如何提升BGA焊接質(zhì)量一直是SMT工程師持續追求的質(zhì)量改善目標之一，特別是針對細間球距(fine pitch)的BGA零件，一般我們對BGA的球距在0.8mm以下就會(huì )稱(chēng)其為細間距（有時(shí)各家定義會(huì )有點(diǎn)小差異）。

BGA之所以難焊是因為其焊點(diǎn)全都集中在其本體的下方，焊接后難以用目視或AOI (Auto Optical Inspector)影像檢測儀器來(lái)檢查其焊接后的質(zhì)量，有時(shí)候既使使用X-Ray也難以判斷其是否有空焊或假焊現象。 （某些可以旋轉角度的X-Ray或是5DX有機會(huì )可以檢查BGA的空焊問(wèn)題，但這類(lèi)X-Ray檢查機所費不貲，似乎還沒(méi)達到隨線(xiàn)檢查量產(chǎn)的經(jīng)濟規模。

成品PCB模塊

經(jīng)驗告訴我們，BGA焊接后最主要的質(zhì)量問(wèn)題幾乎都集中在HIP (Head-In-Pillow，枕頭效應，雙球效應)。 這是因電路板(PCB)流經(jīng)Reflow的回焊高溫區時(shí)容易造成PCB板材及BGA本體變形，在錫膏及BGA錫球熔融成液態(tài)時(shí)互相分離沒(méi)有接觸在一起，等電路板溫度開(kāi)始下降并低于焊錫的熔點(diǎn)后，PCB及BGA 本體的變形量也漸漸變小，可是錫膏及錫球已經(jīng)凝結變回固態(tài)，以致形成雙球重迭的假焊現象，這就是有名的HIP。

而90%以上的HIP大多出現在BGA的最外排錫球或其四個(gè)角落區域，這是因為BGA封裝對角線(xiàn)的距離最長(cháng)，相對的變形也就最嚴重，變形量第二嚴重的地方則是BGA最外排的錫球。

根據以上的經(jīng)驗，以及許多SMT前輩們做過(guò)的實(shí)驗顯示，增加BGA的焊錫量可以有效降低這類(lèi)因為溫度造成板材變形所造成的HIP問(wèn)題。 可是要小心錫膏量如果增加太多反而會(huì )造成焊接短路的問(wèn)題，不可不慎。

所以下面就所選擇的方法是局部增加BGA的錫膏量而不是全部的錫球焊墊都增加錫量。

改變BGA的錫膏量可以從鋼板(Stencil)來(lái)下手，基本原則就是讓BGA最外一排或四個(gè)角落的錫球錫膏印刷量，比剩余的其他錫球的錫膏量來(lái)得多，可是又不能多太多，這樣才可以在PCB與BGA本體變形時(shí)還保有足夠的錫膏與BGA底下的錫球接觸到。

當BGA錫球大于0.4mm：
將BGA外圍四個(gè)面的錫球錫膏印刷量增加，把鋼板開(kāi)成正方形與原來(lái)錫球圓焊墊形成一個(gè)內接圓，其他的錫球焊墊維持原來(lái)的量。

當BGA錫球小于0.4mm：
BGA 外圍四個(gè)面的錫球錫膏印刷維持不變，但是其他內圍的錫球則減少錫膏量，將鋼板開(kāi)成正方形與原來(lái)錫球圓焊墊形成一個(gè)外接圓。

如此一來(lái)，不論是那種尺寸的BGA，其最外圍一圈錫球的錫膏量都會(huì )比內圈的錫膏量多出16.7%左右，用來(lái)確保PCB與BGA本體流經(jīng)高溫變形時(shí)還有足夠的錫膏可以保持與BGA底下的錫球互相接觸。

下面的圖片為BGA錫球尺寸小于0.4mm，采用降低BGA內圍襲球的錫膏量所得到X-Ray，稍微留意一下可以發(fā)現最外圈的錫量(圓的直徑)比其他內圍的錫球上的錫量來(lái)得多一點(diǎn)點(diǎn)。 也就是外圈的黑色圓形直徑比內圈的圓形來(lái)得大一點(diǎn)點(diǎn)。