双面BGA回流焊接温度曲线设置指南：深圳1943科技专业解决方案

在表面贴装技术（SMT）领域，双面BGA回流焊接是最高难度的工艺之一。作为深圳1943科技的专业工程师，我们深知不恰当的温度曲线会导致BGA焊点空洞、移位甚至损坏，良率可能下降至90%以下。

本文将深入探讨双面BGA回流焊接温度曲线的设置方法，帮助您提升焊接质量和生产效率。

双面BGA回流焊接的挑战

双面BGA板在回流焊接过程中面临多重挑战：第一面焊接完成后需经历第二次高温回流，容易导致已焊接的BGA焊点二次熔融，引起移位或可靠性下降；BGA体积大、热容量高，其实际焊接温度往往比其他小型元件低8℃左右；双面板两侧温度分布不均匀，容易产生热应力，导致焊盘坑裂。

回流焊接温度曲线的四个关键阶段

1. 预热区

预热区是从室温提升到活性温度的阶段，目标是使焊膏中的溶剂适度挥发，破坏金属氧化膜，为后续焊接做好准备。这个阶段的升温速率至关重要：过快会产生热冲击，导致基板和器件受损；过慢则溶剂挥发不充分，影响焊接质量。

根据深圳1943科技的经验，最佳升温速率应控制在1～3℃/秒，最大不超过4℃/秒。对于双面BGA板，特别是带有大型BGA元件的板卡，我们建议采用较为保守的1～2℃/秒升温速率，以减少热应力。

2. 保温区

保温区（也称活性区）是温度从约140℃上升到170℃的过程。此阶段的主要目的是使PCB各个区域的温度趋于均匀，减少温差，同时激活助焊剂，清除焊盘、焊料球及元件引脚上的氧化物。

保温区一般占加热通道的33～50%，持续时间约40～120秒。对于双面BGA板，适当延长保温时间（80-120秒）有助于减少BGA焊点中的空洞，特别是当板厚超过1.6mm或有多层BGA布局时。

3. 回流区

回流区是焊料熔化的关键阶段，温度需上升至焊料熔点以上，完成浸润过程。此阶段的温度设置尤为关键：峰值温度过低会导致冷焊；过高则会损伤元器件或PCB。

典型峰值温度一般为205～230℃。对于无铅工艺，峰值温度应维持在230～245℃，液相线以上时间（TAL）应为60～90秒。深圳1943科技建议，对于双面板的第二面焊接，峰值温度应比第一面低5～10℃，以保护第一面已焊接的BGA元件。

4. 冷却区

冷却区是焊点凝固成型的关键阶段。快速降温有助于得到明亮的焊点，并有好的完整性和低的接触角度。但过快的冷却会导致元件和基板间温度梯度太大，产生热膨胀不匹配。

最佳冷却速率约为4℃/秒。对于双面BGA板，特别是厚板或高密度板，适当降低冷却速率到1.5℃/秒可减少层压板应变，降低焊盘坑裂风险。

双面BGA回流焊接温度曲线的特殊设置

第一面与第二面焊接的区别

双面BGA板的两面焊接需要不同的温度曲线策略：

• 第一面焊接：可以采用标准的温度曲线，峰值温度可设置在推荐范围的上限（如无铅工艺240-245℃）
• 第二面焊接：需采用“温和”的温度曲线，峰值温度应设置在推荐范围的下限（如无铅工艺230-235℃），减少对第一面焊点的热影响

根据深圳1943科技的实际测试数据，第二面焊接时，PCB反面的最高温度不应超过焊膏熔化温度（179℃），以防止第一面小型元件的脱落或移位。

BGA元件的特殊考虑

BGA元件由于体积大、热容量高，其实际焊接温度比板面测量温度低约5～8℃。因此，测量BGA焊点温度时必须将热电偶伸入到BGA体下方，而不是仅放在BGA外侧。

深圳1943科技采用在PCB上开小槽的方法，将热电偶伸入BGA下方，直接测量焊点处的实际温度。这一措施使我们能够精确控制BGA的焊接温度，将其与其它组件温度相兼容。

温度曲线的测试与优化方法

热电偶选择与安装

温度曲线测试推荐使用K型热电偶，偶丝直径0.1～0.3mm为宜。安装热电偶时，应选取能代表SMA组件上温度变化的测试点，一般至少应选取三点：温度最高点（通常是SMA与传送方向相垂直的无元件边缘中心处）、温度最低点（通常是SMA靠近中心部位的大型元器件处）以及中间点。

固定热电偶的最佳方法是使用高温焊料，如银锡合金，焊点应尽可能小。也可以使用热化合物斑点覆盖热电偶，然后用高温胶带粘贴。

测试与优化流程

深圳1943科技采用以下系统化流程测试和优化温度曲线：

1. 根据PCB特性设定初始传送带速度，通常使总加热时间在3-4分钟
2. 初步设定各温区温度，基于焊膏供应商推荐曲线和PCB特性
3. 在炉温稳定后，进行首次温度曲线测试
4. 分析实测曲线与理想曲线的差异，调整炉温设置
5. 重复测试和调整，直到实测曲线符合要求
6. 使用实际单板焊接验证，确认后存储为正式程序

根据我们的经验，开发一个优化的温度曲线通常需要2～3次“设置-测试”循环。

深圳1943科技的专业实践建议

针对不同情形的设置分类

根据PCB的类型和复杂度，深圳1943科技将回流焊设置分为三类：

• A类设置：单面回流焊产品，双面回流焊第一面（不带BGA产品）
• B类设置：普通双面回流焊的第二面
• C类设置：所有带BGA的产品

对于双面BGA板，第一面采用C类设置，第二面则采用特殊的“双面BGA”设置，既保证第二面焊接质量，又保护第一面BGA焊点。

提高良率的关键参数

根据深圳1943科技的内部数据，通过优化以下关键参数，双面BGA焊接良率可从90%提升至99.9%以上：

• 预热速率：严格控制在1-2℃/秒，减少BGA内部应力
• 保温时间：延长至100-140秒，确保温度均匀性
• 峰值温度：第一面235-245℃，第二面225-235℃（无铅工艺）
• 高于液相线时间：严格控制为60-90秒，避免焊点脆化
• 冷却速率：2-4℃/秒，平衡焊点完整性与热应力

结语

双面BGA回流焊接温度曲线的设置是SMT工艺中的关键技术，直接影响产品的可靠性和良率。通过科学的温度曲线设计、精密的测试和持续的优化，深圳1943科技已帮助很多客户解决了双面BGA焊接的难题。

正确的温度曲线不仅能提升产品质量，还能降低生产成本，提高市场竞争力。如果您在双面BGA焊接过程中遇到任何问题，欢迎联系深圳1943科技的技术团队，我们将为您提供专业的解决方案。