BGA焊接温区划分

首先来了解下什么是BGA。

BGA的全称是Ball Grid Array（球栅阵列结构的PCB），它是集成电路采用有机载板的一种封装法。它具有：①封装面积减少②功能加大，引脚数目增多③PCB板溶焊时能自我居中，易上锡④可靠性高⑤电性能好，整体成本低等特点。有

BGA的PCB板一般小孔较多，大多数客户BGA下过孔设计为成品孔直径8~12mil，BGA处表面贴到孔的距离以规格为31.5mil为例，一般不小于10.5mil。BGA下过孔需塞孔，BGA焊盘不允许上油墨，BGA焊盘上不钻孔。

对于BGA的焊接，我们是采用BGA Rework Station（BGA返修工作站）进行焊接的。不同厂商生产的BGA返修工作站采用的工艺原理略有不同，但大致是相同的。这里先介绍一下温度曲线的概念。BGA上的锡球，分为无铅和有铅两种。有

铅的锡球熔点在183℃～220℃，无铅的锡球熔点在235℃～245℃.

从以上两个曲线可以看出，焊接大致分为预热，保温，回流，冷却四个区间（不同的BGA返修工做站略有不同）无论有铅焊接还是无铅焊接，锡球融化阶段都是在回流区，只是温度有所不同，回流以前的曲线可以看作一个缓慢升温和保温

的过程。明白了这个基本原理，任何BGA返修工作站都可以以此类推。这里，介绍一下这几个温区：

1. 预热区

也叫斜坡区，用来将PCB的温度从周围环境温度提升到所须的活性温度。在这个区，电路板和元器件的热容不同，他们的实际温度提升速率不同。电路板和元器件的温度应不超过每秒2～5℃速度连续上升，如果过快，会产生热冲击，电路

板和元器件都可能受损，如陶瓷电容的细微裂纹。而温度上升太慢，焊膏会感温过度，溶剂挥发不充分，影响焊接质量。炉的预热区一般占整个加热区长度的15～25 %。

2. 保温区

有时叫做干燥或浸湿区，这个区一般占加热区的30 ～ 50 %。应注意的是PCB上所有元件在这一区结束时应具有相同的温度，否则进入到回流区将会因为各部分温度不均产生各种不良焊接现象。一般普遍的活性温度范围是120～150℃，如

果活性区的温度设定太高，助焊剂（膏）没有足够的时间活性化，温度曲线的斜率是一个向上递增的斜率。

3. 回流区

有时叫做峰值区或最后升温区，这个区的作用是将PCB的温度从活性温度提高到所推荐的峰值温度。典型的峰值温度范围是焊膏合金的熔点温度加40℃左右，回流区工作时间范围是20 - 50s。这个区的温度设定太高会使其温升斜率超过每秒

2～5℃，或使回流峰值温度比推荐的高，或工作时间太长可能引起PCB的过分卷曲、脱层或烧损，并损害元件的完整性。回流峰值温度比推荐的低，工作时间太短可能出现冷焊等缺陷。

4. 冷却区

这个区中焊膏的锡合金粉末已经熔化并充分润湿被连接表面，应该用尽可能快的速度来进行冷却，这样将有助于合金晶体的形成，得到明亮的焊点，并有较好的外形和低的接触角度。冷却段降温速率一般为3～10 ℃/ S。