【文章內容簡介】 裝或安裝設備比在決定焊盤細節(jié)時所假設的精度有或多或少的差別。 該標準為用于貼裝各種引腳或元件端子的焊盤定義了最大、中等和最小材料情況。除非另外標明，這個標準將所有三中 “希望目標 ”標記為一級、二級或三級。 一級 ：最大 － 用于低密度產品應用， “最大 ”焊盤條件用于波峰或流動焊接無引腳的片狀元件和有引腳的翅形元件。為這些元件以及向內的 ″Ｊ ″型引腳元件配置的幾何形狀可以為企業(yè) ()大量管理資料下載 9 手工焊接和回流焊接提供一個較寬的工藝窗口。 二級 ：中等 － 具有中等水平元件密度的產品可以考慮采用這個 “中等 ”的焊 盤幾何形狀。與ＩＰＣ－ＳＭ－７８２標準焊盤幾何形狀非常相似，為所有元件類型配置的中等焊盤將為回流焊接工藝提供一個穩(wěn)健的焊接條件，并且應該為無引腳元件和翅形引腳類元件的波峰或流動焊接提供適當的條件。 三級 ：最小 － 具有高元件密度的產品 通常是便攜式產品應用 可以考慮 “最小 ”焊盤幾何形狀。最小焊盤幾何形狀的選擇可能不適合于所有的產品。在采用最小的焊盤形狀之前，使用這應該考慮產品的限制條件，基于表格中所示的條件進行試驗。 在ＩＰＣ－ＳＭ－７８２中所提供的以及在ＩＥＣ６１１８８中所配置的焊盤幾何形狀應該 接納元件公差和工藝變量。雖然在ＩＰＣ標準中的焊盤已經為使用者的多數裝配應用提供一個穩(wěn)健的界面，但是一些公司已經表示了對采用最小焊盤幾何形狀的需要，以用于便攜式電子產品和其它獨特的高密度應用。 國際焊盤標準 (ＩＥＣ６１１８８ )了解到更高零件密度應用的要求，并提供用于特殊產品類型的焊盤幾何形狀的信息。這些信息的目的是要提供適當的表面貼裝焊盤的尺寸、形狀和公差，以保證適當焊接圓角的足夠區(qū)域，也允許對這些焊接點的檢查、測試和返工。 圖一和表一所描述的典型的三類焊盤幾何形狀是為每一類元件所提供的：最大焊盤 (一級 )、中等焊盤 (二級 )和最小焊盤 (三級 )。 圖一、兩個端子的、矩形電容與電阻元件的 IEC 標準可以不同以滿足特殊產品應用 焊盤特性 最大一級 中等二級 最小三級 腳趾 焊盤突出 腳跟 焊盤突出 側面 焊盤突出 開井余量 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) 焊接點的腳趾、腳跟和側面圓角必須針對元件、電路板和貼 裝精度偏差的公差 平方和。如圖二所示，最小的焊接點或焊盤突出是隨著公差變量而增加的（表二）。 圖二、帶狀翅形引腳元件的 IEC 標準定義了三種可能的變量以滿足用戶的應用 焊盤特性 最大一級 中等二級 最小三級 腳趾 焊盤突出 腳跟 焊盤突出 側面 焊盤突出 開井余量 圓整因素 最近 最近 最近 表二、平帶 L 形與翅形引腳 (大于 的間距 ) (單位 :mm) 企業(yè) ()大量管理資料下載 10 如果這些焊盤的用戶希望對貼裝和焊接設備有一個更穩(wěn)健的工藝條件，那么分析中的個別元素可以改變到新的所希望的尺寸條件。這包括元件、板或貼裝精度的擴散，以及最小的焊接點或焊盤突出的期望（表３，４，５和６）。 用于焊盤的輪廓公差方法的方式與元件的類似。所有焊盤公差都是要對每一個焊盤以最大尺寸提供一個預計的焊盤圖形。單向公差是要減小焊盤尺寸，因此得當焊接點形成的較小區(qū)域。為了使開孔的尺寸標注系統容易，焊盤是跨過內外極限標注尺寸的。 在這個標準中，尺寸標注概念使用極限尺寸和幾何公差來描述焊盤允許 的最大與最小尺寸。當焊盤在其最大尺寸時，結果可能是最小可接受的焊盤之間的間隔；相反，當焊盤在其最小尺寸時，結果可能是最小的可接受焊盤，需要達到可靠的焊接點。這些極限允許判斷焊盤通過／不通過的條件。 假設焊盤幾何形狀是正確的，并且電路結構的最終都滿足所有規(guī)定標準，焊接缺陷應該可以減少；盡管如此，焊接缺陷還可能由于材料與工藝變量而發(fā)生。為密間距 ｆｉｎｅ ｐｉｔｃｈ 開發(fā)焊盤的設計者必須建立一個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。 表三、 J 形引腳 (單位 :mm) 焊盤特性 最大一級 中等二級 最小三級 腳趾 焊盤突出 腳跟 焊盤突出 側面 焊盤突出 開井余量 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 中等二級 最小三級 腳趾 焊盤突出 腳跟 焊盤突出 側面 焊盤突出 開井余量 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 中等二級 最小三級 腳趾 焊盤突出 0 腳跟 焊盤突出 0 側面 焊盤突出 0 開井余量 圓整因素 最近 最近 最近 表六、內向 L 形帶狀引腳 (單位 :mm) 企業(yè) ()大量管理資料下載 11 焊盤特性 最大一級 中等二級 最小三級 腳趾 焊盤突出 腳跟 焊盤突出 側面 焊盤突出 開井余量 圓整因素 最近 最近 最近 BGA 與 CAP ＢＧＡ封裝已經發(fā)展到滿足現在的焊接安裝技術。塑料與陶瓷ＢＧＡ元件具有相對廣泛的接觸間距（１．５０，１．２７和１．００ｍｍ），而相對而言，芯片規(guī)模的ＢＧＡ柵格間距為０．５０，０．６０和０．８０ｍｍ。ＢＧＡ與密間距ＢＧＡ元件兩者相對于密間距引腳框架封裝的ＩＣ都不容易損壞，并且ＢＧＡ標準允許選擇性地減少接觸點，以滿足特殊的輸入 ／輸出（Ｉ／Ｏ）要求。當為ＢＧＡ元件建立接觸點布局和引線排列時，封裝開發(fā)者必須考慮芯片設計以及芯片塊的尺寸和形狀。在技術引線排列時的另一個要面對的問題是芯片的方向 芯片模塊的焊盤向上或向下 。芯片模塊 “面朝上 ”的結構通常是當供應商正在使用ＣＯＢ（ｃｈｉｐ－ｏｎ－ｂｏａｒｄ）（內插器）技術時才采用的。 元件構造，以及在其制造中使用的材料結合，不在這個工業(yè)標準與指引中定義。每一個制造商都將企圖將其特殊的結構勝任用戶所定義的應用。例如 消費產品可能有一個相對良好的工作環(huán)境，而工業(yè)或汽車應用的產品經常必須 運行在更大的壓力條件下。取決于制造ＢＧＡ所選擇材料的物理特性，可能要使用到倒裝芯片或引線接合技術。因為芯片安裝結構是剛性材料，芯片模塊安裝座一般以導體定中心，信號從芯片模塊焊盤走入接觸球的排列矩陣。 在該文件中詳細敘述的柵格陣列封裝外形在ＪＥＤＥＣ的９５出版物中提供。方形ＢＧＡ，ＪＥＤＥＣ ＭＳ－０２８定義一種較小的矩形塑料ＢＧＡ元件類別，接觸點間隔為１．２７ｍｍ。該矩陣元件的總的外形規(guī)格允許很大的靈活性，如引腳間隔、接觸點矩陣布局與構造。ＪＥＤＥＣ ＭＯ－１５１定義各種塑料封裝的ＢＧＡ。方形輪廓覆蓋 的尺寸從７．０－５０．０，三種接觸點間隔 － １．５０，１．２７和１．００ｍｍ。 球接觸點可以單一的形式分布，行與列排列有雙數或單數。雖然排列必須保持對整個封裝外形的對稱，但是各元件制造商允許在某區(qū)域內減少接觸點的位置。 芯片規(guī)模的 BGA變量 針對 “密間距 ”和 “真正芯片大小 ”的ＩＣ封裝，最近開發(fā)的ＪＥＤＥＣ ＢＧＡ指引提出許多物理屬性，并為封裝供應商提供 “變量 ”形式的靈活性。ＪＥＤＥＣ ＪＣ－１１批準的第一份對密間距元件類別的文件是注冊外形ＭＯ－１９５，具有基本０．５０ｍｍ間距接觸點排列的統一方形封裝系列。 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。下面的例子代表為將來的標準考慮的一些其它變量。 球間距與球尺寸將也會影響電路布線效率。許多公司已經選擇對較低Ｉ／Ｏ數的ＣＳＰ不采用０．５０ｍｍ間距。較大的球間距可能減輕最終用戶對更復雜的印刷電路板 (ＰＣＢ )技術的需求。 ０．５０ｍｍ的接觸點排列間隔是ＪＥＤＥＣ推薦最小的。接觸點直徑規(guī)定為０．３０ｍｍ，公差范圍為最?。埃玻?、最大０．３５ｍｍ。可是大多數采用０． ５０ｍｍ間距企業(yè) ()大量管理資料下載 12 的ＢＧＡ應用將依靠電路的次表面布線。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。將許多多余的電源和接地觸點分布到矩陣的周圍，這樣將提供對排列矩陣的有限滲透。這些較高Ｉ／Ｏ數的應用更可能決定于多層、盲孔或封閉的焊盤上的電鍍旁路孔 (ｖｉａ－ｏｎ－ｐａｄ )技術。 考慮封裝技術 元件的環(huán)境與電氣性能可能是與封裝尺寸一樣重要的問題。用于高密度、高Ｉ／Ｏ應用的封裝技術首先必須滿足環(huán)境標準。例如，那些使用剛性內插器 (ｉｎｔｅｒｐｏｓｅｒ )結構 的、由陶瓷或有機基板制造的不能緊密地配合硅芯片的外形。元件四周的引線接合座之間的互連必須流向內面。 μＢＧＡ * 封裝結構的一個實際優(yōu)勢是它在硅芯片模塊外形內提供所有電氣界面的能力。 μＢＧＡ使用一種高級的聚酰胺薄膜作為其基體結構，并且使用半加成銅電鍍工藝來完成芯片上鋁接合座與聚酰胺內插器上球接觸座之間的互連。依順材料的獨特結合使元件能夠忍受極端惡劣的環(huán)境。這種封裝已經由一些主要的ＩＣ制造商用來滿足具有廣泛運作環(huán)境的應用。 超過２０家主要的ＩＣ制造商和封裝服務提供商已經采用了 μＢＧＡ封裝。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和ＰＣＢ表面的位置。這種結構在工業(yè)中有最廣泛的認同，因為其建立的基礎結構和無比的可靠性。 μＢＧＡ封裝的材料與引腳設計的獨特系統是在物理上順應的，補償了硅芯片與ＰＣＢ結構的溫度膨脹系統的較大差別。 安裝座計劃 推薦給ＢＧＡ元件的安裝座或焊盤的幾何形狀通常是圓形的，可以調節(jié)直徑來滿足接觸點間隔和尺寸的變化。焊盤直徑應該不大于封裝上接觸點或球的直徑，經常比球接觸點規(guī)定的正常直徑?。保埃ァＴ谧詈蟠_定焊盤排列與幾何形狀 之前，參考ＩＰＣ－ＳＭ－７８２第１４．０節(jié)或制造商的規(guī)格。 有兩種方法用來定義安裝座：定義焊盤或銅，定義阻焊，如圖三所示。 圖三、ＢＧＡ的焊盤可以通過化學腐蝕的圖案來界定， 無阻焊層或有阻焊層疊加在焊盤圓周上（阻焊層界定） 銅定義焊盤圖形 － 通過腐蝕的銅界定焊盤圖形。阻焊間隔應該最小離腐蝕的銅焊盤０．０７５ｍｍ。對要求間隔小于所推薦值的應用，咨詢印制板供應商。 阻焊定義焊盤圖形 － 如果使用阻焊界定的圖形，相應地調整焊盤直徑，以保證阻焊的覆蓋。 ＢＧＡ元件上的焊盤間隔活間距是 “基本的 ”，因此是不累積的；可是，貼裝精度和ＰＣＢ制造公差必須考慮。如前面所說的，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。雖然較大間距的ＢＧＡ將接納電路走線的焊盤之間的間隔，較高Ｉ／Ｏ的元件將依靠電鍍旁路孔來將電路走到次表面層。表七所示的焊盤幾何形狀推薦一個與名義標準接觸點或球的直徑相等或稍小的直徑。 表七、 BGA元件安裝的焊盤圖形 接觸點間距 企業(yè)