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IC封裝基板

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BGA焊盤設計標準及基本規則
2021-06-11
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BGA器件的封裝結構按焊點形狀分為兩類:球形焊點和柱狀焊點。BGA封裝技術是采用將圓型或者柱狀焊點隱藏在封裝體下面,其特點是引線間距大、引線長度短。


BGA焊盤設計


據統計,在表面貼裝技術中,70%的焊接缺陷是由設計原因造成的。BGA:卷片組裝技術也不例外,隨著BGA芯片的錫球直徑逐漸向0.5mm、0.45 mm、0.30 mm等小型化發展,印制板上焊盤的大小及形狀直接關系到BGA芯片與印制板的可靠連接,焊盤設計對錫球焊接質量影響也逐漸增大。對同樣的BGA芯片(球徑0.5 mm,間距0.8 mm)采用相同的焊接工藝分別焊接在直徑為0.4 mm、0.3 mm的印制板焊盤上,驗證結果為后者出現BGA虛焊的比例高達8%。因此,BGA焊盤設計直接關系到BGA的焊接質量。標準的BGA焊盤設計如下:


A、阻焊層設計


設計形式一:阻焊層圍繞銅箔焊盤并留有間隙;焊盤間引線和過孔全部阻焊。




設計形式二:阻焊層在焊盤上,焊盤銅箔直徑比阻焊開孔尺寸大。


這兩種阻焊層設計中,一般優選設計形式一,其優點是銅箔直徑比阻焊尺寸容易控制,且BGA焊點應力集中較小,焊點有充分的空間沉降,增加了焊點的可靠。


B、焊盤設計圖形及尺寸


BGA焊盤與過孔采用印制線連接,杜絕過孔直接與焊盤連接或直接開在焊盤上。


BGA焊盤設計的一般規則:


(1)焊盤直徑既能影響焊點的可靠性又能影響元件的布線。焊盤直徑通常小于焊球直徑,為了獲得可靠的附著力,


一般減少20%--25%。焊盤越大,兩焊盤之間的布線空間越小。如1.27mm間距的BGA封裝,采用0.63mm直徑焊盤,在焊盤之間可以安排2根導線通過,線寬125微米。如果采用0.8 mm的焊盤直徑,只能通過1根線寬為125微米的導線。


(2)下列公式給出了計算兩焊盤間布線數,其中P為封裝間距、D為焊盤直徑、n為布線數、x為線寬。P-D≥(2n+1)x


(3)通用規則為PBGA基板上的焊盤和PCB上焊盤直徑相同。


(4)CBGA的焊盤設計要保證模板開口使焊膏漏印量≥0.08mm3。這是最小要求,才能保證焊點的可靠性。所以CBGA的焊盤要比PBGA大