① 焊盤怎樣設計才能使焊點焊接飽滿
對於同一個元件，凡是對稱使用的焊盤（如片狀電阻、電容、SOIC、QFP等），設計時應嚴格保持其全面的對稱性，即焊盤圖形的形狀與尺寸應完全一致。以保證焊料熔融時，作用於元器件上所有焊點的表面張力（也稱為潤濕力）能保持平衡（即其合力為零），以利於形成理想的焊點。
以下分類講一下不同類型元器件的焊盤設計要求：
一、片式（Chip）元件焊盤設計應掌握以下關鍵要素
對稱性：兩端焊盤必須對稱，才能保證熔融焊錫表面張力平衡；對於小尺寸的元件0603、0402、0201等，兩端融焊錫表面張力的不平衡，很容易引起元件形成「立碑」的缺陷。
焊盤間距：確保元件端頭或引腳與焊盤恰當的搭接尺寸；
焊盤剩餘尺寸：搭接後的剩餘尺寸必須保證焊點能夠形成彎月面；
焊盤寬度：應與元件端頭或引腳的寬度基本一致。
A ：焊盤寬度
B ：焊盤長度
G ：焊盤間距
S ：焊盤剩餘尺寸
在實際生產中，最常見到0402元件焊盤設計不合理，造成缺陷比較多，在這里，給大家一個0402元件的優選焊盤設計方案，這個方案在生產實際中效果比較好，缺陷率極低。
0402優選焊盤各項參數及焊盤圖形：
A=0.7-0.71
B=0.38
G=0.52
S=0.14
焊盤的兩端可以設計成半園形，焊接後的焊點比較飽滿。
二、SOP及QFP設計原則：
1、 焊盤中心距等於引腳中心距；
2、 單個引腳焊盤設計的一般原則
Y=T+b1+b2=1.5~2mm （b1=0.3～1.0mm b2=0.3～0.7mm）
X=1~1.2W
3、 相對兩排焊盤內側距離按下式計算（單位mm）
G=F-K
式中：G—兩排焊盤之間距離，
F—元器件殼體封裝尺寸，
K—系數，一般取0.25mm，
SOP包括QFP的焊盤設計中，需要注意的就是上面第2條中的b1和b2兩個參數。良好的焊點可以看下面的圖，在這個圖里，前面稱為的焊點的腳趾，後面稱為焊點的腳跟，一個合格的焊點，必須包含這兩部分，缺一不可，而且焊點的強度也是靠這兩個部位來保證的，尤其是腳跟部位。在一些設計不良的案例中，或者是b2太短，或者b1太短，導致的結果就是無法形成合格的焊點。
三、BGA的焊盤設計原則
1、PCB上的每個焊盤的中心與BGA底部相對應的焊球中心相吻合；
2、PCB焊盤圖形為實心圓，導通孔不能加工在焊盤上；
3、與焊盤連接的導線寬度要一致，一般為0.15mm~0.2mm；
4、阻焊尺寸比焊盤尺寸大0.1mm~0.15mm；
5、焊盤附近的導通孔在金屬化後，必須用阻焊劑進行堵塞，高度不得超過焊盤高度；
6、在BGA器件外廓四角加工絲網圖形，絲網圖形的線寬為0.2mm~0.25mm。
BGA器件的焊盤形狀為圓形，通常PBGA焊盤直徑應比焊球直徑小20%。焊盤旁邊的通孔，在制板時須做好阻焊，以防引起焊料流失造成短路或虛焊。BGA焊盤間距應按公制設計，由於元件手冊會給出公制和英制兩種尺寸標注，實際上元件是按公制生產的，按英制設計焊盤會造成安裝偏差。
上面提到的PBGA是塑封體，有鉛PBGA的焊球的材料為63Sn37Pb，與有鉛焊料的成份是一致的，在焊接過程中與焊料同時融化，形成焊點。無鉛PBGA的焊球是SAC307或SAC305，與常用的無鉛焊料的成份也比較接近，在焊接中也會融化，形成焊點。
但是還有一種BGA，封裝體是陶瓷，稱為CBGA，CBGA的焊球是高溫焊料，其熔點遠遠高於常見的焊料，在焊接中，CBGA的焊球是不融化的，因此，CBGA的焊盤設計與PBGA的焊盤設計是不一樣的。
具體設計參數可參考下圖：
四、焊盤的熱隔離
SMD器件的引腳與大面積筒箔連接時，要進行熱隔離處理，否則會由於元件兩端熱量不均衡，造成焊接缺陷。
五、再流焊工藝導通孔的設置
1、 一般導通孔直徑不小於0.75mm；
2、 除SOIC、QFP、PLCC 等器件外，不能在其它元器件下面打導通孔；
3、 導通孔不能設計在焊接面上片式元件的兩個焊盤中間的位置；
4、 更不允許直接將導通孔作為BGA器件的焊盤來用；
5、 導通孔和焊盤之間應有一段塗有阻焊膜的細連線相連，細連線的長度應大於0.5mm；寬度大於0.4mm。
要絕對避免在表面安裝焊盤以內設置導通孔，在距表面安裝焊盤0.635mm以內設置導通孔，應該通過一小段導線連接，並用阻焊劑將焊料流失通道阻斷，否則容易引起「立片」或「焊料不足」等缺陷。
六、插裝元器件焊盤設計
1、 孔距為5.08mm或以上的，焊盤直徑不得小於3mm；
2、 孔距為2.54mm的，焊盤直徑最小不應小於1.7mm；
3、 電路板上連接220V電壓的焊盤間距，最小不應小於3mm；
4、 流過電流超過0.5A（含0.5A）的焊盤直徑應大於等於4mm；
5、 焊盤以盡可能大一點為好，對於一般焊點，其焊盤直徑最小不得小於2mm。
插裝元器件焊盤孔徑設計
採用波峰焊接工藝時，元件插孔孔徑，一般比其引腳線徑大0.1 mm- 0.3mm為宜，其焊盤的直徑應大於孔徑的3倍。電阻、二極體的安裝孔距應設計為標准系列7.5mm、10mm、12.5mm、15mm，電解電容的安裝孔距應與元件引腳距一致，三極體的安裝孔距應為2.54mm。
七、採用波峰焊工藝時，貼片元件的焊盤設計
採用波峰焊焊接片式元件時，應注意「陰影效應(缺焊)、『橋接』(短路)」的發生，對於CHIP元件，應將元件的軸向方向垂直於PCB的傳送方向，小的元件應在大的元件前面，間距應大於2.5mm；
採用波峰焊工藝時焊盤設計的幾個要點
1、高密度布線時應採用橢圓焊盤圖形，以減少連焊；
2、為了減小陰影效應提高焊接質量，波峰焊的焊盤圖形設計時對於SOT、鉭電容，延伸元件體外的焊盤長度，在長度方向應比正常設計的焊盤向外擴展0.3mm；
3、對於SOP，為防止橋接，對SOP最外側的兩對焊盤加寬，以吸附多餘的焊錫；或設置工藝焊盤（也稱為盜錫焊盤）。工藝焊盤是個空焊盤，作用就是吸收多餘的焊錫，它的位置是在沿傳送方向的最後一個焊盤的後面。
八、絲印字元的設計
1、一般情況需要在絲印層標出元器件的絲印圖形，絲印圖形包括絲印符號、元器件位號、極性和IC的第一腳標志，高密度窄間距時可採用簡化符號，特殊情況可省去元器件的位號；
2、有極性的元器件，應按照實際安裝位置標出極性以及安裝方向；
3、對兩邊或四周引出腳的集成電路，要用符號（如：小方塊、小圓圈、小圓點）標出第1號管腳的位置，符號大小要和實物成比例；
4、BGA器件最好用阿拉伯數字和英文字母以矩陣的方式標出第一腳的位置；
5、對連接器類元件，要標出安裝方向、1號腳的位置。
6、以上所有標記應在元件安裝框外，以免焊接後遮蓋，不便於檢查。
7、絲印字元應清晰，大小一致，方向盡量整齊，便於查找；
8、字元中的線、符號等不得壓住焊盤，以免造成焊接不良。
② BGA焊接不良率
這個不好說，對焊接不良的影響因素有以下幾個，一，焊接平台的焊接參數。二，焊接人員的技術能力。三，焊接環境。
所以，要提升焊接良率，多從上述這幾個方面進行改進。
③ 如何實現BGA的良好迴流焊焊接
隨著電子技術的發展，電子元件朝著小型化和高密集成化的方向發展。BGA元件已越來越廣泛地應用到SMT裝配技中來，並且隨著u BGA和CSP的出現，SMT裝配的難度是愈來愈大，工藝要求也愈來愈高。由於BGA的返修的難度頗大，故實現BGA的良好焊接是放在所有SMT工程人員的一個課題。這里廣晟德迴流焊就BGA的保存和使用環境以及焊接工藝等兩大方面同大家討論。
BGA的保存及使用
BGA元件是一種高度的溫度敏感元件，所以BGA必須在恆溫乾燥的條件下保存，操作人員應該嚴格遵守操作工藝流程，避免元器件在裝配前受到影響。一般來說，BGA的較理想的保存環境為20℃-25℃,濕度小於10%RH（有氮氣保護更佳）。 ℃
大多數情況下，我們在元器件的包裝未打開前會注意到BGA的防潮處理，同時我們也應該注意到元器件包裝被打後用於安裝和焊接的過程中不可以暴露的時間，以防止元器件受到影響而導致焊接質量的下降或元器件的電氣性能的改變。下表為濕度敏感的等級分類，它顯示了在裝配過程中，一旦密封防潮包裝被開，元器件必須被用於安裝，焊接的相應時間。一般說來，BGA屬於5級以上的濕度敏感等級。
濕度敏感等級。等級時間時間1無限制≤30ºC/85% RH2一年≤30ºC/60% RH2a四周≤30ºC/60% RH3168小時≤30ºC/60% RH472小時≤30ºC/60% RH548小時≤30ºC/60% RH5a24小時≤30ºC/60% RH6按標簽時間規定≤30ºC/60% RH
如果在元器件儲藏於氮氣的條件下，那麼使用的時間可以相對延長。大約每4-5小時的乾燥氮氣的作用，可以延長1小時的空氣暴露時間。
在裝配的過程中我們常常會遇到這樣的情況，即元器件的包裝被打開後無法在相應的時間內使用完畢，而且暴露的時間超過了表1中規定的時間，那麼在下一次使用之前為了使元器件具有良好的可焊性，我們建議對BGA元件進行烘烤。烘烤條件下：溫度為125℃，相對相濕度≤60% RH，
烘烤的溫度最不要超過125℃，因為過高的溫度會造成錫球與元器件連接處金相組織變化，而當這些元器件進入迴流焊的階段時，容易引起錫球與元器件封裝處的脫節，造成SMT裝配質量問題，我們卻會認為是元器件本身的質量問題造成的。但果烘烤的溫度過低，則無法起到除濕的作用。在條件允許情況下，我們建議在裝配前將元器件烘烤下，有利於消除BGA的內部濕氣，並且提高BGA的耐熱性，減少元器件進入迴流焊受到的熱沖擊對器件的影響。BGA元器件在烘烤後取出，自然冷卻半小時才能進行裝配作業。
烘烤時間封裝厚度濕度敏感等級烘烤時間≤1.4MM2a 4小時 37小時 49小時 510小時 5a14小時≤2.0MM2a18小時 324小時 331小時 5a37小時≤4.0MM2a48小時 348小時 348小時 348小時 5a48小時
BGA的焊接工藝要求 在BGA的裝配過程中，每一個步驟，每一樣工具都會對BGA的焊接造成影響。
1.焊膏印刷
焊膏的優劣是影響表面裝貼生產的一個重要環節。選擇焊膏通常會考慮下幾個方面：良好的印刷性好的可焊性好的可焊性低殘留物。一般來說，我們採用焊膏的合金成分為含錫63％和含鉛37％的低殘留物型焊膏。
元器件的引腳間別具匠心越，焊膏的錫粉顆越小，相對來說印刷較發好。但並不是說選擇焊膏錫粉顆越小越好，因為從焊接效果來說，錫粉顆粒大的焊膏焊接效果要比錫粉顆粒小的焊膏好。因此，我們在選擇時要從各方面因素綜合考慮。由於BGA的引腳間較小，絲網模板開孔較小，所以我們採用直徑為45M以下的焊膏，以保證獲得良好的印刷效果。
焊膏錫粉形狀與顆粒直徑引腳間距（MM）1.2710.80.650.50.4錫粉形狀非球型球型球型球型顆粒直徑（um）22-6322-6322-6322-38
印刷的絲網模板一般採用不銹鋼材料。由於BGA元器件的引腳間距較小，故而鋼板的厚度較薄。一般鋼板的厚度為0.12MM-0.15MM。鋼板的開口視元器件的情況而定，通常情況下鋼板的開口略小於焊盤。
例如：外型尺寸為35MM，引腳間別具匠心為1.0MM的PBGA，焊肋直徑為23MIL。我們一般將鋼板的開口的大小控制在21MIL.
在印刷時，通常採用不銹鋼制的60度金屬刮刀。印刷的壓力控制有3.5KG-10KG的范圍內。壓力太大和太小都對印刷不利。印刷的速度控制在10MM/SEC-25MM/SEC之間，元器件的引腳間距愈小，印刷速度愈慢。印刷後的脫離速度一般設置為1MM/SEC之間，如果是 u BGA 或CSP器件脫模速度應更慢大約為0.5MM/SEC。另外，在印刷焊要注意控制操作的環境。工作的場溫度控制在25℃左右，溫度控制在55％RH左右。印刷後的PCB盡量在半小時以內進入迴流焊，防止焊膏在空氣中顯露過久而影響質量。
2.器件的放置
BGA的准確貼放很大程度上取決於貼片機的精確度，以及鏡像識別系統的識別能力。就目前市場上各種品牌的多功能貼片機而言，能夠放置BGA的貼片機其貼片的精確度達到0.001MM左右，所以在貼片精度上不會存在問題。只要BGA器件通過鏡像識別，就可以准確的安放在印製線路板上。
然而有時通過鏡像識別的BGA並非100％的焊球良好的器件，有可能某個焊球的Z方向上略小於其他焊球。為了保證焊接的良好性，我們的通常可以將BGA的器件厚度減去1-2MM，同時便用延里關閉真空系統約400毫秒，使BGA器件在安放時其焊球能夠與焊膏充分接觸。這樣一來就可以減少BGA某個引腳空焊的現象。
不過，對於u BGA和CSP的器件我們不建議採用目述方法，以防止出現焊接不良的焊接現象的產生。
3. 迴流焊
迴流焊接是BGA裝配過程中最難控制的步驟。因此獲得較佳的迴流風線是得到BGA良好焊接的關鍵所在。
★ 預熱階段在這一段時間內使PCB均勻受熱溫，並刺激助焊劑活躍。一般升溫的速度不要過快，防止線路弧受熱過快而產生較大的變形。我們盡量升溫度控制在3℃/SEC以下,較理想的升溫速度為2℃/SEC。時間控制在60-90秒之間。
★ 浸潤階段這一階段助焊劑開始揮發。溫度在150℃-180℃之間應保持60-120秒，以便助焊劑能夠充分發揮其作用。升溫的速度一般在0.3-0.5℃/SEC。
★ 迴流階段這一階段的溫度已經超過焊膏的溶點溫度，焊膏溶化成液體，元器件引腳上錫。該階段中溫度在183℃以上的時間應控制在60-90秒之間。如果時間太少或過長都會造成焊接的質量問題。其中溫度在210-220℃范圍內的時間控制相當關鍵，一般控制在10-20秒為最佳。
★ 冷卻階段這一階段焊膏開始凝固，元器件被固定在線路板上。同樣的是降溫的速度也不能夠過快，一般控制在4℃/SEC以下，較理想的降溫速度為3℃/SEC。由於過快的降溫速度會造成線路板產生冷變形，它會引起BGA焊接的質量問題，特別是BGA外圈引腳的虛焊。
在測量迴流焊接的溫度曲線時，對於BGA元件其測量點應在BGA引腳與線路板之間。BGA盡量不要用高溫膠帶，而採用高溫焊錫焊接與熱電偶相固定，以保證獲得較為准確的曲線數據。
總之BGA的焊接是一門十分復雜的工藝，它還受到線路板設計，設備能力等各方面因素的影響，若只顧及某一方面是遠遠不夠的。我們還要在實際的生產過程中不斷研究和探索，努力控制影響BGA焊接的各項因素，從而使焊接能達到到最好的效果。
5、有爭議的一種缺陷目前尚存在爭議的一個問題是關於BGA中空洞的接收標准。空洞問題並不是BGA獨有的。在通孔插裝及表面貼裝及通孔插裝組件的焊點通常都可以用目視檢查看到空洞，而不用X射線。在BGA中，由於所有的焊點隱藏在封裝的下面，只有使用X射線才能檢查到這些焊點。當然，用X射線不僅可以檢查BGA的焊點，所有的各種各樣的焊點都可以檢查，使用X射線，空洞很容易就可以檢查出來。
那麼空洞一定對BGA的可靠性有負面影響嗎，7不一定。有些人甚至說空洞對於可靠性是有好處的。 IPC-7095標准"實現BGA的設計和組裝過程"詳述了實現BGA和的設計及組裝技術。IPC-7095委員會認為有些尺寸非常小，不能完全消除的空洞可能對於可靠性是有好處的，但是多大的尺寸應該有一個界定的標准。
5.1空洞的位置及形成原因
在BGA的焊點檢查中在什麼位置能發現空洞呢? BGA的焊球可以分為三個層，一個是組件層(靠近BGA組件的基板)，一個是焊盤層(靠近PCB的基板)，再有一個就是焊球的中間層。根據不同的情況，空洞可以發生在這三個層中的任何一個層。
空洞是什麼時候出現的呢?BGA焊球中可能本身在焊接前就帶有空洞，這樣在再流焊過程完成後就形成了空洞。這可能是由於焊球製作工藝中就引入了空洞，或是PCB表面塗覆的焊膏材料的問題導致的。另外電路板的設計也是形成空洞的一個主要原因。例如，把過孔設計在焊盤的下面，在焊接的過程中，外界的空氣通過過孔進入熔溶狀態的焊球，焊接完成冷卻後焊球中就會留下空洞。
焊盤層中發生的空洞可能是由於焊盤上面印刷的焊膏中的助焊劑在再流焊接過程中揮發，氣體從熔溶的焊料中逸出，冷卻後就形成了空洞。焊盤的鍍層不好或焊盤表面有污染都可能是在焊盤層出現空洞的原因。
通常發現空洞機率最多的位置是在組件層，也就是焊球的中央到BGA基板之間的部分。這有可能是因為PCB上面BGA的焊盤在再流焊接的過程中，存在有空氣氣泡和揮發的助焊劑氣體，當BGA的共晶焊球與所施加的焊膏在再流焊過程中熔為一體時形成空洞。如果再流溫度曲線在再流區時間不夠長，空氣氣泡和助焊劑中揮發的氣體來不及逸出，熔溶的焊料已經進入冷卻區變為固態，便形成了空洞。所以，再流溫度曲線是形成空洞的種原因。共晶焊料63Sn／37Pb的BGA最易出現空洞， 而成分為10Sn／90Pb的非共晶高熔點焊球的BGA，熔點為302℃，一般基本上沒有空洞，這是因為在焊膏熔化的再流焊接過程中BGA上的焊球不熔化。
5.2空洞的接收標准
空洞中的氣體存在可能會在熱循環過程中產生收縮和膨脹的應力作用空洞存在的地方便會成為應力集中點，並有可能成為產生應力裂紋的根本原因。
IPC-7095中規定空洞的接收／拒收標准主要考慮兩點：就是空洞的位置及尺寸。空洞不論是存在什麼位置，是在焊料球中間或是在焊盤層或組件層，視空洞尺寸及數量不同都會造成質量和可靠性的影響。焊球內部允許有小尺寸的焊球存在。空洞所佔空間與焊球空間的比例可以按如下方法計算：例如空洞的直徑是焊球直徑的50％，那麼空洞所佔的面積是焊球的面積的25％。lPC標准規定的接收標准為：焊盤層的空洞不能大於10％的焊球面積，也即空洞的直徑不能超過30％的焊球直徑。當焊盤層空洞的面積超過焊球面積的25％時，就視為一種缺陷，這時空洞的存在會對焊點的機械或電的可靠性造成隱患。在焊盤層空洞的面積在1O％～25％的焊球面積時，應著力改進工藝，消除或減少空洞。還有詳細待續http://www.huiliuhan.cn/show-212-616.html
④ 什麼叫BGA焊接
隨著手機的體積越來越小， 內部的集成程度也越來越高，而且現在的手機中幾乎都採用了球柵陣列封裝模塊，也就是我們通常所說的BGA。這種模塊是以貼片形式焊接在主板上的。對維修人員來說，熟練的掌握熱風槍，成為修復這種模塊的必修課程。
1。BGA模塊的耐熱程度以及熱風槍溫度的調節技巧， BGA模塊利用封裝的整個底部來與電路板連接。不是通過管腳焊接，而是利用焊錫球來焊接。模塊縮小了體積， 手機也就相對的縮小了體積， 但這種模塊的封裝形式也決定了比較容易虛焊的特性，手機廠家為了加固這種模塊，往往採用滴膠方法。這就增加了維修的難度。對付這種膠封模塊，我們要用熱風槍吹很長時間才能取下模塊，往往在吹焊過程中， 拆焊的溫度掌握不好，模塊拆下來也因為溫度太高而損壞了。 那麼怎樣有效的調節風槍溫度。即能拆掉模塊又損壞不了呢！跟大家說幾種機型中常用的BGA模塊的耐熱溫度和焊接時要注意的事項。 摩托羅拉V998的CPU,大家肯定很熟悉吧，這種模塊大多數是用膠封裝的。這種模塊的耐熱程度比較高， 風槍溫度一般不超過400度不會損壞它，我們對其拆焊時可以調節風槍溫度到350-400度，均勻的對其表面進行加熱，等CPU下有錫球冒出的時候，說明底下的焊錫已經全部融化，這時就可以用鑷子輕輕的撬動它，從而安全的取下 。跟這種模塊的焊接方法差不多的模塊還用諾基亞8210/3310系列的CPU,不過這種CPU封裝用的膠不太一樣，大家要注意拆焊時封膠對主板上引腳的損害。 西門子3508音頻模塊和1118的CPU。這兩種模塊是直接焊接在主板上的， 但它們的耐熱程度很差，一般很難承受350度以上的高溫，尤其是1118的cpu.焊接時一般不要超過300度。我們焊接時可以在好CPU上放一塊壞掉的CPU.從而減少直接吹焊模塊引起的損害。吹焊時間可能要長一些， 但成功率會高一些。 2，主板上面掉點後的補救方法。 剛開始維修的朋友，在拆用膠封裝的模塊時，肯定會碰到主板上掉點。如過掉的焊點不是很多，我們可以用連線做點的方法來修復，在修復這種掉點的故障中，我用天目公司出的綠油做為固定連線的固化劑。
主板上掉的點基本上有兩種，一種是在主板上能看到引腳，這樣的比較好處理一些，直接用線焊接在引腳上，保留一段合適的線做成一個圓型放在掉點位置上即可，另一種是過孔式焊點，這種比較難處理一些，先用小刀將下面的引腳挖出來，再用銅線做成焊點大小的圈，放在掉點的位置。再加上一個焊錫球，用風槍加熱。從而使圈和引腳連在一起。 接下來就是用綠油固化了，塗在處理好的焊盤上，用放大鏡在太陽下聚光照上幾秒鍾，固化程度比用熱風槍加熱一天的還要好。 主板上掉了焊點， 我們用線連好，清理干凈後。在需要固定或絕緣的地方塗上綠油，
拿到外面，用放大鏡照太陽聚光照綠油。幾秒鍾就固化。
3.焊盤上掉點時的焊接方法。 焊盤上掉點後，先清理好焊盤， 在植好球的模塊上吹上一點松香，然後放在焊盤上， 注意不要放的太正， 要故意放的歪一點， 但不要歪的太厲害，然後加熱，等模塊下面的錫球融化後，模塊會自動調正到焊盤上， 焊接時要注意不要擺動模塊。 另外，在植錫時，如果錫漿太薄， 可以取出一點放在餐巾紙，把助焊劑吸到紙上， 這樣的錫漿比較好用！