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IPC-7095D-W AM1 CN 2019 年 1 月 63 导通孔连接盘上覆盖阻焊膜也会降低 BGA 返工时狭窄阻焊膜坝脱落的风险。某些阻焊膜与表面处理组合的掩 蔽导通孔可能并不可靠。侵入孔上的阻焊膜开窗应该大到足以使助焊剂和其它污染物在焊接时排出。在准备用 掩蔽或侵入导通孔时，咨询印制板制造商确认其能力。图 6-6 为较好的和较差的阻焊膜设计示例，图 6-7 是金 属限定连接盘的示例。 A B C IPC-7095d-6-6-c…
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6.2.2.1
金属限定（MD）连接盘
金属限定连接盘所需
的铜连接盘直径较小，可供布线和导通孔的金属间间距较
大。铜材比阻焊膜更容易控制尺寸，可以产生更加均匀的
表面处理，尤其是 HASL 印制板。由于连接盘周围没有
阻焊膜使得焊料可以包围住连接盘边缘，这可消除有应力
集中的任何区域。
金属限定连接盘能形成改善的焊点外形，但这也会使得间
隙高度变小（见图 6-3）。改善的焊点外形会潜在地增加焊
点的抗疲劳强度；但是，较小的间隙高度会部分抵消掉抗
疲劳强度的改善。
6.2.2.2 阻焊膜限定（SMD）连接盘
由于有阻焊膜的部
分重叠，SMD 连接盘需要较大直径的金属连接盘以达到
像金属限定连接盘相同的尺寸。阻焊膜限定的焊点会产生
应力集中（见图 6-4），但会有较大的间隙高度。相应的效
果如图 6-5 所示，图中展示了 SMD（左侧）和金属限定
连接盘（右侧）上的焊点形状差异。SMD 连接盘上的应
力集中可能会导致在贴装表面引发的裂纹。因为铜连接盘
和阻焊膜重叠有较大的表面区域，SMD 连接盘与印制板
附着性较好。
SMD 连接盘的主要缺点是焊点在阻焊膜和焊料交界处
的脆弱性。一些测试表明焊点疲劳寿命远小于金属限定
（MD）连接盘。采用 SMD 连接盘的主要优点是可预防连
接盘从印制板上剥离。连接盘剥离，也被称为焊盘坑裂，
通常发生于角落焊球。因为角落焊球有较大的应变率而更
容易失效，元器件制造商经常不会将这些焊球用作关键功
能（CTF）。在角落焊球为非关键功能 CTF 的情况下，这
些焊球的相应位置可设计为 SMD 连接盘。
6.2.3 导体宽度
导体宽度会影响 BGA 的布线。导体
越宽，连接盘间用于布线的空间越小。目前并没有针对
SMD 连接盘采用最大导体宽度建议；然而，连接 NSMD
连接盘的最大导体宽度为 0.2mm。导体宽度大于该值会对
该位置的连接盘转变为 SMD 连接盘有影响。为了消除尖角，在导体与连接盘连接处应该采用圆角填充处理。
6.2.4 导通孔尺寸和位置
导通孔可布在连接盘图形上的 BGA 连接盘之间。导通孔连接盘应该足够小以使
导通孔与其相邻连接盘间能产生间隙。可采用的导通孔最大尺寸取决于所采用连接盘尺寸和类型（SMD 或
MD）。对于对应的板厚，推荐使用最小标准尺寸的导通孔盘／钻头。连接盘尺寸为 0.6mm，导通孔钻孔尺寸
为 0.35mm，在节距为 1.5mm 和 1.27mm 的 BGA 中很常见；同时连接盘尺寸为 0.5mm，导通孔钻孔尺寸为
0.25mm，则常用于节距为 1.0mm 和 0.75mm 的封装。
为了使标准尺寸导通孔和连接盘之间发生焊料桥连的风险最小化，可掩蔽导通孔或让阻焊膜侵入（覆盖）导通
孔连接盘。
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图 6-3 金属限定连接盘连接外形
B
C
A
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图 6-4 阻焊膜应力集中
A– 焊球缩小后的横截面积
B– 阻焊膜应力集中
C– 阻焊膜在 Z 轴方向的热膨胀比焊球更大
A
B
图 6-5 焊点形状对比
A– 有应力集中的 SMD 形状
B– 没有应力集中的金属限定形状
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导通孔连接盘上覆盖阻焊膜也会降低 BGA 返工时狭窄阻焊膜坝脱落的风险。某些阻焊膜与表面处理组合的掩
蔽导通孔可能并不可靠。侵入孔上的阻焊膜开窗应该大到足以使助焊剂和其它污染物在焊接时排出。在准备用
掩蔽或侵入导通孔时，咨询印制板制造商确认其能力。图 6-6 为较好的和较差的阻焊膜设计示例，图 6-7 是金
属限定连接盘的示例。
A
B
C
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图 6-6 好 / 差的阻焊膜设计
A– BGA 走线和阻焊膜设计
B– 显示焊点影响
C– 由于不正确的走线和阻焊膜设计导致焊料被吸入导通孔
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图 6-7 金属限定连接盘示例
BGA 连接盘图形上导通孔的其它选择包括盲孔和微导通孔。盲孔可用钻孔、激光、烧蚀或者通过湿式或干式（等
离子）化学的感光限定法来实现。外层和内层依次制备，然后层压在一起。因为盲孔仅穿透外层，故采用尺寸
较小的钻头。但是通常这种方法成本较高。盲孔可以布置在连接盘之间，但是由于该盲孔盘尺寸较小，是否将
盲孔布置在两连接盘间的中心并没有那么重要。
微导通孔由二次加工实现，仅穿透印制板外层。标准微导通孔连接第 1 层与第 2 层和／或第 n-1 层与第 n 层。
典型的微导通孔连接盘大小为 0.3mm，钻孔尺寸为 0.1mm。由于尺寸较小，这种微导通孔被置于连接盘的中央，
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唯一能注意到的影响是一个小凹痕。设计时可以借助类型 VII 导通孔保护概念进行填塞和遮蔽导通孔，以避免
出现凹痕（见图 5-13）。通过将导通孔直接布置于连接盘上，外层 BGA 连接盘之间的间隙可只用作布线。
在设计包含导通孔或微导通孔的 BGA 连接盘图形之前，联系印制板制造商以确定相关选项和规则。
6.2.5 影响 BGA 阻焊膜的参数
连接盘图形和 / 或阻焊膜尺寸的变化可能会导致 BGA 焊接缺陷或可靠性问
题。主设计图纸和印制板制造商的工作文件可能需要根据以下项目来评审以确认设计。出现任何变化必须与设
计人员和印制板制造商讨论。
为了确保 BGA 再流焊接成功，应该认真考虑下列问题：
• BGA 连接盘图形尺寸（见 6.2.1）与阻焊膜开窗的对比
• BGA 连接盘选择
- SMD 连接盘（见 6.2.2.2）
- 金属限定连接盘 MD（见 6.2.2.1）
- 同一 BGA 位置的两种技术
• 阻焊膜材料的选择
• 适应 BGA 连接盘节距的阻焊膜公差
• 线条至导通孔上面的阻焊膜（导通孔尺寸和位置见 6.2.4）
• 阻焊膜最大厚度
另外，也必须要评审阻焊膜定位和印制板制造商的能
力（收缩和补偿见 5.4.3）
确保印制板制造商不在原始设计文件的基础上修改阻
焊膜开窗或网格设计（为适应内部的制程能力）是很
重要的。BGA 布线和阻焊膜设计的最小的网格尺寸必
须与板制造商的能力相匹配。例如，典型的常规最小
激光可成像的阻焊膜网格为 0.15mm。先进的最小网格
可以是 0.0762mm。使用 0.15mm 的阻焊膜网格认为是
标准技术，印制板制造商没有理由进行额外的更改。
因此，重要的是审查和验证制造商实际生产的印制板
结构，以确保预期的 BGA 连接盘和结构的形成。
图 6-8 和图 6-9 显示了阻焊膜定位质量的对比示例，图
6-8 还显示了一种示例，丝网图例油墨勾勒 BGA 连接
盘图形，该图形预计会妨碍印刷模板均匀接触（例如
贴合）焊盘阵列的能力。
6.2.6 多栅格 BGA 连接盘图形阵列设计
对于 CPU
需要较高 I/O 密度的设备诸如移动电话、平板电脑和
超轻型便携式计算机等移动设备已驱动 BGA 元器件间
距降至 0.5mm 或者更小，且 I/O 数量大于 1,500。这种
密集的连接盘图形的布线模式需要多个导通孔和多层
数。印制板的成本随着层数的增加而显著上升。为了
将成本和层数保持在低位，尽可能多的将高密度的 I/O
图形布局在在外层势在必行。
图 6-8 差的阻焊膜定位
图 6-9 好的阻焊膜定位