高速pcb設(shè)計(jì)指南之二-在線瀏覽
2024-08-10 10:26本頁(yè)面
【正文】 級(jí) 最小三級(jí) 腳趾焊盤(pán)突出 腳跟焊盤(pán)突出 側(cè)面焊盤(pán)突出 開(kāi)井余量 圓整因素 表二、平帶L形與翅形引腳() (單位:mm) 如果這些焊盤(pán)的用戶(hù)希望對(duì)貼裝和焊接設(shè)備有一個(gè)更穩(wěn)健的工藝條件，那么分析中的個(gè)別元素可以改變到新的所希望的尺寸條件。 用于焊盤(pán)的輪廓公差方法的方式與元件的類(lèi)似。單向公差是要減小焊盤(pán)尺寸，因此得當(dāng)焊接點(diǎn)形成的較小區(qū)域?！ ≡谶@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(pán)允許的最大與最小尺寸。這些極限允許判斷焊盤(pán)通過(guò)／不通過(guò)的條件。為密間距ｆｉｎｅ ｐｉｔｃｈ開(kāi)發(fā)焊盤(pán)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?。熁蛑辽伲牭牟牧蠗l件。塑料與陶瓷ＢＧＡ元件具有相對(duì)廣泛的接觸間距（１．５０，１．２７和１．００ｍｍ），而相對(duì)而言，芯片規(guī)模的ＢＧＡ柵格間距為０．５０，０．６０和０．８０ｍｍ。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。芯片模塊“面朝上”的結(jié)構(gòu)通常是當(dāng)供應(yīng)商正在使用ＣＯＢ（ｃｈｉｐ－ｏｎ－ｂｏａｒｄ）（內(nèi)插器）技術(shù)時(shí)才采用的。每一個(gè)制造商都將企圖將其特殊的結(jié)構(gòu)勝任用戶(hù)所定義的應(yīng)用。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(shù)?！ ?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。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(diǎn)矩陣布局與構(gòu)造。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。雖然排列必須保持對(duì)整個(gè)封裝外形的對(duì)稱(chēng)，但是各元件制造商允許在某區(qū)域內(nèi)減少接觸點(diǎn)的位置。ＪＥＤＥＣ ＪＣ－１１批準(zhǔn)的第一份對(duì)密間距元件類(lèi)別的文件是注冊(cè)外形ＭＯ－１９５，具有基本０．５０ｍｍ間距接觸點(diǎn)排列的統(tǒng)一方形封裝系列。下面的例子代表為將來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)考慮的一些其它變量。許多公司已經(jīng)選擇對(duì)較低Ｉ／Ｏ數(shù)的ＣＳＰ不采用０．５０ｍｍ間距?！ ?０．５０ｍｍ的接觸點(diǎn)排列間隔是ＪＥＤＥＣ推薦最小的?？墒谴蠖鄶?shù)采用０．５０ｍｍ間距的ＢＧＡ應(yīng)用將依靠電路的次表面布線。將許多多余的電源和接地觸點(diǎn)分布到矩陣的周?chē)?，這樣將提供對(duì)排列矩陣的有限滲透。 考慮封裝技術(shù) 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(wèn)題。例如，那些使用剛性?xún)?nèi)插器(ｉｎｔｅｒｐｏｓｅｒ)結(jié)構(gòu)的、由陶瓷或有機(jī)基板制造的不能緊密地配合硅芯片的外形。μＢＧＡ* 封裝結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)際優(yōu)勢(shì)是它在硅芯片模塊外形內(nèi)提供所有電氣界面的能力。依順材料的獨(dú)特結(jié)合使元件能夠忍受極端惡劣的環(huán)境?！ ?超過(guò)２０家主要的ＩＣ制造商和封裝服務(wù)提供商已經(jīng)采用了μＢＧＡ封裝。這種結(jié)構(gòu)在工業(yè)中有最廣泛的認(rèn)同，因?yàn)槠浣⒌幕A(chǔ)結(jié)構(gòu)和無(wú)比的可靠性。 安裝座計(jì)劃 推薦給ＢＧＡ元件的安裝座或焊盤(pán)的幾何形狀通常是圓形的，可以調(diào)節(jié)直徑來(lái)滿(mǎn)足接觸點(diǎn)間隔和尺寸的變化。在最后確定焊盤(pán)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。圖三、ＢＧＡ的焊盤(pán)可以通過(guò)化學(xué)腐蝕的圖案來(lái)界定，無(wú)阻焊層或有阻焊層疊加在焊盤(pán)圓周上（阻焊層界定） 銅定義焊盤(pán)圖形 － 通過(guò)腐蝕的銅界定焊盤(pán)圖形。對(duì)要求間隔小于所推薦值的應(yīng)用，咨詢(xún)印制板供應(yīng)商?！ 。拢牵猎系暮副P(pán)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。雖然較大間距的ＢＧＡ將接納電路走線的焊盤(pán)之間的間隔，較高Ｉ／Ｏ的元件將依靠電鍍旁路孔來(lái)將電路走到次表面層。 表七、 BGA元件安裝的焊盤(pán)圖形接觸點(diǎn)間距（基本的） 標(biāo)準(zhǔn)球直徑 焊盤(pán)直徑 (mm) 最小 名義 最大 最小 最大 有些公司企圖為所有密間距的ＢＧＡ應(yīng)用維持一個(gè)不變的接觸點(diǎn)直徑。較大的球與焊盤(pán)的直徑可能限制較高Ｉ／Ｏ元件的電路布線。例如，０．５０ｍｍ間距的ＢＧＡ將不允許甚至一條大于０．００２″或０．００３″的電路。 裝配工藝效率所要求的特征 為了采納對(duì)密間距表面貼裝元件(ＳＭＤ)的模板的精確定位，要求一些視覺(jué)或攝像機(jī)幫助的對(duì)中方法。模板印刷機(jī)的攝相機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)將板對(duì)準(zhǔn)模板，達(dá)到準(zhǔn)確的錫膏轉(zhuǎn)移。在組合板的每一個(gè)裝配單元內(nèi)也必須提供局部基準(zhǔn)點(diǎn)目標(biāo)，以幫助自動(dòng)元件貼裝。 在所有位置推薦使用一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)的尺寸。該點(diǎn)必須沒(méi)有阻焊層，以保證攝相機(jī)可以快速識(shí)別。組合板應(yīng)該提供兩或三個(gè)定位孔，每個(gè)電路板報(bào)單元提供至少兩個(gè)定位孔?！ ≈劣谠阱a膏印刷模板夾具上提供的基準(zhǔn)點(diǎn)，一些系統(tǒng)檢測(cè)模板的定面，而另一些則檢測(cè)底面。 指定表面最終涂層 為元件的安裝選擇專(zhuān)門(mén)類(lèi)型的表面最終涂鍍方法可以提高裝配工藝的效率，但是也可能影響ＰＣＢ的制造成本。選擇性地去掉銅箔的減去法化學(xué)腐蝕繼續(xù)在ＰＣＢ工業(yè)廣泛使用。Ｃ溫度以上時(shí)變成液體，所以大多數(shù)使用回流焊接技術(shù)的表面貼裝板都指定裸銅上的阻焊層(ＳＭＯＢＣ,ｓｏｌｄｅｒｍａｓｋ ｏｖｅｒ ｂａｒｅ ｃｏｐｐｅｒ)來(lái)保持阻焊材料下一個(gè)平坦均勻的表面。銅導(dǎo)體用環(huán)氧樹(shù)脂或聚合物阻焊層涂蓋，以防止對(duì)焊接有關(guān)工藝的暴露。下面的例子是廣泛使用在制造工業(yè)的合金電鍍典型方法。例如，ＴＡＢ(ｔａｂｌｅ ａｕｔｏｍａｔｅｄ ｂｏｎｄ)元件可能具有小于０．２５ｍｍ的引腳間距。在特殊的安裝座上選擇性地電鍍或保留錫／鉛合金將適用于超密間距ＴＡＢ封裝的回流焊接。該工藝是，電鍍的板經(jīng)過(guò)清洗、上助焊劑和浸入熔化的焊錫中，當(dāng)合金還是液體狀態(tài)的時(shí)候，多余的材料被吹離表面，留下合金覆蓋的表面?！ ∶荛g距的ＳＱＦＰ、ＴＳＯＰ和ＢＧＡ元件要求非常均勻和平整的表面涂層。為了保證平整度，許多公司在銅箔上使用鎳合金，接著一層很薄的金合金涂層，來(lái)去掉氧化物。用這個(gè)工藝，制造商通常將使用錫／鉛電鍍圖案作為抗腐蝕層，在腐蝕之后剝離錫／鉛合金，但是不是對(duì)暴露的安裝座和孔施用焊錫合金，而是電路板浸鍍鎳／金合金?！ ∮嘘P(guān)金的合金與焊接工藝的一句話忠告：如果金涂層厚度超過(guò)０．８μｍ（３μ″），那么金對(duì)錫／鉛比率可能引起最終焊接點(diǎn)的脆弱。 合金電鍍替代方案 在上阻焊層之后給板增加焊錫合金是有成本代價(jià)的，并且給基板遭受極大的應(yīng)力條件。溫度沖擊可能導(dǎo)致基板結(jié)構(gòu)的脫層、損壞電鍍孔和可能影響長(zhǎng)期可靠性的缺陷。作為對(duì)電鍍的另一種選擇，許多公司已經(jīng)找到成功的、有經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)的和平整的安裝表面的方法，這就是有機(jī)保護(hù)層或在裸銅上與上助焊劑涂層。諸如苯并三唑（Ｂｅｎｚｏｔｒｉａｚｏｌｅ）和咪唑（Ｉｍｉｄａｚｏｌｅ）這些有機(jī)／氮涂層材料被用來(lái)取代上面所描述的合金表面涂層，可從幾個(gè)渠道購(gòu)買(mǎi)到，不同的商標(biāo)名稱(chēng)。這種涂層適合于大多數(shù)有機(jī)助焊焊接材料，在對(duì)裝配工藝中經(jīng)常遇到的三、四次高溫暴露之后仍有保護(hù)特征。當(dāng)ＳＭＤ要焊接到裝配的主面
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