BGA锡膏应用解读

BGA（Ball Grid Array，球栅阵列）封装是一种常用于集成电路的封装技术，在BGA封装过程中，锡膏起着关键作用。以下是关于BGA封装锡膏的详细介绍：

成分

• 合金粉末：是锡膏的主要成分，通常由锡（Sn）、铅（Pb）、银（Ag）、铜（Cu）等金属组成。不同的合金成分比例会影响锡膏的熔点、润湿性、机械性能等。例如，常见的SAC305合金（Sn - 3.0Ag - 0.5Cu）具有良好的焊接性能和可靠性，无铅且符合环保要求。

• 助焊剂：有助于去除焊件表面的氧化物，降低焊料的表面张力，提高焊料的润湿性和扩展性，使焊料更好地附着在焊件表面。它还能在焊接过程中防止焊件表面再次氧化。

• 添加剂：包括触变剂、活性剂、抗氧化剂等。触变剂可使锡膏具有良好的触变性，在印刷时能顺利通过模板开口，印刷后保持形状，不出现坍塌；活性剂能增强助焊剂的活性；抗氧化剂则防止合金粉末在储存和使用过程中被氧化。

特性

• 高熔点：BGA封装通常需要较高的焊接温度，以确保锡球与焊盘之间形成良好的冶金结合。一般熔点在217 - 227℃左右。

• 良好的润湿性：能在较短时间内充分润湿BGA焊盘和锡球表面，确保焊接质量，减少虚焊、桥接等缺陷。

• 精确的颗粒度：锡膏中的合金粉末颗粒度通常在20 - 45μm之间，以适应BGA封装的高精度要求，保证在印刷和焊接过程中能够均匀分布和准确成型。

• 合适的粘度：具有适当的粘度，在印刷时能够顺利地从模板上转移到PCB焊盘上，并且在放置BGA芯片后不会因重力或外力作用而流淌，保持形状稳定。

应用工艺

• 锡膏印刷：通过钢网将锡膏精确地印刷到PCB的BGA焊盘上。钢网的开口尺寸和形状与BGA焊盘相对应，以确保锡膏量的准确控制。印刷过程中，需要调整印刷机的参数，如刮刀速度、压力、脱模速度等，以获得良好的印刷效果。

• 芯片贴装：将BGA芯片准确地放置在印刷好锡膏的PCB焊盘上，通常使用高精度的贴片机来完成，确保芯片的引脚与焊盘对齐。

• 回流焊接：将贴装好芯片的PCB放入回流焊炉中进行加热，使锡膏经历预热、保温、回流和冷却等阶段。在回流阶段，锡膏达到熔点并熔化，与BGA芯片的引脚和PCB焊盘形成牢固的焊点。冷却后，焊点凝固，实现BGA芯片与PCB的电气连接和机械固定。

质量控制

• 锡膏的检测：包括锡膏的金属含量、粘度、触变性、合金粉末的颗粒度分布等指标的检测，确保锡膏符合质量要求。

• 印刷质量检测：检查印刷在PCB上的锡膏图形是否完整、均匀，锡膏量是否符合要求，有无漏印、桥接、塌边等缺陷。可采用光学检测设备或自动视觉检测系统进行检测。

• 焊接质量检测：焊接完成后，通过X光检测、超声波检测等手段检查BGA焊点的内部质量，如是否存在空洞、虚焊、短路等问题。同时，进行外观检查，查看焊点的表面质量和形状是否良好。