返修前或返修中PCB组建预热的三个方法：

　烘箱：可烤掉BGA内部湿气，防止爆米花等现象

　热板：因其热板内的残余热量阻碍焊点的冷却速度，导致铅的析出，形成铅液池，使焊点强度降低和变差，故不采用此方法。

　热风槽：不考虑PCB组件的外形和底部结构，使热风能直接迅速的进入PCB组件的所有角落和裂缝中，使PCB加热均匀，且缩短了加热时间。

　本公司采用烘箱预热的方法。

　钢网知识:钢网孔径比锡球的直径大10个丝,如0.6㎜的锡球,钢网孔径应做0.7㎜，厚度0.25㎜