IC-Substrat - BGA Pad Design Standard und Grundregeln

BGA-Pad ist der Kontaktteil des BGA-Pakets, der verwendet wird, um die Chiplötkugeln mit der Leiterplatte (Leiterplatte) zu verbinden. Es ist in einem Array an der Unterseite des Gehäuses verteilt, jedes Pad entspricht einer Lötkugel, durch das Löten, um die elektrische Verbindung zwischen dem Chip und der Leiterplatte zu erreichen.

Die Verpackungsstruktur von BGA-Geräten kann je nach Form der Lötstellen in zwei Typen unterteilt werden: sphärische Lötstellen und zylindrische Lötstellen. BGA Verpackungstechnik verwendet runde oder zylindrische Lötstellen, die unter der Verpackung versteckt sind, die sich durch große Bleiabstände und kurze Bleilänge auszeichnen.

BGA-Pad

BGA Pad Design

Laut Statistik werden in der Oberflächenmontagetechnik 70% der Schweißfehler durch Konstruktionsgründe verursacht. BGA: Die Rollenmontagetechnik ist da keine Ausnahme. Mit der Miniaturisierung des Lötkugeldurchmessers des BGA-Chips auf 0.5mm, 0.45mm und 0.30mm stehen die Größe und Form des Pads auf der Leiterplatte direkt in Verbindung mit der zuverlässigen Verbindung zwischen BGA-Chip und der Leiterplatte, und der Einfluss des Pad-Designs auf die Lötkugelschweißqualität nimmt auch allmählich zu. Die gleichen BGA-Chips (Kugeldurchmesser 0,5 mm, Abstand 0,8 mm) werden im gleichen Schweißverfahren auf Leiterplatten mit Durchmessern von 0,4 mm bzw. 0,3 mm geschweißt. Die Verifizierungsergebnisse zeigen, dass der Anteil an BGA-Falschlöten bei letzterem bis zu 8%. Daher steht BGA Pad Design in direktem Zusammenhang mit der Schweißqualität von BGA. Das Standard BGA Pad Design ist wie folgt:

A.Solder resist Design

Entwurfsform 1: Die Lotresistschicht umgibt das Kupferfolienpad und hinterlässt einen Spalt; Alle Leitungen und Durchgänge zwischen den Pads müssen gelötet werden.

Entwurfsform 2: Die Lotresistschicht befindet sich auf dem Pad, und der Durchmesser der Pad-Kupferfolie ist größer als die Größe der Lötstoff-Öffnung.

Bei der Auslegung dieser beiden Lötstofflackschichten wird generell die erste Gestaltungsform bevorzugt. Seine Vorteile sind, dass der Durchmesser der Kupferfolie einfacher zu kontrollieren ist als die Größe des Lotwiderstands, die Spannungskonzentration der BGA-Lötstelle klein ist und die Lötstelle eine ausreichende Platzabsetzung aufweist, was die Zuverlässigkeit der Lötstelle erhöht.

B.Pad Design Grafiken und Abmessungen

Das BGA Pad und Via sind durch gedrucktes Kabel verbunden, und das Via ist nicht direkt mit dem Pad verbunden oder direkt auf dem Pad geöffnet.

BGA Design

Allgemeine Regeln für BGA Pad Design:

(1) Pad Durchmesser kann nicht nur die Zuverlässigkeit von Lötstellen beeinflussen, sondern auch die Verdrahtung von Komponenten beeinflussen. Der Paddurchmesser ist in der Regel kleiner als der Kugeldurchmesser. Um eine zuverlässige Haftung zu erhalten,

Generell um 20,25% reduziert Je größer das Pad, desto kleiner der Verdrahtungsraum zwischen den beiden Pads. Zum Beispiel nimmt das BGA-Paket mit einem Abstand von 1.27mm ein Pad mit einem Durchmesser von 0.63mm an. Zwischen den Pads können zwei Drähte mit einer Linienbreite von 125 Mikrons angeordnet werden. Wird ein Paddurchmesser von 0,8 mm verwendet, kann nur ein Draht mit einer Linienbreite von 125 Mikrons geführt werden.

(2) Die folgende Formel gibt die Berechnung der Anzahl der Verdrahtung zwischen zwei Pads, wobei p der Paketabstand, D der Paddurchmesser, n die Anzahl der Verdrahtung und X die Linienbreite ist. P-Dâ­¥(2n+1)x

(3) Die allgemeine Regel ist, dass der Paddurchmesser auf PBGA-Substrat derselbe ist wie auf PCB.

(4) Das Pad-Design von CBGA muss sicherstellen, dass die Schablonenöffnung die Lötpaste ausläuft â­¥ 0,08mm3. Dies ist die Mindestanforderung, um die Zuverlässigkeit der Lötstelle zu gewährleisten. Daher ist das Pad von CBGA größer als das von PBGA