在表面貼裝技術（SMT）領域，雙面BGA回流焊接是最高難度的工藝之一。作為深圳1943科技的專業工程師，我們深知不恰當的溫度曲線會導致BGA焊點空洞、移位甚至損壞，良率可能下降至90%以下。

本文將深入探討雙面BGA回流焊接溫度曲線的設置方法，幫助您提升焊接質量和生產效率。

雙面BGA回流焊接的挑戰

雙面BGA板在回流焊接過程中面臨多重挑戰：第一面焊接完成后需經歷第二次高溫回流，容易導致已焊接的BGA焊點二次熔融，引起移位或可靠性下降；BGA體積大、熱容量高，其實際焊接溫度往往比其他小型元件低8℃左右；雙面板兩側溫度分布不均勻，容易產生熱應力，導致焊盤坑裂。

回流焊接溫度曲線的四個關鍵階段

1. 預熱區

預熱區是從室溫提升到活性溫度的階段，目標是使焊膏中的溶劑適度揮發，破壞金屬氧化膜，為后續焊接做好準備。這個階段的升溫速率至關重要：過快會產生熱沖擊，導致基板和器件受損；過慢則溶劑揮發不充分，影響焊接質量。

根據深圳1943科技的經驗，最佳升溫速率應控制在1～3℃/秒，最大不超過4℃/秒。對于雙面BGA板，特別是帶有大型BGA元件的板卡，我們建議采用較為保守的1～2℃/秒升溫速率，以減少熱應力。

2. 保溫區

保溫區（也稱活性區）是溫度從約140℃上升到170℃的過程。此階段的主要目的是使PCB各個區域的溫度趨于均勻，減少溫差，同時激活助焊劑，清除焊盤、焊料球及元件引腳上的氧化物。

保溫區一般占加熱通道的33～50%，持續時間約40～120秒。對于雙面BGA板，適當延長保溫時間（80-120秒）有助于減少BGA焊點中的空洞，特別是當板厚超過1.6mm或有多層BGA布局時。

3. 回流區

回流區是焊料熔化的關鍵階段，溫度需上升至焊料熔點以上，完成浸潤過程。此階段的溫度設置尤為關鍵：峰值溫度過低會導致冷焊；過高則會損傷元器件或PCB。

典型峰值溫度一般為205～230℃。對于無鉛工藝，峰值溫度應維持在230～245℃，液相線以上時間（TAL）應為60～90秒。深圳1943科技建議，對于雙面板的第二面焊接，峰值溫度應比第一面低5～10℃，以保護第一面已焊接的BGA元件。

4. 冷卻區

冷卻區是焊點凝固成型的關鍵階段。快速降溫有助于得到明亮的焊點，并有好的完整性和低的接觸角度。但過快的冷卻會導致元件和基板間溫度梯度太大，產生熱膨脹不匹配。

最佳冷卻速率約為4℃/秒。對于雙面BGA板，特別是厚板或高密度板，適當降低冷卻速率到1.5℃/秒可減少層壓板應變，降低焊盤坑裂風險。

雙面BGA回流焊接溫度曲線的特殊設置

第一面與第二面焊接的區別

雙面BGA板的兩面焊接需要不同的溫度曲線策略：

• 第一面焊接：可以采用標準的溫度曲線，峰值溫度可設置在推薦范圍的上限（如無鉛工藝240-245℃）
• 第二面焊接：需采用“溫和”的溫度曲線，峰值溫度應設置在推薦范圍的下限（如無鉛工藝230-235℃），減少對第一面焊點的熱影響

根據深圳1943科技的實際測試數據，第二面焊接時，PCB反面的最高溫度不應超過焊膏熔化溫度（179℃），以防止第一面小型元件的脫落或移位。

BGA元件的特殊考慮

BGA元件由于體積大、熱容量高，其實際焊接溫度比板面測量溫度低約5～8℃。因此，測量BGA焊點溫度時必須將熱電偶伸入到BGA體下方，而不是僅放在BGA外側。

深圳1943科技采用在PCB上開小槽的方法，將熱電偶伸入BGA下方，直接測量焊點處的實際溫度。這一措施使我們能夠精確控制BGA的焊接溫度，將其與其它組件溫度相兼容。

溫度曲線的測試與優化方法

熱電偶選擇與安裝

溫度曲線測試推薦使用K型熱電偶，偶絲直徑0.1～0.3mm為宜。安裝熱電偶時，應選取能代表SMA組件上溫度變化的測試點，一般至少應選取三點：溫度最高點（通常是SMA與傳送方向相垂直的無元件邊緣中心處）、溫度最低點（通常是SMA靠近中心部位的大型元器件處）以及中間點。

固定熱電偶的最佳方法是使用高溫焊料，如銀錫合金，焊點應盡可能小。也可以使用熱化合物斑點覆蓋熱電偶，然后用高溫膠帶粘貼。

測試與優化流程

深圳1943科技采用以下系統化流程測試和優化溫度曲線：

1. 根據PCB特性設定初始傳送帶速度，通常使總加熱時間在3-4分鐘
2. 初步設定各溫區溫度，基于焊膏供應商推薦曲線和PCB特性
3. 在爐溫穩定后，進行首次溫度曲線測試
4. 分析實測曲線與理想曲線的差異，調整爐溫設置
5. 重復測試和調整，直到實測曲線符合要求
6. 使用實際單板焊接驗證，確認后存儲為正式程序

根據我們的經驗，開發一個優化的溫度曲線通常需要2～3次“設置-測試”循環。

深圳1943科技的專業實踐建議

針對不同情形的設置分類

根據PCB的類型和復雜度，深圳1943科技將回流焊設置分為三類：

• A類設置：單面回流焊產品，雙面回流焊第一面（不帶BGA產品）
• B類設置：普通雙面回流焊的第二面
• C類設置：所有帶BGA的產品

對于雙面BGA板，第一面采用C類設置，第二面則采用特殊的“雙面BGA”設置，既保證第二面焊接質量，又保護第一面BGA焊點。

提高良率的關鍵參數

根據深圳1943科技的內部數據，通過優化以下關鍵參數，雙面BGA焊接良率可從90%提升至99.9%以上：

• 預熱速率：嚴格控制在1-2℃/秒，減少BGA內部應力
• 保溫時間：延長至100-140秒，確保溫度均勻性
• 峰值溫度：第一面235-245℃，第二面225-235℃（無鉛工藝）
• 高于液相線時間：嚴格控制為60-90秒，避免焊點脆化
• 冷卻速率：2-4℃/秒，平衡焊點完整性與熱應力

結語

雙面BGA回流焊接溫度曲線的設置是SMT工藝中的關鍵技術，直接影響產品的可靠性和良率。通過科學的溫度曲線設計、精密的測試和持續的優化，深圳1943科技已幫助很多客戶解決了雙面BGA焊接的難題。

正確的溫度曲線不僅能提升產品質量，還能降低生產成本，提高市場競爭力。如果您在雙面BGA焊接過程中遇到任何問題，歡迎聯系深圳1943科技的技術團隊，我們將為您提供專業的解決方案。