高速pcb設(shè)計(jì)指南之二-wenkub
2023-07-19 10:20:16 本頁(yè)面
【正文】 接觸點(diǎn)排列的統(tǒng)一方形封裝系列。方形輪廓覆蓋的尺寸從７．０－５０．０，三種接觸點(diǎn)間隔 － １．５０，１．２７和１．００ｍｍ。 在該文件中詳細(xì)敘述的柵格陣列封裝外形在ＪＥＤＥＣ的９５出版物中提供。每一個(gè)制造商都將企圖將其特殊的結(jié)構(gòu)勝任用戶所定義的應(yīng)用。當(dāng)為ＢＧＡ元件建立接觸點(diǎn)布局和引線排列時(shí)，封裝開(kāi)發(fā)者必須考慮芯片設(shè)計(jì)以 及芯片塊的尺寸和形狀。為密間距 ｆｉｎｅ ｐｉｔｃｈ 開(kāi)發(fā)焊盤的設(shè)計(jì)者必須建立一個(gè)可靠的焊接連接所要求的最小腳尖與腳跟，以及在元件封裝特征上允許最大與最小 或至少 的材料條件。 在這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中，尺寸標(biāo)注概念使用極限尺寸和幾何公差來(lái)描述焊盤允許的最大與最小尺寸。 用于焊盤的輪廓公差方法的方式與元件的類似。 圖一、兩個(gè)端子的、矩形電容與電阻元件的 IEC 標(biāo)準(zhǔn)可以不同以滿足特殊產(chǎn)品應(yīng)用 焊盤特性 最大一級(jí) 中等二級(jí) 最小三級(jí) 腳趾 焊盤突出 腳跟 焊盤突出 側(cè)面 焊盤突出 開(kāi)井余量 圓整因素 最近 最近 最近 表一、矩形與方形端的元件 (陶瓷電容與電阻 ) (單位 :mm) 焊接點(diǎn)的腳趾、腳跟和側(cè)面圓角必須針對(duì)元件、電路板和貼裝精度偏差的公差 平方和。雖然在ＩＰＣ標(biāo)準(zhǔn)中的焊盤已經(jīng)為使用者的多數(shù)裝配應(yīng)用提供一個(gè)穩(wěn)健的界面 ，但是一些公司已經(jīng)表示了對(duì)采用最小焊盤幾何形狀的需要，以用于便攜式電子產(chǎn)品和其它獨(dú)特的高密度應(yīng)用。 三級(jí) ：最小 － 具有高元件密度的產(chǎn)品 通常是便攜式產(chǎn)品應(yīng)用 可以考慮 “最小 ”焊盤幾何形狀。 一級(jí) ：最大 － 用于低密度產(chǎn)品應(yīng)用， “最大 ”焊盤條件用于波峰或流動(dòng)焊接無(wú)引腳的片 狀元件和有引腳的翅形元件。這些焊盤形狀局限于一個(gè)特定的元件，有一個(gè)標(biāo)識(shí)焊盤形狀的編號(hào)。雖然焊盤圖案是在尺寸上定義的，并且因?yàn)樗怯≈瓢咫娐穾缀涡螤畹囊徊糠?，它們受到可生產(chǎn)性水平和與電鍍、腐蝕、裝配或其它條件有關(guān)的公差的限制。最成功的開(kāi)發(fā)計(jì)劃是那些已經(jīng)實(shí)行工藝認(rèn)證的電路板設(shè)計(jì)指引和工藝認(rèn)證的焊盤幾何形狀。 高密度電子產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)者越來(lái)越受到幾個(gè)因素 的挑戰(zhàn)：物理 復(fù)雜元件上更密的引腳間隔 、財(cái)力 貼裝必須很精密 、和環(huán)境 許多塑料封裝吸潮，造成裝配處理期間的破裂 。當(dāng)設(shè)計(jì)要求表面貼裝、密間距和向量封裝的集成電路 ＩＣ 時(shí)，可能要求具有較細(xì)的線寬和較密間隔的更高密度電路板。為便攜式產(chǎn)品的高密度電路設(shè)計(jì)應(yīng)該為裝配工藝著想。 當(dāng)為今天價(jià)值推動(dòng)的市場(chǎng)開(kāi)發(fā)電子產(chǎn)品時(shí)， 性能與可靠性是最優(yōu)先考慮的?？墒?，展望未來(lái)，一些已經(jīng)在供應(yīng)微型旁路孔、序列組裝電路板的公司正大量投資來(lái)擴(kuò)大能力。物理因素也包括安裝工藝的復(fù)雜性與最終產(chǎn)品的可靠性。 在環(huán) 境上，焊盤幾何形狀可能不同，它基于所用的安裝電子零件的焊接類型。生產(chǎn)性方面也與阻焊層的使用和在阻焊與導(dǎo)體圖案之間的對(duì)齊定位有關(guān)。 ２ )．一些方程式可用來(lái)改變給定的信息，以達(dá)到一個(gè)更穩(wěn)健的焊接連接，這是用于一些特殊的情況，在這些情況中用于貼裝或安裝設(shè)備比在決定焊盤細(xì)節(jié)時(shí)所假設(shè)的精度有或多或少的差別。為這些元件以及向內(nèi)的 ″Ｊ ″型引腳元件配置的幾何形狀可以為手工焊接和回流焊接提供一個(gè)較寬的工藝窗口。最小焊盤幾何形狀的選擇可能不適合于所有的產(chǎn)品。 國(guó)際焊盤標(biāo)準(zhǔn) (ＩＥＣ６１１８８ )了解到更高零件密度應(yīng)用的要求，并提供用于特殊產(chǎn)品類型的焊盤幾何形狀的信息。如圖二所示，最小的焊接點(diǎn)或焊盤突出是隨著公差變量而增加的（表二） 。所有焊盤公差都是要對(duì)每一個(gè)焊盤以最大尺寸提供一個(gè)預(yù)計(jì)的焊盤圖形。當(dāng)焊盤在其最大尺寸時(shí)，結(jié)果可能是最小可接受的焊盤之間的間隔；相反，當(dāng)焊盤在 其最小尺寸時(shí)，結(jié)果可能是最小的可接受焊盤，需要達(dá)到可靠的焊接點(diǎn)。 表三、 J 形引腳 (單位 :mm) 焊盤特性 最大一級(jí) 中等二級(jí) 最小三級(jí) 腳趾 焊盤突出 腳跟 焊盤突出 側(cè)面 焊盤突出 開(kāi)井余量 圓整因素 最近 最近 最近 表四、圓柱形端子（ MELF） (單位 :mm) 焊盤特性 最大一級(jí) 中等二級(jí) 最小三級(jí) 腳趾 焊盤突出 腳跟 焊盤突出 側(cè)面 焊盤突出 開(kāi)井余量 圓整因素 最近 最近 最近 表五、只有底面 的端子 (單位 :mm) 焊盤特性 最大一級(jí) 中等二級(jí) 最小三級(jí) 腳趾 焊盤突出 0 腳跟 焊盤突出 0 側(cè)面 焊盤突出 0 開(kāi)井余量 圓整因素 最近 最近 最近 表六、內(nèi)向 L 形帶狀引腳 (單位 :mm) 焊盤特性 最大一級(jí) 中等二級(jí) 最小三級(jí) 腳趾 焊盤突出 腳跟 焊盤突出 側(cè)面 焊盤突出 開(kāi)井余量 圓整因素 最近 最近 最近 BGA 與 CAP ＢＧＡ封裝已經(jīng)發(fā)展到滿足現(xiàn)在的焊接安裝技術(shù)。在技術(shù)引線排列時(shí)的另一個(gè)要面對(duì)的問(wèn)題是芯片的方向 芯片模塊的焊盤向上或向下 。例如 消費(fèi)產(chǎn)品可能有一個(gè)相對(duì)良好的工作環(huán)境，而工業(yè)或汽車應(yīng)用的產(chǎn)品經(jīng)常必須運(yùn)行在更大的壓力條件下。方形ＢＧＡ，ＪＥＤＥＣ ＭＳ－０２８定義一種較小的矩形塑料ＢＧＡ元件類別，接觸點(diǎn)間隔為１．２７ｍｍ。 球接 觸點(diǎn)可以單一的形式分布，行與列排列有雙數(shù)或單數(shù)。 封裝尺寸范圍從４．０－２１．０ｍｍ，總的高度 (定義為 “薄 的輪廓 ”)限制到從貼裝表面最大為１．２０ｍｍ。較大的球間距可能減輕最終用戶對(duì)更復(fù)雜的印刷電路板 (ＰＣＢ )技術(shù)的需求。直徑上小至０．２５ｍｍ的焊盤之間的間隔寬度只夠連接一根０．０８ｍｍ（０．００３ ″）寬度的電路。用于高密度、高Ｉ／Ｏ應(yīng)用的封裝技術(shù)首先必須滿足環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。 μＢＧＡ使用一種高級(jí)的聚酰胺薄膜作為其基體結(jié)構(gòu)，并且使用半加成銅電鍍工藝來(lái)完成芯片上鋁接合座與聚酰胺內(nèi)插器上球接觸座之間的互連。定義為 “面朝下 ”的封裝，元件外形密切配合芯片模塊的外形，芯片上的鋁接合焊盤放于朝向球接觸點(diǎn)和ＰＣＢ表 面的位置。焊盤直徑應(yīng)該不大于封裝上接觸點(diǎn)或球的直徑，經(jīng)常比球接觸點(diǎn)規(guī)定的正常直徑?。保埃?。阻焊間隔應(yīng)該最小離腐蝕的銅焊盤０．０７５ｍｍ。如前面所說(shuō)的，ＢＧＡ的焊盤一般是圓 形的、阻焊界定或腐蝕 阻焊脫離焊盤 界定的?？墒牵?yàn)橐恍埃叮蹬c０．８０ｍｍ接 觸點(diǎn)間距的元件制造商允許隨意的球與接觸點(diǎn)直徑的變化，設(shè)計(jì)者應(yīng)該在制定焊盤直徑之前參考專門的供應(yīng)商規(guī)格。那些采用密間距ＢＧＡ封裝變量的可能發(fā)現(xiàn)焊盤中的旁路孔 (微型旁路孔 )更加實(shí)際，特別如果元件密度高，必須減少電路布線。 對(duì)于那些使用模板到電路板的自動(dòng)視覺(jué)對(duì)中的系統(tǒng)，電路板的設(shè)計(jì)者必須在焊盤層的設(shè)計(jì)文件中提供至少兩個(gè)全局基準(zhǔn)點(diǎn)（圖四）。雖然形狀和尺寸可以對(duì)不同的應(yīng)用分別對(duì)待，但是大多數(shù)設(shè)備制造商都認(rèn)同１．０ｍｍ（０．０４０ ″）直徑的實(shí)心點(diǎn)。通常，裝配專家規(guī)定尺寸（０．６５ｍｍ是常見(jiàn)的），應(yīng)該指定無(wú)電鍍孔。在銅箔上電鍍錫或錫／鉛合金作為抗腐蝕層是非常常見(jiàn)的制造方法。當(dāng)處理ＳＭＯＢＣ板時(shí)，錫或錫／鉛是化學(xué)剝離 的， 只留下銅導(dǎo)體和沒(méi)有電鍍的元件安裝座。 通常要求預(yù)處理安裝座的應(yīng)
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