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高速PCB设计指南之二

[05-04 22:21:32]   来源:http://www.592dz.com  电路基础   阅读:9464

 

概要:判断焊盘通过/不通过的条件。假设焊盘几何形状是正确的,并且电路结构的最终都满足所有规定标准,焊接缺陷应该可以减少;尽管如此,焊接缺陷还可能由于材料与工艺变量而发生。为密间距fine pitch开发焊盘的设计者必须建立一个可靠的焊接连接所要求的最小脚尖与脚跟,以及在元件封装特征上允许最大与最小或至少的材料条件。 表三、J形引脚 (单位:mm)焊盘特性 最大一级 中等二级 最小三级 脚趾-焊盘突出 0.2 0.2 0.2 脚跟-焊盘突出 0.8 0.6 0.4 侧面-焊盘突出 0.1 0.05 0.0 开井余量 1.5 0.8 0.2 圆整因素 最近0.5 最近0.05 最近0.05 表四、圆柱形端子(MELF) (单位:mm)焊盘特性 最大一级 中等二级 最小三级 脚趾-焊盘突出 1.0 0.4 0.2 脚跟-焊盘突出 0.2 0.1 0.0 侧面-焊盘突出 0.2 0.1 0.0 开井余量 0.2 0.25 0.25 圆整因素 最近0.5 最近0.05 最近0.05 表五、只有底面的端子 (单位:mm)焊盘特性 最大一级 中等二级 最小三级 脚趾-焊盘突出 0.2 0.1 0 脚跟-焊盘突出 0.2 0.1 0 侧面-焊盘突出 0.2 0.1 0 开井余量 0.25 0.1

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(大于0.625mm的间距) (单位:mm)
  如果这些焊盘的用户希望对贴装和焊接设备有一个更稳健的工艺条件,那么分析中的个别元素可以改变到新的所希望的尺寸条件。这包括元件、板或贴装精度的扩散,以及最小的焊接点或焊盘突出的期望(表3,4,5和6)。
  用于焊盘的轮廓公差方法的方式与元件的类似。所有焊盘公差都是要对每一个焊盘以最大尺寸提供一个预计的焊盘图形。单向公差是要减小焊盘尺寸,因此得当焊接点形成的较小区域。为了使开孔的尺寸标注系统容易,焊盘是跨过内外极限标注尺寸的。
  在这个标准中,尺寸标注概念使用极限尺寸和几何公差来描述焊盘允许的最大与最小尺寸。当焊盘在其最大尺寸时,结果可能是最小可接受的焊盘之间的间隔;相反,当焊盘在其最小尺寸时,结果可能是最小的可接受焊盘,需要达到可靠的焊接点。这些极限允许判断焊盘通过/不通过的条件。
  假设焊盘几何形状是正确的,并且电路结构的最终都满足所有规定标准,焊接缺陷应该可以减少;尽管如此,焊接缺陷还可能由于材料与工艺变量而发生。为密间距fine pitch开发焊盘的设计者必须建立一个可靠的焊接连接所要求的最小脚尖与脚跟,以及在元件封装特征上允许最大与最小或至少的材料条件。
表三、J形引脚 (单位:mm)
焊盘特性 最大一级 中等二级 最小三级
脚趾-焊盘突出 0.2 0.2 0.2
脚跟-焊盘突出 0.8 0.6 0.4
侧面-焊盘突出 0.1 0.05 0.0
开井余量 1.5 0.8 0.2
圆整因素 最近0.5 最近0.05 最近0.05
表四、圆柱形端子(MELF) (单位:mm)
焊盘特性 最大一级 中等二级 最小三级
脚趾-焊盘突出 1.0 0.4 0.2
脚跟-焊盘突出 0.2 0.1 0.0
侧面-焊盘突出 0.2 0.1 0.0
开井余量 0.2 0.25 0.25
圆整因素 最近0.5 最近0.05 最近0.05
表五、只有底面的端子 (单位:mm)
焊盘特性 最大一级 中等二级 最小三级
脚趾-焊盘突出 0.2 0.1 0
脚跟-焊盘突出 0.2 0.1 0
侧面-焊盘突出 0.2 0.1 0
开井余量 0.25 0.1 0.05
圆整因素 最近0.5 最近0.05 最近0.05
表六、内向L形带状引脚 (单位:mm)
焊盘特性 最大一级 中等二级 最小三级
脚趾-焊盘突出 0.1 0.1 0.0
脚跟-焊盘突出 1.0 0.5 0.2
侧面-焊盘突出 0.1 0.1 0.1
开井余量 0.5 0.25 0.05
圆整因素 最近0.5 最近0.05 最近0.05
  2、BGA与CAP
  BGA封装已经发展到满足现在的焊接安装技术。塑料与陶瓷BGA元件具有相对广泛的接触间距(1.50,1.27和1.00mm),而相对而言,芯片规模的BGA栅格间距为0.50,0.60和0.80mm。BGA与密间距BGA元件两者相对于密间距引脚框架封装的IC都不容易损坏,并且BGA标准允许选择性地减少接触点,以满足特殊的输入/输出(I/O)要求。当为BGA元件建立接触点布局和引线排列时,封装开发者必须考虑芯片设计以及芯片块的尺寸和形状。在技术引线排列时的另一个要面对的问题是芯片的方向芯片模块的焊盘向上或向下。芯片模块“面朝上”的结构通常是当供应商正在使用COB(chip-on-board)(内插器)技术时才采用的。
   元件构造,以及在其制造中使用的材料结合,不在这个工业标准与指引中定义。每一个制造商都将企图将其特殊的结构胜任用户所定义的应用。例如消费产品可能有一个相对良好的工作环境,而工业或汽车应用的产品经常必须运行在更大的压力条件下。取决于制造BGA所选择材料的物理特性,可能要使用到倒装芯片或引线接合技术。因为芯片安装结构是刚性材料,芯片模块安装座一般以导体定中心,信号从芯片模块焊盘走入接触球的排列矩阵。
   在该文件中详细叙述的栅格阵列封装外形在JEDEC的95出版物中提供。方形BGA,JEDEC MS-028定义一种较小的矩形塑料BGA元件类别,接触点间隔为1.27mm。该矩阵元件的总的外形规格允许很大的灵活性,如引脚间隔、接触点矩阵布局与构造。JEDEC MO-151定义各种塑料封装的BGA。方形轮廓覆盖的尺寸从7.0-50.0,三种接触点间隔 - 1.50,1.27和1.00mm。
   球接触点可以单一的形式分布,行与列排列有双数或单数。虽然排列必须保持对整个封装外形的对称,但是各元件制造商允许在某区域内减少接触点的位置。
   3、芯片规模的BGA变量
   针对“密间距”和“真正芯片大小”的IC封装,最近开发的JEDEC BGA指引提出许多物理属性,并为封装供应商提供“变量”形式的灵活性。JEDEC JC-11批准的第一份对密间距元件类别的文件是注册外形MO-195,具有基本0.50mm间距接触点排列的统一方形封装系列。
   封装尺寸范围从4.0-21.0mm,总的高度(定义为“薄的轮廓”)限制到从贴装表面最大为1.20mm。下面的例子代表为将来的标准考虑的一些其它变量。
   球间距与球尺寸将也会影响电路布线效率。许多公司已经选择对较低I/O数的CSP不采用0.50mm间距。较大的球间距可能减轻最终用户对更复杂的印刷电路板(PCB)技术的需求。
   0.50mm的接触点排列间隔是JEDEC推荐最小的。接触点直径规定为0.30mm,公差范围为最小0.25、最大0.35mm。可是大多数采用0.50mm间距的BGA应用将依靠电路的次表面布线。直径上小至0.25mm的焊盘之间的间隔宽度只够连接一根0.08mm(0.003″)宽度的电路。将许多多余的电源和接地触点分布到矩阵的周围,这样将提供对排列矩阵的有限渗透。这些较高I/O数的应用更可能决定于多层、盲孔或封闭的焊盘上的电镀旁路孔(via-on-pad)技术。

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