bga bond焊盘 wire_BGA焊盘分类和阻焊层要求
BGA焊盤分類
焊盤是BGA焊球與PCB接觸的部分,焊盤的大小直接影響過孔和布線的可用空間。一般而言,BGA焊盤按照阻焊的方式不同,可以分為NSMD(非阻焊層限定焊盤)與SMD(阻焊層限定焊盤)。
【1】NSMD(Copper Defined Land,?非阻焊層限定焊盤),阻焊層Solder Mask圍繞球形焊盤并留有小“溝”間隙,球形焊盤獨立,表面焊盤的銅箔完全裸露,類型類似于標準的表面安裝焊盤。如下圖24.6所示。
NSMD在大多數情況下推薦使用,它的優點是球形焊盤直徑比阻焊層尺寸大,焊接中焊球有更大接觸面,熱風整平表面光滑、平整,焊盤之間的走線空間更大些。且在BGA焊點上應力集中較小,增加了焊點的可靠性,特別是BGA芯片和電路板上都使用NSMD焊盤時,優勢明顯。如下圖24.6所示。
【2】SMD(Solder Mask Defined Land,阻焊層限定焊盤),阻焊層Solder Mask在球形焊盤上部分重疊,球形焊盤直徑比阻焊層開窗直徑大,球形焊盤周圍被阻焊層部分覆蓋。
SMD球形焊盤被阻焊層包裹,除了焊盤和電路板焊接之外,在電路板焊接中包裹的阻焊層同時也可以起到粘粘作用,所以這樣的焊盤焊接后有較大的附著強度,能夠承受更大的彎曲。但是,該類型的焊盤減少了BGA球形焊盤與電路板銅表面接觸的面積,當高溫的情況下,焊盤和電路板的附著力就會變的極其微弱,很可能造成失效從而導致焊點斷裂。
圖1 NSMD和SMD接觸焊盤側視圖
【3】NSMD和SMD焊盤側視圖
從側視圖中來看,NSMD焊盤中焊盤周圍有間隙,焊球可以更大面積的和電路板焊接銅箔接觸,焊點有充分的空間沉降,增加焊接牢固性。SMD的焊盤表面有阻焊層,阻焊層有一定的高度,那么阻焊層會對焊接焊球起到支持的作用,這樣一來焊球和電路板焊接面銅箔接觸面積會減少。在若引腳很密的情況下,因焊球與電路板焊接面銅箔面積減少,加之周圍被阻焊層包裹,可以在一定程度上防止電氣短接。
圖2 NSMD和SMD焊點側視圖
電路板上阻焊的設計
電路板中NSMD焊盤設計的時候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。SMD焊盤設計的時候阻焊層在焊盤上,焊盤銅箔直徑比阻焊開孔尺寸大。兩種焊盤的設計,優選NSMD的焊盤,其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。
圖3 NSMD阻焊層圍繞銅箔焊盤并留有間隙 ????????????圖4 SMD阻焊層在焊盤上
BGA焊盤的尺寸關系
A是BGA焊盤開口直徑,B是焊球直徑。
圖5?BGA焊盤尺寸
【1】經研究發現,焊接點應力均衡的焊盤設計具有最好的焊點可靠性。如果電路板上采用了SMD的焊盤設計,電路板上表面焊盤的大小應該與BGA焊盤的大小尺寸一樣,這樣才能讓焊點應力均衡。如果電路上采用NSMD的焊盤設計,電路板上表面焊盤的大小應該比BGA焊盤的小15-20%,電路板上表面焊盤的大小應該與BGA焊盤的大小尺寸一樣,以達到焊點的應力均衡。
【2】下表格中給出了常見的SMD和NSMD焊盤尺寸關系建議,在高密度的電路板中推薦按照NSMD的尺寸進行焊盤設計。因為NSMD的焊盤尺寸是SMD焊盤尺寸的75-85%,焊盤比SMD焊盤要小,焊盤之間會有更大的空間用于布線、擺放過孔。BGA焊盤的間距(單位毫米)BGA焊盤開口直徑(單位毫米)焊球直徑(單位毫米)建議的 SMD焊盤(單位毫米)建議的NSMD焊盤(單位毫米)
SMD焊盤尺寸SMD阻焊尺寸SMD焊盤尺寸SMD阻焊尺寸
1.27mm(PBGA)0.600.750.600.600.510.75
1.27mm(SBGA)0.600.750.600.600.510.75
1.27mm(TBGA)0.600.750.600.600.510.75
1.27mm(flip-BGA芯片)0.650.750.650.650.550.75
1.00 mm (wirebond)0.450.630.450.450.380.63
1.00mm(flip-BGA芯片)0.550.630.550.550.470.63
1.00mm(flip-BGA芯片)0.600.650.600.600.510.65
0.80 mm UBGA (BT
Substrate)0.400.550.400.400.340.55
0.80 mm UBGA0.400.450.400.400.340.45
0.50 mm MBGA0.300.30.270.270.260.3
圖6?SMD和NSMD焊盤的建議焊盤尺寸
總結
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