① 焊盘怎样设计才能使焊点焊接饱满
对于同一个元件，凡是对称使用的焊盘（如片状电阻、电容、SOIC、QFP等），设计时应严格保持其全面的对称性，即焊盘图形的形状与尺寸应完全一致。以保证焊料熔融时，作用于元器件上所有焊点的表面张力（也称为润湿力）能保持平衡（即其合力为零），以利于形成理想的焊点。
以下分类讲一下不同类型元器件的焊盘设计要求：
一、片式（Chip）元件焊盘设计应掌握以下关键要素
对称性：两端焊盘必须对称，才能保证熔融焊锡表面张力平衡；对于小尺寸的元件0603、0402、0201等，两端融焊锡表面张力的不平衡，很容易引起元件形成“立碑”的缺陷。
焊盘间距：确保元件端头或引脚与焊盘恰当的搭接尺寸；
焊盘剩余尺寸：搭接后的剩余尺寸必须保证焊点能够形成弯月面；
焊盘宽度：应与元件端头或引脚的宽度基本一致。
A ：焊盘宽度
B ：焊盘长度
G ：焊盘间距
S ：焊盘剩余尺寸
在实际生产中，最常见到0402元件焊盘设计不合理，造成缺陷比较多，在这里，给大家一个0402元件的优选焊盘设计方案，这个方案在生产实际中效果比较好，缺陷率极低。
0402优选焊盘各项参数及焊盘图形：
A=0.7-0.71
B=0.38
G=0.52
S=0.14
焊盘的两端可以设计成半园形，焊接后的焊点比较饱满。
二、SOP及QFP设计原则：
1、 焊盘中心距等于引脚中心距；
2、 单个引脚焊盘设计的一般原则
Y=T+b1+b2=1.5~2mm （b1=0.3～1.0mm b2=0.3～0.7mm）
X=1~1.2W
3、 相对两排焊盘内侧距离按下式计算（单位mm）
G=F-K
式中：G—两排焊盘之间距离，
F—元器件壳体封装尺寸，
K—系数，一般取0.25mm，
SOP包括QFP的焊盘设计中，需要注意的就是上面第2条中的b1和b2两个参数。良好的焊点可以看下面的图，在这个图里，前面称为的焊点的脚趾，后面称为焊点的脚跟，一个合格的焊点，必须包含这两部分，缺一不可，而且焊点的强度也是靠这两个部位来保证的，尤其是脚跟部位。在一些设计不良的案例中，或者是b2太短，或者b1太短，导致的结果就是无法形成合格的焊点。
三、BGA的焊盘设计原则
1、PCB上的每个焊盘的中心与BGA底部相对应的焊球中心相吻合；
2、PCB焊盘图形为实心圆，导通孔不能加工在焊盘上；
3、与焊盘连接的导线宽度要一致，一般为0.15mm~0.2mm；
4、阻焊尺寸比焊盘尺寸大0.1mm~0.15mm；
5、焊盘附近的导通孔在金属化后，必须用阻焊剂进行堵塞，高度不得超过焊盘高度；
6、在BGA器件外廓四角加工丝网图形，丝网图形的线宽为0.2mm~0.25mm。
BGA器件的焊盘形状为圆形，通常PBGA焊盘直径应比焊球直径小20%。焊盘旁边的通孔，在制板时须做好阻焊，以防引起焊料流失造成短路或虚焊。BGA焊盘间距应按公制设计，由于元件手册会给出公制和英制两种尺寸标注，实际上元件是按公制生产的，按英制设计焊盘会造成安装偏差。
上面提到的PBGA是塑封体，有铅PBGA的焊球的材料为63Sn37Pb，与有铅焊料的成份是一致的，在焊接过程中与焊料同时融化，形成焊点。无铅PBGA的焊球是SAC307或SAC305，与常用的无铅焊料的成份也比较接近，在焊接中也会融化，形成焊点。
但是还有一种BGA，封装体是陶瓷，称为CBGA，CBGA的焊球是高温焊料，其熔点远远高于常见的焊料，在焊接中，CBGA的焊球是不融化的，因此，CBGA的焊盘设计与PBGA的焊盘设计是不一样的。
具体设计参数可参考下图：
四、焊盘的热隔离
SMD器件的引脚与大面积筒箔连接时，要进行热隔离处理，否则会由于元件两端热量不均衡，造成焊接缺陷。
五、再流焊工艺导通孔的设置
1、 一般导通孔直径不小于0.75mm；
2、 除SOIC、QFP、PLCC 等器件外，不能在其它元器件下面打导通孔；
3、 导通孔不能设计在焊接面上片式元件的两个焊盘中间的位置；
4、 更不允许直接将导通孔作为BGA器件的焊盘来用；
5、 导通孔和焊盘之间应有一段涂有阻焊膜的细连线相连，细连线的长度应大于0.5mm；宽度大于0.4mm。
要绝对避免在表面安装焊盘以内设置导通孔，在距表面安装焊盘0.635mm以内设置导通孔，应该通过一小段导线连接，并用阻焊剂将焊料流失通道阻断，否则容易引起“立片”或“焊料不足”等缺陷。
六、插装元器件焊盘设计
1、 孔距为5.08mm或以上的，焊盘直径不得小于3mm；
2、 孔距为2.54mm的，焊盘直径最小不应小于1.7mm；
3、 电路板上连接220V电压的焊盘间距，最小不应小于3mm；
4、 流过电流超过0.5A（含0.5A）的焊盘直径应大于等于4mm；
5、 焊盘以尽可能大一点为好，对于一般焊点，其焊盘直径最小不得小于2mm。
插装元器件焊盘孔径设计
采用波峰焊接工艺时，元件插孔孔径，一般比其引脚线径大0.1 mm- 0.3mm为宜，其焊盘的直径应大于孔径的3倍。电阻、二极管的安装孔距应设计为标准系列7.5mm、10mm、12.5mm、15mm，电解电容的安装孔距应与元件引脚距一致，三极管的安装孔距应为2.54mm。
七、采用波峰焊工艺时，贴片元件的焊盘设计
采用波峰焊焊接片式元件时，应注意“阴影效应(缺焊)、‘桥接’(短路)”的发生，对于CHIP元件，应将元件的轴向方向垂直于PCB的传送方向，小的元件应在大的元件前面，间距应大于2.5mm；
采用波峰焊工艺时焊盘设计的几个要点
1、高密度布线时应采用椭圆焊盘图形，以减少连焊；
2、为了减小阴影效应提高焊接质量，波峰焊的焊盘图形设计时对于SOT、钽电容，延伸元件体外的焊盘长度，在长度方向应比正常设计的焊盘向外扩展0.3mm；
3、对于SOP，为防止桥接，对SOP最外侧的两对焊盘加宽，以吸附多余的焊锡；或设置工艺焊盘（也称为盗锡焊盘）。工艺焊盘是个空焊盘，作用就是吸收多余的焊锡，它的位置是在沿传送方向的最后一个焊盘的后面。
八、丝印字符的设计
1、一般情况需要在丝印层标出元器件的丝印图形，丝印图形包括丝印符号、元器件位号、极性和IC的第一脚标志，高密度窄间距时可采用简化符号，特殊情况可省去元器件的位号；
2、有极性的元器件，应按照实际安装位置标出极性以及安装方向；
3、对两边或四周引出脚的集成电路，要用符号（如：小方块、小圆圈、小圆点）标出第1号管脚的位置，符号大小要和实物成比例；
4、BGA器件最好用阿拉伯数字和英文字母以矩阵的方式标出第一脚的位置；
5、对连接器类元件，要标出安装方向、1号脚的位置。
6、以上所有标记应在元件安装框外，以免焊接后遮盖，不便于检查。
7、丝印字符应清晰，大小一致，方向尽量整齐，便于查找；
8、字符中的线、符号等不得压住焊盘，以免造成焊接不良。
② BGA焊接不良率
这个不好说，对焊接不良的影响因素有以下几个，一，焊接平台的焊接参数。二，焊接人员的技术能力。三，焊接环境。
所以，要提升焊接良率，多从上述这几个方面进行改进。
③ 如何实现BGA的良好回流焊焊接
随着电子技术的发展，电子元件朝着小型化和高密集成化的方向发展。BGA元件已越来越广泛地应用到SMT装配技中来，并且随着u BGA和CSP的出现，SMT装配的难度是愈来愈大，工艺要求也愈来愈高。由于BGA的返修的难度颇大，故实现BGA的良好焊接是放在所有SMT工程人员的一个课题。这里广晟德回流焊就BGA的保存和使用环境以及焊接工艺等两大方面同大家讨论。
BGA的保存及使用
BGA元件是一种高度的温度敏感元件，所以BGA必须在恒温干燥的条件下保存，操作人员应该严格遵守操作工艺流程，避免元器件在装配前受到影响。一般来说，BGA的较理想的保存环境为20℃-25℃,湿度小于10%RH（有氮气保护更佳）。 ℃
大多数情况下，我们在元器件的包装未打开前会注意到BGA的防潮处理，同时我们也应该注意到元器件包装被打后用于安装和焊接的过程中不可以暴露的时间，以防止元器件受到影响而导致焊接质量的下降或元器件的电气性能的改变。下表为湿度敏感的等级分类，它显示了在装配过程中，一旦密封防潮包装被开，元器件必须被用于安装，焊接的相应时间。一般说来，BGA属于5级以上的湿度敏感等级。
湿度敏感等级。等级时间时间1无限制≤30ºC/85% RH2一年≤30ºC/60% RH2a四周≤30ºC/60% RH3168小时≤30ºC/60% RH472小时≤30ºC/60% RH548小时≤30ºC/60% RH5a24小时≤30ºC/60% RH6按标签时间规定≤30ºC/60% RH
如果在元器件储藏于氮气的条件下，那么使用的时间可以相对延长。大约每4-5小时的干燥氮气的作用，可以延长1小时的空气暴露时间。
在装配的过程中我们常常会遇到这样的情况，即元器件的包装被打开后无法在相应的时间内使用完毕，而且暴露的时间超过了表1中规定的时间，那么在下一次使用之前为了使元器件具有良好的可焊性，我们建议对BGA元件进行烘烤。烘烤条件下：温度为125℃，相对相湿度≤60% RH，
烘烤的温度最不要超过125℃，因为过高的温度会造成锡球与元器件连接处金相组织变化，而当这些元器件进入回流焊的阶段时，容易引起锡球与元器件封装处的脱节，造成SMT装配质量问题，我们却会认为是元器件本身的质量问题造成的。但果烘烤的温度过低，则无法起到除湿的作用。在条件允许情况下，我们建议在装配前将元器件烘烤下，有利于消除BGA的内部湿气，并且提高BGA的耐热性，减少元器件进入回流焊受到的热冲击对器件的影响。BGA元器件在烘烤后取出，自然冷却半小时才能进行装配作业。
烘烤时间封装厚度湿度敏感等级烘烤时间≤1.4MM2a 4小时 37小时 49小时 510小时 5a14小时≤2.0MM2a18小时 324小时 331小时 5a37小时≤4.0MM2a48小时 348小时 348小时 348小时 5a48小时
BGA的焊接工艺要求 在BGA的装配过程中，每一个步骤，每一样工具都会对BGA的焊接造成影响。
1.焊膏印刷
焊膏的优劣是影响表面装贴生产的一个重要环节。选择焊膏通常会考虑下几个方面：良好的印刷性好的可焊性好的可焊性低残留物。一般来说，我们采用焊膏的合金成分为含锡63％和含铅37％的低残留物型焊膏。
元器件的引脚间别具匠心越，焊膏的锡粉颗越小，相对来说印刷较发好。但并不是说选择焊膏锡粉颗越小越好，因为从焊接效果来说，锡粉颗粒大的焊膏焊接效果要比锡粉颗粒小的焊膏好。因此，我们在选择时要从各方面因素综合考虑。由于BGA的引脚间较小，丝网模板开孔较小，所以我们采用直径为45M以下的焊膏，以保证获得良好的印刷效果。
焊膏锡粉形状与颗粒直径引脚间距（MM）1.2710.80.650.50.4锡粉形状非球型球型球型球型颗粒直径（um）22-6322-6322-6322-38
印刷的丝网模板一般采用不锈钢材料。由于BGA元器件的引脚间距较小，故而钢板的厚度较薄。一般钢板的厚度为0.12MM-0.15MM。钢板的开口视元器件的情况而定，通常情况下钢板的开口略小于焊盘。
例如：外型尺寸为35MM，引脚间别具匠心为1.0MM的PBGA，焊肋直径为23MIL。我们一般将钢板的开口的大小控制在21MIL.
在印刷时，通常采用不锈钢制的60度金属刮刀。印刷的压力控制有3.5KG-10KG的范围内。压力太大和太小都对印刷不利。印刷的速度控制在10MM/SEC-25MM/SEC之间，元器件的引脚间距愈小，印刷速度愈慢。印刷后的脱离速度一般设置为1MM/SEC之间，如果是 u BGA 或CSP器件脱模速度应更慢大约为0.5MM/SEC。另外，在印刷焊要注意控制操作的环境。工作的场温度控制在25℃左右，温度控制在55％RH左右。印刷后的PCB尽量在半小时以内进入回流焊，防止焊膏在空气中显露过久而影响质量。
2.器件的放置
BGA的准确贴放很大程度上取决于贴片机的精确度，以及镜像识别系统的识别能力。就目前市场上各种品牌的多功能贴片机而言，能够放置BGA的贴片机其贴片的精确度达到0.001MM左右，所以在贴片精度上不会存在问题。只要BGA器件通过镜像识别，就可以准确的安放在印制线路板上。
然而有时通过镜像识别的BGA并非100％的焊球良好的器件，有可能某个焊球的Z方向上略小于其他焊球。为了保证焊接的良好性，我们的通常可以将BGA的器件厚度减去1-2MM，同时便用延里关闭真空系统约400毫秒，使BGA器件在安放时其焊球能够与焊膏充分接触。这样一来就可以减少BGA某个引脚空焊的现象。
不过，对于u BGA和CSP的器件我们不建议采用目述方法，以防止出现焊接不良的焊接现象的产生。
3. 回流焊
回流焊接是BGA装配过程中最难控制的步骤。因此获得较佳的回流风线是得到BGA良好焊接的关键所在。
★ 预热阶段在这一段时间内使PCB均匀受热温，并刺激助焊剂活跃。一般升温的速度不要过快，防止线路弧受热过快而产生较大的变形。我们尽量升温度控制在3℃/SEC以下,较理想的升温速度为2℃/SEC。时间控制在60-90秒之间。
★ 浸润阶段这一阶段助焊剂开始挥发。温度在150℃-180℃之间应保持60-120秒，以便助焊剂能够充分发挥其作用。升温的速度一般在0.3-0.5℃/SEC。
★ 回流阶段这一阶段的温度已经超过焊膏的溶点温度，焊膏溶化成液体，元器件引脚上锡。该阶段中温度在183℃以上的时间应控制在60-90秒之间。如果时间太少或过长都会造成焊接的质量问题。其中温度在210-220℃范围内的时间控制相当关键，一般控制在10-20秒为最佳。
★ 冷却阶段这一阶段焊膏开始凝固，元器件被固定在线路板上。同样的是降温的速度也不能够过快，一般控制在4℃/SEC以下，较理想的降温速度为3℃/SEC。由于过快的降温速度会造成线路板产生冷变形，它会引起BGA焊接的质量问题，特别是BGA外圈引脚的虚焊。
在测量回流焊接的温度曲线时，对于BGA元件其测量点应在BGA引脚与线路板之间。BGA尽量不要用高温胶带，而采用高温焊锡焊接与热电偶相固定，以保证获得较为准确的曲线数据。
总之BGA的焊接是一门十分复杂的工艺，它还受到线路板设计，设备能力等各方面因素的影响，若只顾及某一方面是远远不够的。我们还要在实际的生产过程中不断研究和探索，努力控制影响BGA焊接的各项因素，从而使焊接能达到到最好的效果。
5、有争议的一种缺陷目前尚存在争议的一个问题是关于BGA中空洞的接收标准。空洞问题并不是BGA独有的。在通孔插装及表面贴装及通孔插装组件的焊点通常都可以用目视检查看到空洞，而不用X射线。在BGA中，由于所有的焊点隐藏在封装的下面，只有使用X射线才能检查到这些焊点。当然，用X射线不仅可以检查BGA的焊点，所有的各种各样的焊点都可以检查，使用X射线，空洞很容易就可以检查出来。
那么空洞一定对BGA的可靠性有负面影响吗，7不一定。有些人甚至说空洞对于可靠性是有好处的。 IPC-7095标准"实现BGA的设计和组装过程"详述了实现BGA和的设计及组装技术。IPC-7095委员会认为有些尺寸非常小，不能完全消除的空洞可能对于可靠性是有好处的，但是多大的尺寸应该有一个界定的标准。
5.1空洞的位置及形成原因
在BGA的焊点检查中在什么位置能发现空洞呢? BGA的焊球可以分为三个层，一个是组件层(靠近BGA组件的基板)，一个是焊盘层(靠近PCB的基板)，再有一个就是焊球的中间层。根据不同的情况，空洞可以发生在这三个层中的任何一个层。
空洞是什么时候出现的呢?BGA焊球中可能本身在焊接前就带有空洞，这样在再流焊过程完成后就形成了空洞。这可能是由于焊球制作工艺中就引入了空洞，或是PCB表面涂覆的焊膏材料的问题导致的。另外电路板的设计也是形成空洞的一个主要原因。例如，把过孔设计在焊盘的下面，在焊接的过程中，外界的空气通过过孔进入熔溶状态的焊球，焊接完成冷却后焊球中就会留下空洞。
焊盘层中发生的空洞可能是由于焊盘上面印刷的焊膏中的助焊剂在再流焊接过程中挥发，气体从熔溶的焊料中逸出，冷却后就形成了空洞。焊盘的镀层不好或焊盘表面有污染都可能是在焊盘层出现空洞的原因。
通常发现空洞机率最多的位置是在组件层，也就是焊球的中央到BGA基板之间的部分。这有可能是因为PCB上面BGA的焊盘在再流焊接的过程中，存在有空气气泡和挥发的助焊剂气体，当BGA的共晶焊球与所施加的焊膏在再流焊过程中熔为一体时形成空洞。如果再流温度曲线在再流区时间不够长，空气气泡和助焊剂中挥发的气体来不及逸出，熔溶的焊料已经进入冷却区变为固态，便形成了空洞。所以，再流温度曲线是形成空洞的种原因。共晶焊料63Sn／37Pb的BGA最易出现空洞， 而成分为10Sn／90Pb的非共晶高熔点焊球的BGA，熔点为302℃，一般基本上没有空洞，这是因为在焊膏熔化的再流焊接过程中BGA上的焊球不熔化。
5.2空洞的接收标准
空洞中的气体存在可能会在热循环过程中产生收缩和膨胀的应力作用空洞存在的地方便会成为应力集中点，并有可能成为产生应力裂纹的根本原因。
IPC-7095中规定空洞的接收／拒收标准主要考虑两点：就是空洞的位置及尺寸。空洞不论是存在什么位置，是在焊料球中间或是在焊盘层或组件层，视空洞尺寸及数量不同都会造成质量和可靠性的影响。焊球内部允许有小尺寸的焊球存在。空洞所占空间与焊球空间的比例可以按如下方法计算：例如空洞的直径是焊球直径的50％，那么空洞所占的面积是焊球的面积的25％。lPC标准规定的接收标准为：焊盘层的空洞不能大于10％的焊球面积，也即空洞的直径不能超过30％的焊球直径。当焊盘层空洞的面积超过焊球面积的25％时，就视为一种缺陷，这时空洞的存在会对焊点的机械或电的可靠性造成隐患。在焊盘层空洞的面积在1O％～25％的焊球面积时，应着力改进工艺，消除或减少空洞。还有详细待续http://www.huiliuhan.cn/show-212-616.html
④ 什么叫BGA焊接
随着手机的体积越来越小， 内部的集成程度也越来越高，而且现在的手机中几乎都采用了球栅阵列封装模块，也就是我们通常所说的BGA。这种模块是以贴片形式焊接在主板上的。对维修人员来说，熟练的掌握热风枪，成为修复这种模块的必修课程。
1。BGA模块的耐热程度以及热风枪温度的调节技巧， BGA模块利用封装的整个底部来与电路板连接。不是通过管脚焊接，而是利用焊锡球来焊接。模块缩小了体积， 手机也就相对的缩小了体积， 但这种模块的封装形式也决定了比较容易虚焊的特性，手机厂家为了加固这种模块，往往采用滴胶方法。这就增加了维修的难度。对付这种胶封模块，我们要用热风枪吹很长时间才能取下模块，往往在吹焊过程中， 拆焊的温度掌握不好，模块拆下来也因为温度太高而损坏了。 那么怎样有效的调节风枪温度。即能拆掉模块又损坏不了呢！跟大家说几种机型中常用的BGA模块的耐热温度和焊接时要注意的事项。 摩托罗拉V998的CPU,大家肯定很熟悉吧，这种模块大多数是用胶封装的。这种模块的耐热程度比较高， 风枪温度一般不超过400度不会损坏它，我们对其拆焊时可以调节风枪温度到350-400度，均匀的对其表面进行加热，等CPU下有锡球冒出的时候，说明底下的焊锡已经全部融化，这时就可以用镊子轻轻的撬动它，从而安全的取下 。跟这种模块的焊接方法差不多的模块还用诺基亚8210/3310系列的CPU,不过这种CPU封装用的胶不太一样，大家要注意拆焊时封胶对主板上引脚的损害。 西门子3508音频模块和1118的CPU。这两种模块是直接焊接在主板上的， 但它们的耐热程度很差，一般很难承受350度以上的高温，尤其是1118的cpu.焊接时一般不要超过300度。我们焊接时可以在好CPU上放一块坏掉的CPU.从而减少直接吹焊模块引起的损害。吹焊时间可能要长一些， 但成功率会高一些。 2，主板上面掉点后的补救方法。 刚开始维修的朋友，在拆用胶封装的模块时，肯定会碰到主板上掉点。如过掉的焊点不是很多，我们可以用连线做点的方法来修复，在修复这种掉点的故障中，我用天目公司出的绿油做为固定连线的固化剂。
主板上掉的点基本上有两种，一种是在主板上能看到引脚，这样的比较好处理一些，直接用线焊接在引脚上，保留一段合适的线做成一个圆型放在掉点位置上即可，另一种是过孔式焊点，这种比较难处理一些，先用小刀将下面的引脚挖出来，再用铜线做成焊点大小的圈，放在掉点的位置。再加上一个焊锡球，用风枪加热。从而使圈和引脚连在一起。 接下来就是用绿油固化了，涂在处理好的焊盘上，用放大镜在太阳下聚光照上几秒钟，固化程度比用热风枪加热一天的还要好。 主板上掉了焊点， 我们用线连好，清理干净后。在需要固定或绝缘的地方涂上绿油，
拿到外面，用放大镜照太阳聚光照绿油。几秒钟就固化。
3.焊盘上掉点时的焊接方法。 焊盘上掉点后，先清理好焊盘， 在植好球的模块上吹上一点松香，然后放在焊盘上， 注意不要放的太正， 要故意放的歪一点， 但不要歪的太厉害，然后加热，等模块下面的锡球融化后，模块会自动调正到焊盘上， 焊接时要注意不要摆动模块。 另外，在植锡时，如果锡浆太薄， 可以取出一点放在餐巾纸，把助焊剂吸到纸上， 这样的锡浆比较好用！