BGA pad là phần tiếp xúc của gói BGA được sử dụng để kết nối các quả bóng chip với PCB (bảng mạch in). Nó được phân phối trong một mảng ở dưới cùng của gói, với mỗi pad tương ứng với một quả bóng, cho phép kết nối điện giữa chip và PCB thông qua hàn.
Cấu trúc đóng gói của thiết bị BGA có thể được chia thành hai loại theo hình dạng của các mối hàn: mối hàn hình cầu và mối hàn hình trụ. Kỹ thuật đóng gói BGA sử dụng các mối 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.
BGA Hàn Pad
Thiết kế Pad BGA
Theo thống kê, trong công nghệ gắn trên bề mặt, 70% các khuyết tật hàn là do nguyên nhân thiết kế. BGA: Công nghệ cuộn cũng không ngoại lệ. Với việc thu nhỏ đường kính bóng của chip BGA đến 0,5mm, 0,45mm và 0,30mm, kích thước và hình dạng của miếng đệm trên bảng in liên quan trực tiếp đến kết nối đáng tin cậy giữa chip BGA và bảng in, ảnh hưởng của thiết kế miếng đệm đối với chất lượng hàn bóng cũng đang tăng dần. Các chip BGA tương tự (đường kính bóng 0,5mm, khoảng cách 0,8mm) được hàn trên các 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 tỷ lệ hàn giả BGA cao tới 8%. 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 lỗ thông qua 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.
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 lớp hàn điện trở, tập trung ứng suất nhỏ của các điểm hàn BGA và các điểm hàn có đủ không gian để lắng xuống, cải thiện độ tin cậy của các điểm hàn.
B. Đồ họa và kích thước thiết kế lót
BGA pad và thông qua lỗ được kết nối bằng dây in, thông qua lỗ 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 đệm thường nhỏ hơn đường kính bóng. Để có được sự tin cậy,
Thông thường giảm 20 - 25%. Các pad càng lớn, không gian dây giữa hai pad càng nhỏ. Ví dụ, gói BGA với khoảng cách 1,27mm sử dụng một miếng đệm có đường kính 0,63mm. Hai dây có thể được sắp xếp giữa các tấm hàn với chiều rộng đường 125 micron. Nếu sử dụng miếng đệm có đường kính 0,8mm, bạn chỉ có thể đi qua một sợi có chiều rộng dây 125 micron.
(2) Công thức sau đây cho phép tính toán số lượng dây giữa hai miếng đệm, trong đó p là khoảng cách đóng gói, D là đường kính của miếng đệm, n là số lượng dây và X là chiều rộng đường. P-D(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