通常的BGA器件如何走线?普通的BGA器件在布线时,一般步骤如下:
先根据BGA器件焊盘数量确定需要几层板,进行叠层设计。
然后对主器件BGA进行扇出(即从焊盘引出一小段线,然后在线的末端放置一个过孔,以此过孔到达另一层)。
再然后从过孔处逃逸式布线到器件的边缘,通过可用的层来进行扇出,一直到所有的焊盘都逃逸式布线完毕。
BGA焊盘0.3mm(12mil)
焊盘与焊盘边到边的XY方向均为0.1mm(4mil)。
焊盘与焊盘边沿对角线方向均为0.27mm(10.8mil)
如上图所示,最小4mil线宽的线走不出来,因为间距只有0.1mm(4mil)。该BGA器件除了最外面一圈能走线出去,里面的线没办法布出来!所以通孔(ThroughHole)是行不通的,它在每一层都会挡住里面焊盘的走线。只能采用盲埋孔,错层打孔错层布线。问题2:孔没有地方打!——解决办法:盘中孔(ViainPad)
工程设计对BGA的补偿处理,确保最终焊盘的要求;
阻焊开窗,保证开窗不能上BGA焊盘,否则影响贴装;
油墨的选择,因间距比较小优先选择粘度高的绿色油墨;
热风整平(喷锡)
化金板(ElectrolessNi/Au,ENIG)
化银板(ImmersionAg)
化锡板(ImmersionTin)
常见PCB表面处理工艺介绍
我找板厂要了两幅图片如下,左图一张是BGA过孔油墨覆盖不完全,导致贴装后油墨起泡,相邻BGA短路;右图另一张是BGA正常OSP表面加工成品图片。
关于盘中孔塞孔技术随着电子产品向轻、薄、小的方向发展,PCB也推向了高密度、高难度发展。根据IPC-2226定义,HDI是指单位面积布线密度高于常规印刷电路板。与常规PCB技术相比,这些电路板采用更细的导线和间隙(≤100μm/0.10mm)、更小的导通孔(<150μm)和焊盘(<400μm/0.40mm),以及更高的焊盘密度(>20焊盘/cm2)。HDI板中经常会用到盘中孔,而且对盘中孔要求塞孔,因此对塞孔的要求也越来越高。如:不得有阻焊油墨入孔,造成孔内藏锡珠;不许有爆油、造成贴装元器件难以贴装等。
印制板塞孔程序是印制板制作工艺和表面贴装技术提出的更高要求中而产生的一个过程,其塞孔作用有以下几点:
防止PCB过波峰焊时锡从导通孔贯穿元件面造成短路
避免助焊剂残留在导通孔内
防止过波峰焊时锡珠弹出,造成短路
防止表面锡膏流入孔内造成虚焊,影响贴装
盘中孔塞孔最难控制的就是孔内有锡珠或油墨上焊盘,也就是所谓的爆油现象。另外还必须要保持焊盘表面平整,方便器件装贴。对于塞孔大致可分为三种:油墨塞孔,树脂塞孔(电镀封孔)和电镀填孔。油墨塞孔用于PCB中普通过孔,孔内塞完之后,表面是油墨,不会导电。多数产品(不包括电镀封孔)的首选塞孔方式是”IPC4761TypeVI”—–塞孔和覆盖。目标塞孔深度是完全填充,而NCAB通用规范界定为塞孔深度≥70%则可接受。下图为按照IPC4761VI采用阻焊塞孔的图示。孔口与PCB表面是油墨覆盖。BGA盘中孔不可以进行油墨塞孔,因为油墨塞孔焊盘处不平整,也无导电性。更不能贴片了。
树脂塞孔(电镀封孔)是指对过孔做填平处理并使其表面完全金属化,表面铜镀层厚度需要至少达到IPC2级标准的5μm,或3级标准的12μm。因此填充材料必须是环氧树脂,而不能是阻焊,因为环氧树脂可最大限度降低产生气泡或焊接过程中填料膨胀的风险。这就是IPC-4761VII型–填充和覆盖的塞孔方式,通常用于盘中孔或高密度BGA区域。BGA盘中孔进行树脂塞孔后,再进行表面电镀一层铜,然后再磨平。这样就可以进行贴片安装了。
分普通打孔,树脂塞孔(电镀磨平)以及电镀填孔三种工艺,在打样10片和批量1000Volume的大概报价比较如下:
以上仅仅为大概加工成本估算,仅供参考。总之,对于极小间距BGA器件,比如0.4mm球间距,0.3mm球径,XY方向焊盘边沿间距0.1mm,对角线方向0.27mm的微小BGA,其布线策略基本上需要多层板,盘中孔,激光盲埋孔。线宽线距4mil,微孔4mil/8mil。如遇管脚数量特别多的情况,还需要进行2阶或多阶互联来进行布线。
责任编辑:lq
原文标题:极小BGA器件(0.4mmpitch)的布局布线设计?
长沙市望城经济技术开发区航空路6号手机智能终端产业园2号厂房3层(0731-88081133)