技術原理
BGA焊接采用的回流焊的原理。這裡介紹一下錫球在焊接過程中的回流機理。
當錫球至于一個加熱的環境中，錫球回流分為三個階段：
預熱
首先，用于達到所需粘度和絲印性能的溶劑開始蒸發，溫度上升必需慢（大約每秒5°C），以限制沸騰和飛濺，防止形成小錫珠，還有，一些元件對内部應力比較敏感，如果元件外部溫度上升太快，會造成斷裂。
助焊劑（膏）活躍，化學清洗行動開始，水溶性助焊劑（膏）和免洗型助焊劑（膏）都會發生同樣的清洗行動，隻不過溫度稍微不同。将金屬氧化物和某些污染從即将結合的金屬和焊錫顆粒上清除。好的冶金學上的錫焊點要求“清潔”的表面。
當溫度繼續上升，焊錫顆粒首先單獨熔化，并開始液化和表面吸錫的“燈草”過程。這樣在所有可能的表面上覆蓋，并開始形成錫焊點。
回流
這個階段最為重要，當單個的焊錫顆粒全部熔化後，結合一起形成液态錫，這時表面張力作用開始形成焊腳表面，如果元件引腳與PCB焊盤的間隙超過4mil（1mil=千分之一英寸），則極可能由于表面張力使引腳和焊盤分開，即造成錫點開路。
冷卻
冷卻階段，如果冷卻快，錫點強度會稍微大一點，但不可以太快否則會引起元件内部的溫度應力。
工藝方法
在焊接BGA之前，PCB和BGA都要在80℃～90℃，10～20小時的條件下在恒溫烤箱中烘烤，目的是除潮，更具受潮程度不同适當調節烘烤溫度和時間。沒有拆封的PCB和BGA可以直接進行焊接。特别指出，在進行以下所有操作時，要佩戴靜電環或者防靜電手套，避免靜電對芯片可能造成的損害。
在焊接BGA之前，要将BGA準确的對準在PCB上的焊盤上。
這裡采用兩種方法：光學對位和手工對位。目前主要采用的手工對位，即将BGA的四周和PCB上焊盤四周的絲印線對齊。這裡有個訣竅：在把BGA和絲印線對齊的過程中，即使沒有完全對齊，即使錫球和焊盤偏離30%左右，依然可以進行焊接。
因為錫球在融化過程中，會因為它和焊盤之間的張力而自動和焊盤對齊。在完成對齊的操作以後，将PCB放在BGA返修工作站的支架上，将其固定，使其和BGA返修工作站水平。選擇合适的熱風噴嘴（即噴嘴大小比BGA大小略大），然後選擇對應的溫度曲線，啟動焊接，待溫度曲線完畢，冷卻，便完成了BGA的焊接。
在生産和調試過程中，難免會因為BGA損壞或者其他原因更換BGA。BGA返修工作站同樣可以完成拆卸BGA的工作。拆卸BGA可以看作是焊接BGA的逆向過程。所不同的是，待溫度曲線完畢後，要用真空吸筆将BGA吸走，之所以不用其他工具，比如鑷子，是因為要避免因為用力過大損壞焊盤。
将取下BGA的PCB趁熱進行除錫操作（将焊盤上的錫除去），為什麼要趁熱進行操作呢？因為熱的PCB相當與預熱的功能，可以保證除錫的工作更加容易。這裡要用到吸錫線，操作過程中不要用力過大，以免損壞焊盤，保證PCB上焊盤平整後，便可以進行焊接BGA的操作了。
取下的BGA可否再次進行焊接呢？答案是肯定的。但在這之前有個關鍵步驟，那就是植球。植球的目的就是将錫球重新植在BGA的焊盤上，可以達到和新BGA同樣的排列效果。
質量檢查
目前對電路闆焊接焊接質量的檢查方法有目視法、紅外探測法、在線測試法等。在這幾種方法中，最經濟、最常用的是目視法，它經濟方便、簡單可行。其它幾種方法需一定的設備支持。它們雖投資較大，但可保證高的檢查可靠性。
目視法
目視法靠人的眼睛直接觀察焊點表面的焊接情況，可檢查出潤濕性不良、焊錫量不适宜、焊盤脫落、橋接、小錫球濺出、焊點無光澤以及漏焊等焊接缺陷。目視法最簡易的工具是放大鏡，一般使用帶燈的5~10倍固定式放大鏡。
它完全适用于密度不高的電路闆焊接的檢查。這種工具的缺點是檢查人員易疲勞，而較好的目視檢查儀器是攝像式屏幕顯示檢查儀，它的放大倍數可調，最多可達80一90倍。它通過CCD把闆子的焊接部位顯示在屏幕上，人們可以像看電視一樣觀察屏幕。較高檔次的檢查儀可在兩個方向自動移動電路闆焊接，也可自動定位，實現對PCBA關鍵部位的檢查。配上錄像機，可記錄檢查結果。
紅外探測法
紅外探測法利用紅外光束向電路闆焊接焊點輻射熱量，再檢測焊點熱量釋放曲線是否正常，從而判别該焊點内部是否有空洞，達到間接檢查焊接質量的目的。這種檢查方法适合于大批量、自動焊接，且焊盤一緻性好、元器件體積差别不大的情況。否則，其它因素對于焊點散熱特性影響太大。誤檢率就會增大。由于這種檢測方法受到的限制條件較多，畢竟任何一種電路闆焊接的焊點大小都會有差别。因此，在電子産品檢測中應用較少。
X光透視法
X光透視法利用X光透過焊料的能力沒有透過銅、矽、FR一4等材料的能力強的特點來顯示焊接厚度、形狀及質量的密度分布等。這種檢測方法适用于看不到的焊點(即隐性焊接)。它将待測電路闆焊接置于X光的通道中，在顯示屏上可以看出焊點焊料阻礙X光通過所形成的焊點輪廓。
在線測試法
在線測試法是用在線測試儀實現的，它通過測試儀上稱作“針床”的信号連接部件把電路闆焊接上的測試點與測試儀連通。可以檢查電路闆焊接的開路、短路及故障元件，也可檢查元件的功能，如電阻電容的數值、晶體管的極性等。通過IC的浮腳測試方法可檢查出IC的虛焊管腳。如果電路闆的元器件密度大，不好設置所需的測試點，可以利用邊界掃描技術，把那些測試點通過設計的測試電路彙集到電路闆焊接的邊緣連接器，使在線測試儀能測到所需的各個位置的點。
在線測試法是一種電信号測試法。它可以檢查電路闆焊接的焊裝狀态，這種檢查非常接近于實用情況，一般經過在線測試的電路闆焊接就可以裝機使用，但它不能給出焊裝的質量結果，沒有直觀地進行焊點可靠性檢查。
應用
《高可靠性BGA回流焊接工藝技術研究》借助多種單因子試驗分析，确定了對BGA回流焊接工藝影響力較大的影響因素即PCB厚度以及BGA厚度，借助各個影響因子的交互試驗分析方法以及宏觀技術和微觀技術檢測手段，最終形成了8種适合目前某軍工單位所有BGA類型器件生産焊接的工藝參數。
借助數理統計對試驗數據進行分析，以回流區的峰值溫度和回流時間作為因變量，印制闆的厚度、BGA器件的厚度與面積作為自變量，導出自變量與因變量之間的函數關系，最終得到各個關鍵因素對BGA生産焊接的影響規律，方便對BGA焊接質量進行把控。
本次《高可靠性BGA回流焊接工藝技術研究》對某軍工單位BGA焊接工藝進行了技術研究，最終形成了8條适合目前某軍工單位BGA生産焊接的工藝參數，解決了某軍工單位采用熱風紅外回流焊進行BGA回流焊接時，焊接效果不良的工藝技術難題，在提高BGA回流焊接質量以及生産效率的同時，保證了BGA回流焊接質量的高可靠性，提高了軍工産品的可靠性。
