一般来说只要有在SMT生产打滚过的工程师，他们大多不喜欢生产有双面BGA设计的PCB，因为板子上有BGA的存在本身就已经不太容易生产了，而双面都有BGA设计的板子又比只有单面BGA设计的PCB更容易产生不良品。

有不良品就意味着有无穷无尽的改善得做，而且BGA重工通常费时又费劲，重工后还不一定就可用，你说有那个SMT工程师犯傻了。

 

那为什么双面BGA的PCB较容易出现不良品呢？

正常情况BGA零件通常会被安排在第二面才过Reflow，这是为了避免第一面Reflow的缺点在第二面Reflow时被放大，这些缺点包含BGA焊球孔洞(void)比率增加、HIP或WNO空假焊比率增加、焊点脆化、BGA零件掉落等主要问题，次要问题是双面BGA的板子维修不易。
 

二次回焊后BGA焊球孔洞(void)比率增加

一般认为是这因为二次回焊时，BGA锡球可能重新熔融，让原本散布于BGA内的许多细小孔洞(micro-void)有机会重新聚集成为一个较大的孔洞(void)，当锡球的Void越大，就表示锡球的可靠性越差，IPC-7095内有规定孔洞不得大于一定的百分比，因为一旦产品受到落下、振动等外力影响时有孔洞的锡球断裂机率就越高。

BGA锡球的孔洞(void)可不仅仅是那些肉眼可以看到的而已，有专家针对BGA锡球的孔洞分成了下列几类：

▪　Marco Voids：锡膏中助焊剂所行程的孔洞。

▪　Planar Micro-voids：一般出现于SMD(Solder-Mask-Defined)的板子，因为锡膏有机会印刷于防焊层，防焊层与焊垫之间的高度差与防焊表面粗糙度所形成的孔洞。

▪　Shrinkage Voids：锡球外壁的小洞。

▪　Micro-Via Voids：焊垫/焊盘上via形成的孔洞。

▪　IMC Micro-voids：IMC层长时间或多次热循环后老化形成于IMC附近的孔洞。

▪　Pinhole Micro-voids：这类孔洞一般出现在IMC层，由电路板上金属层原本的细小孔洞所形成。

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何谓IMC (Intermetallic Compound)？IMC与PCB焊接强度有何关系？

目前应该是无法完全避免BGA锡球孔洞(voids)的发生，不过可以在回焊炉内加氮气(N2)来增加焊锡的润湿性并降低锡球孔洞的发生率。
 

二次回焊后，焊点脆化，承受落摔能力变差

这个应该是属于信赖度的问题，而且属于不可逆的反应，更甚的这一般在制造工厂是测试不出来的。

这是因为每经过一次Reflow就是对焊锡的再一次加热，而每一次的加热都会让IMC层变得更厚，也就是老化，铜基地的IMC (InterMetallic Compound) 还会从原本的良性Cu6Sn5转变为劣性的Cu3Sn。不论是哪种金属基地的PCB，当IMC变得越来越厚，就表示焊锡变得越脆，也越无法承受落下时的冲击力。

可以把IMC想像成砖块间的水泥，不同的砖块分属不同的金属，其间必须形成类似水泥的IMC才能互相连接在一起，如果水泥层越厚（IMC层越厚），当砖块承受到推拉应力时，就越容易从水泥层断裂，在焊接中就是IMC层。

想进一步了解IMC请参考【PCB焊接强度与IMC观念】一文。
 

BGA零件于第二面回焊时掉落的风险

正常情况下打在第一面的BGA零件应该不至于在第二面过炉时掉落到回焊炉内的，深圳宏力捷打过ARM CPU也没有掉件过，不过如果有重量比较重的BGA就难说了。

不过看网络上偶尔还是会有网友会提问，如果有看文的朋友有实际发生的案例可以提出来一起讨论。

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如果无法避免双面BGA的设计出现，那有没有什么比较好的建议可以降低其风险呢？

老实说深圳宏力捷还未发现有这方面的工业标淮，不过根据以上篇幅说明双面BGA的缺点，深圳宏力捷有以下的建议：

▪　尽可能少放BGA零件于第一面Reflow。

▪　将重量比较轻、尺寸比较小、锡球pitch比较大的BGA设置在第一面。

▪　将比较重要的BGA零件（如CPU）设置在第二面Reflow。

▪　尽量不要将BGA零件设置于PCB的正中心，因为正中心通常是PCB变形最严重的位置。