高速pcb設(shè)計指南之二-文庫吧資料
2025-07-06 10:26本頁面
【正文】 刷的不持續(xù)性經(jīng)常給裝配工藝合格率帶來麻煩。這允許在焊盤所有邊上０．０７ｍｍ(０．００３″)的間隙。很少公司提供薄到可以滿足密間距標(biāo)準(zhǔn)的干薄膜，但是有幾家公司可以提供液體感光阻焊材料。阻焊材料必須通過液體濕工藝或者干薄膜疊層來使用。多數(shù)表面貼裝的ＰＣＢ以阻焊層覆蓋，但是阻焊層的涂敷，如果厚度大于０．０４ｍｍ（０．００１５″），可能影響錫膏的應(yīng)用。雖然在四邊的ＱＦＰ上不分區(qū)的阻焊層開口或窗口可能是可接受的，但是控制元件引腳之間的錫橋可能更加困難。 阻焊層（sldermask)要求 阻焊層在控制回流焊接工藝期間的焊接缺陷中的角色是重要的，ＰＣＢ設(shè)計者應(yīng)該盡量減小焊盤特征周圍的間隔或空氣間隙。密間距元件包括ＴＳＯＰ、ＳＱＦＰ和μＢＧＡ元件族。在北美，ＨＡＳＬ工藝傳統(tǒng)上主宰ＰＣＢ工業(yè)，但是表面的均勻性難于控制。電鍍工藝比保護(hù)性涂層好的優(yōu)勢是貨架壽命、永久性地覆蓋在那些不暴露到焊接工藝的旁路孔或其它電路特征的銅上面、和抗污染。焊盤表面涂層可以是電鍍的或涂敷的，但必須考慮裝配工藝與經(jīng)濟(jì)性。在指定ＰＣＢ制造是必須考慮的問題都有經(jīng)濟(jì)以及工藝上的平衡。 每一個電鍍和涂鍍工藝都有其優(yōu)點與缺點。例如，在加州的一家公司將板發(fā)送給在德州的一家公司進(jìn)行Ｎｉ／Ａｕ電鍍。一些供應(yīng)商感覺方法之間的成本差別占總的單位成本中的很小部分，所以界不界定是不重要的。混合技術(shù)典型的多次裝配步驟也可能包括對波峰焊接或其它焊接工藝的暴露。多次暴露的能力是重要的。在北美洲，廣泛使用的一種產(chǎn)品是ＥＮＴＥＫ ＰＬＵＳ ＣＵ－１０６Ａ。 作為阻止裸銅安裝座和旁通孔／測試焊盤上氧化增長的一個方法，將一種特殊的保護(hù)劑或阻化劑涂層應(yīng)用到板上。 Ｎｉ／Ａｕ涂鍍，雖然應(yīng)力較小，但不是所有電路板制造商都有的一種技術(shù)。例如用錫／鉛涂層，板插入熔化的焊錫中，然后抽出和用強(qiáng)風(fēng)將多余的錫／鉛材料去掉。脆弱將造成溫度循環(huán)中的過分開裂或裝配后的板可能暴露到的其它物理應(yīng)力。 按照ＩＰＣ－２２２１標(biāo)準(zhǔn)《印制板設(shè)計的通用標(biāo)準(zhǔn)》，推薦的無電鍍鎳厚度是２．５－５．０μｍ(至少１．３μｍ)，而推薦的浸金厚度為０．０８－０．２３μｍ。 在阻焊涂層工藝之后，在暴露的裸銅上使用無電鍍鎳／金。作為控制在密間距元件的安裝座上均勻錫膏量的方法，表面必須盡可能地平整。熱風(fēng)焊錫均勻ＨＡＳＬ(ｈｏｔ ａｉｒ ｓｏｌｄｅｒ ｌｅｖｅｌｉｎｇ)電鍍工藝廣泛使用，一般適合于回流焊接裝配工藝；可是，焊錫量與平整度的不一致可能不適合于使用密間距元件的電路板?！ ∈褂脽犸L(fēng)均勻法，錫／鉛在上阻焊層之后涂鍍在電路板上。通過在這些座上提供７００－８００μ″的錫／鉛合金，裝配專家可以上少量的助焊劑、貼裝零件和使用加熱棒、熱風(fēng)、激光或軟束線光源來回流焊接該元件。 通常要求預(yù)處理安裝座的應(yīng)用是超密間距ＱＦＰ元件。雖然電路導(dǎo)線有阻焊層覆蓋，設(shè)計者還必須為那些不被阻焊層覆蓋的部分元件安裝座指定表面涂層。當(dāng)處理ＳＭＯＢＣ板時，錫或錫／鉛是化學(xué)剝離的，只留下銅導(dǎo)體和沒有電鍍的元件安裝座。因為錫／鉛導(dǎo)線當(dāng)暴露在１９５176。在銅箔上電鍍錫或錫／鉛合金作為抗腐蝕層是非常常見的制造方法。模板上的全局基準(zhǔn)點只是半腐蝕在模板的表面，用黑樹脂顏料填充。通常，裝配專家規(guī)定尺寸（０．６５ｍｍ是常見的），應(yīng)該指定無電鍍孔。除了基準(zhǔn)點目標(biāo)外，電路板必須包含一些定位孔，用于二次裝配有關(guān)的操作。雖然形狀和尺寸可以對不同的應(yīng)用分別對待，但是大多數(shù)設(shè)備制造商都認(rèn)同１．０ｍｍ（０．０４０″）直徑的實心點。另外，對于每一個密間距ＱＦＰ、ＴＳＯＰ和高Ｉ／Ｏ密間距ＢＧＡ元件，通常提供一或兩個目標(biāo)?！ τ谀切┦褂媚０宓诫娐钒宓淖詣右曈X對中的系統(tǒng)，電路板的設(shè)計者必須在焊盤層的設(shè)計文件中提供至少兩個全局基準(zhǔn)點（圖四）。全局定位基準(zhǔn)點是用于準(zhǔn)確的錫膏印刷的模板定位和在精確的ＳＭＤ貼裝中作為參考點。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)更加實際，特別如果元件密度高，必須減少電路布線。一些ＢＧＡ元件類型的焊盤幾何形狀可能不允許寬度足夠容納不止一條或兩條電路的間隔?？墒牵驗橐恍埃叮蹬c０．８０ｍｍ接觸點間距的元件制造商允許隨意的球與接觸點直徑的變化，設(shè)計者應(yīng)該在制定焊盤直徑之前參考專門的供應(yīng)商規(guī)格。表七所示的焊盤幾何形狀推薦一個與名義標(biāo)準(zhǔn)接觸點或球的直徑相等或稍小的直徑。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。 阻焊定義焊盤圖形 － 如果使用阻焊界定的圖形，相應(yīng)地調(diào)整焊盤直徑，以保證阻焊的覆蓋。阻焊間隔應(yīng)該最小離腐蝕的銅焊盤０．０７５ｍｍ。 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。焊盤直徑應(yīng)該不大于封裝上接觸點或球的直徑，經(jīng)常比球接觸點規(guī)定的正常直徑小１０％。μＢＧＡ封裝的材料與引腳設(shè)計的獨特系統(tǒng)是在物理上順應(yīng)的，補(bǔ)償了硅芯片與ＰＣＢ結(jié)構(gòu)的溫度膨脹系統(tǒng)的較大差別。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。這種封裝已經(jīng)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(yīng)用。 μＢＧＡ使用一種高級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。元件四周的引線接合座之間的互連必須流向內(nèi)面。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)。這些較高Ｉ／Ｏ數(shù)的應(yīng)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(shù)。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。接觸點直徑規(guī)定為０．３０ｍｍ，公差范圍為最?。埃玻?、最大０．３５ｍｍ。較大的球間距可能減輕最終用戶對更復(fù)雜的印刷電路板(ＰＣＢ)技術(shù)的需求?！ ?球間距與球尺寸將也會影響電路布線效率。 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。 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(yīng)商提供“變量”形式的靈活性?！ ?球接觸點可以單一的形式分布，行與列排列有雙數(shù)或單數(shù)。ＪＥＤＥＣ ＭＯ－１５１定義各種塑料封裝的ＢＧＡ。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。因為芯片安裝結(jié)構(gòu)是剛性材料，芯片模塊安裝座一般以導(dǎo)體定中心，信號從芯片模塊焊盤走入接觸球的排列矩陣。例如消費產(chǎn)品可能有一個相對良好的工作環(huán)境，而工業(yè)或汽車應(yīng)用的產(chǎn)品經(jīng)常必須運行在更大的壓力條件下。 元件構(gòu)造，以及在其制造中使用的材料結(jié)合，不在這個工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與指引中定義。在技術(shù)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。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(biāo)準(zhǔn)允許選擇性地減少接觸點，以滿足特殊的輸
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