BGA概述
BGA是晶片封裝的一種，是英文Ball Grid Array的縮寫。封裝接腳為球柵陣列，位於封裝底部，且接腳呈球形，呈網格狀排列，故名為BGA。
很多主機板控制晶片都採用這種封裝技術，材料多為陶瓷。採用BGA技術封裝的內存，在體積不變的情況下，可以將內存容量提升兩到三倍。相比TSOP，BGA體積更小，散熱性能、電氣性能也更好。
BGA封裝焊盤佈線設計
1. BGA焊盤之間的佈線
設計時BGA焊盤間距小於10mil，兩個BGA之間不允許走線，因為走線的線寬間距超出了生產工藝能力，如果要走線只能把BGA焊盤縮小，製作生產稿時為了保證間距足夠就會對BGA焊盤進行切割，將焊盤切割成特殊的形狀，這樣在後續焊接時可能會造成焊接位置不准。
2.用樹脂塞孔填滿焊盤內的過孔
當BGA封裝的焊盤間距較小，無法走線時，需要設計焊盤內過孔，即在焊盤上打孔，從內層或底層走線。此時焊盤內過孔需使用樹脂塞孔和電鍍填充。如果焊盤內過孔不採用樹脂塞孔工藝，焊接時會導致焊接不良，因為焊盤中間有孔，焊接面積小，錫會從孔中漏出。
3. BGA區域封孔
BGA焊盤區域的過孔一般需要塞孔。樣品考慮成本和生產難度，基本過孔都採用油封。塞孔方式為油墨塞孔。塞孔的好處是可以防止孔內異物進入或保護過孔的使用壽命。另外，SMT貼片在回流焊接時，過孔錫會造成另一側的短路。
4. 焊盤內過孔、HDI設計
對於引腳間距相對較小的BGA晶片，當製程原因導致引腳焊盤無法走線時，建議直接在焊盤內設計過孔。例如手機板的BGA晶片比較小，接腳多，接腳間距小，無法從接腳中間走線，只能採用HDI盲埋孔的佈線方式來設計PCB。在板面上沖好BGA焊盤的孔，在內層沖埋孔，在內層走線連接。
BGA焊接工藝質量
1.印刷焊膏
錫膏印刷的目的是將適量的錫膏均勻地塗在PCB的焊盤上，以確保貼片元器件與PCB相應的焊盤在回流焊接時達到良好的電氣連接和足夠的機械強度。印刷錫膏需要製作鋼網。錫膏穿過鋼網上每個焊盤對應的開孔，在刮刀的作用下，將錫均勻地塗在每個焊盤上，達到良好的焊接效果。
2. 設備放置
裝置貼裝即貼片，是利用貼片機將片式元件準確地放置在印有焊膏或貼片膠的PCB表面對應位置上。高速貼片機適用於貼裝小型及大型元件：如電容、電阻等，也可貼裝一些IC元件。通用貼片機適用於貼裝異型或高精準元件：如QFP、BGA、SOT、SOP、 PLCC等
3.回流焊接
回流焊接是將電路板焊盤上的焊膏熔化，使表面貼裝元件焊接端與PCB焊盤實現機械和電氣連接，形成電氣迴路。回流焊接是SMT生產中的關鍵工序。合理的溫度曲線設定是保證回流焊接品質的關鍵。不合適的溫度曲線會造成PCB板上出現焊不透、冷焊、元件翹曲、錫球過多等焊接缺陷，影響產品品質。
4.X射線檢查
X-Ray 幾乎可以檢測所有製程缺陷。透過 X-Ray 的透視特性，可以檢查焊點的形狀，並與電腦庫中的標準形狀進行比較，從而判斷焊點的品質。這對於 BGA 和 DCA 元件的焊點檢測特別有用。 X-Ray 檢測的作用無可取代，因為它不需要測試模具。然而，缺點是 X-Ray 檢測的成本目前相當昂貴。
BGA焊接不良的原因
1.未處理的BGA焊盤孔
BGA焊接的焊盤上都有孔，在焊接過程中，錫球可能會隨焊錫一起流失。由於PCB生產中缺乏正確的阻焊工藝，焊錫和錫球會透過靠近焊板的孔逸出，導致錫球的流失。
2. 不同的焊盤尺寸
BGA焊盤尺寸差異會影響焊接製程的品質良率。 BGA焊盤的引線長度不得超過焊盤直徑的50%，電源焊盤的引線長度不得小於0.1mm，且應加粗焊盤長度以防止焊盤變形。此外，焊接擋板窗口不應大於0.05mm，且銅面開孔應與電路PAD尺寸相符。否則，BGA焊盤尺寸不一致，可能會在焊接過程中造成問題。
wonderfulpcb DFM服務 關於BGA晶片焊接解決方案
1. 封裝的焊盤中焊盤孔
wonderfulpcb DFM Services 一鍵分析功能可偵測設計檔案中是否有焊盤內孔，並提示設計工程師是否需要修改焊盤內孔。由於製造成本高昂，焊盤內孔的設計通常會被避免。如果可以將焊盤內孔改為普通孔，則可以降低產品成本。此外，系統還會提醒製造板廠，焊盤內孔設計需要填充樹脂，並且必須使用焊盤內孔生產流程。
2. 焊盤與接腳之比
wonderfulpcb DFM Services 組裝分析會偵測設計檔案中 BGA 焊盤相對於實際裝置接腳的尺寸比例。如果焊盤直徑小於 BGA 腳位的 20%，可能會導致焊接不良。相反，如果焊盤直徑大於 25%，則佈線空間會變得太小。在這種情況下，設計工程師需要調整焊盤與 BGA 腳位直徑的比例。
wonderfulpcb DFM服務提供BGA焊盤可焊性解決方案，協助使用者在生產前檢查BGA設計檔案的可焊性。這有助於避免組裝過程中的可焊性問題，並確保BGA晶片符合可焊性品質良率標準。
BGA焊接工藝質量
1.印刷焊膏
錫膏印刷的目的是將適量的錫膏均勻地塗在PCB的焊盤上，以確保貼片元器件與PCB相應的焊盤在回流焊接時達到良好的電氣連接和足夠的機械強度。印刷錫膏時要用到鋼網。錫膏穿過鋼網上每個焊盤相應的開口，在刮刀的作用下，將錫均勻地塗在每個焊盤上，達到良好的焊接效果。
2. 設備放置
裝置貼裝即貼片，即使用貼片機將晶片元件精準地放置在印有焊膏或貼片膠的PCB板表面的相應位置上。高速貼片機適用於貼裝小型和大型元件，例如電容、電阻和一些IC元件。通用貼片機適用於貼裝異型或高精準度元件，例如QFP、BGA、SOT、SOP等。 PLCC等
