Chất nền IC - Tiêu chuẩn thiết kế BGA Pad và các quy tắc cơ bản

Tiêu chuẩn thiết kế BGA Pad và các quy tắc cơ bản

Cấu trúc đóng gói của thiết bị BGA có thể được chia thành hai loại theo hình dạng của mối hàn: mối hàn hình cầu và mối hàn hình trụ. Công nghệ đóng gói BGA sử dụng các điểm hàn tròn hoặc hình trụ ẩn bên dưới gói, được đặc trưng bởi khoảng cách lớn giữa các dây dẫn và chiều dài ngắn của dây dẫn.

Điểm BGA

Thiết kế Pad BGA

Theo thống kê, trong công nghệ lắp đặt bề mặt, 70% các khuyết tật hàn là do nguyên nhân thiết kế. BGA: Công nghệ lắp ráp cuộn cũng không ngoại lệ. Với đường kính bi của chip BGA được thu nhỏ đến 0,5mm, 0,45mm và 0,30mm, kích thước và hình dạng của miếng đệm trên tấm in liên quan trực tiếp đến kết nối đáng tin cậy giữa chip BGA và tấm in, ảnh hưởng của thiết kế miếng đệm đối với chất lượng hàn bóng cũng đang tăng dần. Cùng một chip BGA (đường kính bóng 0,5mm, khoảng cách 0,8mm) được hàn trên tấm in có đường kính 0,4mm và 0,3mm tương ứng thông qua cùng một quá trình hàn. Kết quả xác minh cho thấy hàn giả BGA chiếm tới 8% sau này. Do đó, thiết kế của BGA pad liên quan trực tiếp đến chất lượng hàn của BGA. Đĩa hàn BGA tiêu chuẩn được thiết kế như sau:

A. Thiết kế kháng hàn

Hình thức thiết kế 1: lớp kháng hàn bao quanh tấm đồng và để lại khoảng cách; Tất cả các dây dẫn và quá mức giữa các tấm hàn phải được hàn.

Hình thức thiết kế 2: lớp kháng hàn nằm trên tấm hàn, đường kính của lá đồng của tấm hàn lớn hơn kích thước của lỗ hàn kháng.

Trong thiết kế của hai lớp kháng hàn này, hình thức thiết kế đầu tiên thường được ưa thích hơn. Ưu điểm của nó là đường kính của lá đồng dễ kiểm soát hơn so với kích thước của điện trở, tập trung ứng suất nhỏ hơn của các mối hàn BGA và các mối hàn có đủ không gian để lắng xuống, làm tăng độ tin cậy của các mối hàn.

B. Đồ họa và kích thước thiết kế lót

BGA pad và overhole được kết nối bằng dây in và overhole không được kết nối trực tiếp với pad hoặc mở trực tiếp trên pad.

Thiết kế BGA

Quy tắc chung cho thiết kế pad BGA:

(1) Đường kính của tấm sẽ không chỉ ảnh hưởng đến độ tin cậy của các điểm hàn, mà còn ảnh hưởng đến hệ thống dây của các yếu tố. Đường kính của miếng đệm thường nhỏ hơn đường kính của quả bóng. Để đạt được độ tin cậy cao,

Thông thường giảm 20 - 25%. Các pad càng lớn, càng có ít không gian dây giữa hai pad. Ví dụ, gói BGA với khoảng cách 1,27mm sử dụng một pad có đường kính 0,63mm. Hai dây có thể được sắp xếp giữa các pad với chiều rộng đường 125 micron. Nếu sử dụng miếng đệm có đường kính 0,8mm, bạn chỉ có thể đi qua một dây có chiều rộng 125 micron.

(2) Công thức sau đây cho phép tính toán số lượng dây giữa hai tấm, trong đó p là khoảng cách đóng gói, D là đường kính của tấm, n là số lượng dây và X là chiều rộng đường. P-Dâ¥（2n+1）x

(3) Nguyên tắc chung là đường kính pad trên chất nền PBGA giống như đường kính pad trên PCB.

(4) Thiết kế pad của CBGA phải đảm bảo rằng việc mở mẫu làm cho dán bị rò rỉ 0,08mm3. Đây là yêu cầu tối thiểu để đảm bảo độ tin cậy của các mối hàn. Do đó, miếng đệm của CBGA lớn hơn miếng đệm của PBGA