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BGA有不同类型，不同类型的BGA有不同的特点，只有深入了解不同类型BGA的优缺点，才能更好地制定满足BGA制程要求的工艺，才能更好地实现BGA的良好装配，降低BGA的制程成本。BGA通常分为三类，每类BGA都有自己独特的特点和优缺点：
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1、PBGA（PLASTIC BALL GRID ARRAY）塑料封装BGA
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. T& Y8 i0 L7 @( x其优点是：9 S& D% W' Z& b4 x2 k" g# H' S
7 R6 `3 e+ r; {①和环氧树脂电路板热匹配好。
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" y8 Y7 x: d$ P2 I( ], ?( @6 ~②焊球参与了回流焊接时焊点的形成，对焊球要求宽松。2 F ^1 R( C# J8 e1 Q
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③贴装时可以通过封装体边缘对中。+ v) S( ^5 |! C$ c8 l- r; x- o
) Y" j5 J' {& i0 x- M" M
④成本低。
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⑤电性能好。8 C2 G6 t( o; ~% h
, x2 a, q" A: y- ~
其缺点是：对湿气敏感以及焊球面阵的密度比CBGA低
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. w% r" n7 v, D" z! s, J' h) q2、CBGA（CERAMIC BGA）陶瓷封装BGA
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$ y! N0 ?/ Y0 F! B- k5 N; ~! l其优点是：8 o# z0 |) ?3 U8 v" f: D6 H
0 B8 Z9 j0 W5 K" i①封装组件的可靠性高。
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②共面性好，焊点形成容易，但焊点不平行度交差。/ J% z4 c0 h4 m
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③对湿气不敏感。
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9 J9 \' e/ ^, A. y) E4 Q- ~& C- _3 J④封装密度高。
3 q, U+ S9 F+ F, D0 ^5 N9 V$ I+ r& T
其缺点是：6 A* G! ~0 ?' c2 m' B7 N- o( g
" B' n( p1 K+ O8 h$ z8 T3 L4 J" _ \7 r①由于热膨胀系数不同，和环氧板的热匹配差，焊点疲劳是主要的失效形式。
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3 f' C" V- y6 j5 d. r; {②焊球在封装体边缘对准困难。
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③封装成本高。
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3、TBGA（TAPE BGA）带载BGA, ~7 e$ @( N7 H C+ y
; u6 P8 F- F+ M$ S- ?& ^& u( B* \其优点是：% N( I, D, Y1 s- P. O
w; F! B9 f5 w$ X①尽管在芯片连接中局部存在应力，当总体上同环氧板的热匹配较好。
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3 v2 |8 n( r' P②贴装是可以通过封装体边缘对准。
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7 D1 |% T1 O: |: N# g- b③是最为经济的封装形式。: j; V) a. n2 f, f
! {, N/ n$ P% j3 T a" n* A其缺点是：: N* k" m' |4 [7 i
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①对湿气敏感。2 J) t& y l( W& N! |% I5 G" d
9 D- c7 d5 i* @. D/ N3 J; {9 s②对热敏感。
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③不同材料的多元回合对可靠性产生不利的影响。2 g, {. R6 r6 F# s
( X3 U1 U3 h% XBGA在电子产品中已有广泛的应用，但实际生产应用中，以PBGA居多。PBGA最大的缺点是对湿气敏感，如果PBGA吸潮后，在焊接中PBGA极易产生“爆米花”现象，从而导致PBGA失效。在很多的文献中有很多提高BGA制程质量的文章，在此我们仅针对PBGA对湿气敏感的缺点，讨论在实际生产过程的相关工艺环节中防止PBGA因吸潮而失效的方法。4 C! r; _, Q' n* d5 ]. W `+ u
5 X A% b% [5 d; A' s3 A一、PBGA的验收和贮存/ x. g, O1 m7 v: O
( R$ k+ l* |( k+ N% kPBGA属于湿敏性元件，出厂时均是采用真空包装，但在运输周转过程中很容易破坏其真空包装，导致元件受潮和焊点氧化，因此在元件入厂验收时，必须将元件的包装状态作为检验项目，严格将真空和非真空包装的元件区分开，真空包装的元件按照其贮存要求进行贮存，并在保质期内使用，非真空的元件应该放入低湿柜中按要求进行贮存，防止PBGA吸潮和引脚的氧化。同时按“先进先出”的原则进行控制，尽量降低元件的贮存风险。
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V v7 p3 w6 V- G* O6 m二、PBGA的除湿方式的选择
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1 S3 B o4 k8 g% I% a9 x9 l+ o受潮的PBGA在上线生产前要进行除湿处理。BGA的除湿通常有低温除湿和高温除湿两种，低温除湿是采用低湿柜除湿，除湿比较费时，通常在5%的湿度条件下，需要192小时，高温除湿是采用烘箱除湿，除湿时间比较短，通常在125摄氏度的条件下，需要4小时。在实际的生产中，对那些非真空包装的元件进行高温除湿后，放入低湿柜中贮存，以缩短除湿的周期。对湿度卡显示潮湿度超标的PBGA建议采用低温除湿，而不采用高温除湿，由于高温除湿的温度较高（大于100摄氏度）而且速度快，如果元件湿度较高，会因为水分的急促气化而导致元件失效。- J1 ]8 ]7 F# j9 f: O1 D
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三、PBGA在生产现场的控制9 D; q% M$ O4 K f6 g
( R$ q/ \5 e0 s' M9 T% P$ g! f8 D5 OPBGA在生产现场使用时，真空包装的元件拆封后，必须交叉检查包装的湿度卡，湿度卡上的湿度标示超标时，不得直接使用，必须进行除湿处理后方可使用。生产现场领用非真空包装的元件时，必须检查该料的湿度跟踪卡，以确认该料的湿度状态，无湿度跟踪卡的非真空包装的元件不得使用。同时严格控制PBGA在现场的使用时间和使用环境，使用环境应该控制在25摄氏度左右，湿度控制在40-60%之内，PBGA现场的使用时间应控制在24小时以内，超出24小时的PBGA必须重新进行除湿处理。
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+ l. n0 P% |" k四、PBGA的返修7 F( c( J$ X4 ]$ J3 y
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BGA返修通常采用BGA返修台（BGA rework station）。生产现场返修装贴有PBGA的PCBA，如果放置时间比较长，PBGA易吸潮，PBGA的湿度状态也很难判断，因此PBGA在拆除之前，必须将装PBGA的PCBA进行除湿处理，避免元件在拆除中失效报废，使BGA的置球和重新装配变得徒劳。
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- y" P0 q. m! n8 W' |当然，在SMT的制程中导致BGA失效的工艺环节和原因很多，比如ESD、回流焊接等等，要想降低SMT制程中BGA的失效，需要在多方面进行全面控制。对于PBGA而言，与元件吸潮相关的工艺环节在实际生产中往往被忽视，而且出现问题比较隐蔽，往往给我们改善制程、提高制程质量造成了很多障碍，因此针对PBGA对湿气敏感的缺点，在生产制程中，从以上几个方面着手，针对性的采取有效应对措施，可以更好地减少PBGA的失效，提高PBGA的制程质量，降低生产成本。
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发表于 2021-12-30 10:57
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