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IP C -7 3 5 1 B CN 2 0 1 0 年 6 月 1 4 . 1 . 3 陶瓷柱栅阵列（ C G A ) 图 1 4 - 3 中描绘的典型焊料柱接点是使用在较大陶瓷基封装上的（ 3 2 . 0 m m 到 4 5 . 0 m m ) 。封装结构和早期的针栅阵列类似，但是间距更近并且有更多的易损引线（…

2010 年 6 月 IPC-7351BCN

表 1 4 - 2 封装峰值再流焊温度

再流条件

封装厚度> 2.5m m 或

封装体积> 350mm3

封装厚度< 2.5m m 或

封装体积< 350mm3

锡 /铅共晶

对流 225+0/-5°C 对流 240+0/-5°C

无铅

对流 245+0 ° C 对流 260+0 ° C

注 1 : 封装体积不包括外部端子（焊料球、凸点、连接盘和引脚）和/ 或独立的散热层。

注2 : 再流焊中达到的最大元器件温度取决于封装厚度和体积。对流再流焊工艺的使用缩小了封装之间的热梯度。但是，SMD

封装的热容量差异引起的热梯度可能依然存在。

注3 : 预期使用“无铅” 组装工艺的元器件应当用定义的“无铅” 峰值温度和曲线进行评估。

需要考虑的重要一点是塑料BGA 封装是湿度敏感元件（MSD)。印制电路板组装工艺过程中需要有预防措施，以防

止 M SD损坏（分层、裂缝和其他）。当 PBGA元件贴装在双面/ 再流焊印制电路板组件上时，可能对其烘烤的可追

溯性提出要求。

1 4 . 1 . 2 细间距 B G A 封装（FBGA) JED E C 出版物 JE P95中第 4 .5 章节对细间距球栅阵列（FBGA) 封

装的定义是：一种缩小间距（< 1 .0 0 m m )的球栅阵列（B G A ) 封装。封装的载体上有一个金属化的印制

图形连接到一个电介质结构上。一个或多个半导体元件可以安装在这个电介质载体的上表面或下表面。

在电介质的底面，金属球的阵列图形形成了从封装体到一个配接物例如印制电路板的机械和电气连接。

装芯片的表面可以利用不同的技术封装以保护半导体。方形 F BG A 封装系列的要求允许四种可选的间距

0.50、0.65、0.7 5 和 0.80mm，同时相应地定义了四种不同的元器件外形（高度）。0.75m m 间距进入选择

范围后，FBGA 类元件就有四个不同间距可选了。

FB G A 的外形高度从元器件底座面到顶部大于1.70mm。薄外形细间距BGA (LFBGA) 是一种缩小厚度

的 FBGA 封装。L FBG A 的外形高度从底座面到顶部不大于1.20mm。较薄外形细间距 BGA (TFBGA)

是一种缩小厚度的FBGA 封装，外形高度从元器件底座面到顶部不大于1.00mm。超薄外形细间距BGA

(V F B G A )是一种缩小厚度的FBGA 封装，外形高度从元器件底座面到顶部不大于0.80mm。

JEDEC针对 FB G A 的设计指导中指出，制造商可以根据焊料球中心之间间隔或间距的增加，相应增加焊

料球的直径，具体对比见表 14-3。在这个文件中，JED EC标准并不支持 0.75m m 间距，但是行业中目前

有该间距的元器件存在。

使用刚性穿插结构的封装允许使用较大的焊料球直径。对于硅芯片和刚性印制电路板结构之间存在的严

重热膨胀系数不匹配，较大直径的焊料球可能有一定程度的补偿作用。

表 14-3 J E D E C 标准 JEP95 F B G A 的标准球径(mm)

球间距

球直径

最小值

标称值

最大值

0.80 0.45 0.50 0.55

0.80 0.35 0.40 0.45

0.80 0.25 0.30 0.35

0.65 0.35 0.40 0.45

0.65 0.25 0.30 0.35

0.50 0.25 0.30 0.35

细间距焊料球元件可能在常规贴装和再流焊操作之外还有其他特殊的工艺要求。这个要求涉及到焊膏的

使用量、贴片机的精准度以及焊接工艺曲线，以确保FBG A 进行再流焊时，所有部件都同时完成。

FB G A 的焊料球端子和工艺考虑和B G A 封装相同，请分别参考 14.1.1.1和 14.1.1.2。

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2010年 6 月

1 4 . 1 . 3 陶瓷柱栅阵列（C G A ) 图 1 4-3 中描绘的典型焊料柱接点是使用在较大陶瓷基封装上的（32.0mm

到 45.0mm)。封装结构和早期的针栅阵列类似，但是间距更近并且有更多的易损引线（焊柱）。焊柱的直

径大约为0.5mm，长度从 1.25mm到 2.0m m 不等。焊柱可以通过共晶（S n63P b 3 7)焊料焊接到封装体上，

也可以用9 0% 铅和 10% 锡合金将其固定。

较长的焊柱可吸收陶瓷封装和电路板之间的C T E 不匹配所产生的大量应力，从而提高焊点可靠性。但是

从另一角度来看，较长的焊柱可能降低电气性能，增加整体的封装体积。而且焊柱的强度不如焊料球，

在处理过程中比较容易受到损坏。CGA元件的连接盘尺寸的计算并不需要考虑元件引线焊端的尺寸公差，

正如 B G A 焊盘尺寸计算时忽略焊料球塌落与否对连接盘尺寸的影响。

1 4 . 1 . 4 塑料盘栅阵列（L G A ) 不同于微处理器中常见的针栅阵列（PG A )、盘栅阵列（LGA) 没有使用

任何插针，而是一个镀金的裸铜盘，可以直接连接元器件基板和印制电路板（见图 14-4)。和其他面阵列

元器件例如B G A 或 CGA —样，L G A 元器件比Q F P 或 PLCC —类的外部有引线元器件可以提供更大的互

连密度。和 P G A 元器件系列相比，L G A 的焊盘密度可以大很多，因为不需要将插针连接到基板上，其元

器件间距可以小很多。L G A 类型元件的引脚通常有圆形和方形两种，所以在 IPC-7351标准中 L G A 元件

的连接盘图形也有圆形和方形之分。

图 1 4 - 3 陶瓷 / 塑料柱栅阵列（CGA) 封装

1 4 . 2 通用外形方面

1 4 . 2 . 1 器件外形本标准中对栅阵列封装外形的细

节描述在 JE D E C 出版物JE P 95中有提供。阵列元器

件的整体外形规范在引线间距、接点矩阵图形和结

构方面有很大的灵活性。JED EC标准允许芯片连接

在接口结构的任意一面（封装腔朝上或朝下）。关于

B G A 元器件的更多定义和互连结构，请参考 IPC-

7095。图 14-5举例说明了两个具有常见封装外形的

225 I/O 元器件，但是基于间距的不同，选择了一个

特殊的矩阵图形。

1 4 . 2 . 2 连接矩阵选项触点在矩阵图形上均匀分

布，但是矩阵的中心点总是位于封装的中心线上（见

图 14-6)。元器件制造商可以选择性地减少触点数

量。触点图形通常有以下几种描述方法：全偶数矩

阵、全奇数矩阵、周边矩阵或交错矩阵。

图 1 4 - 4 塑料盘栅阵列（LGA) 封装

图 1 4 - 5 封装外形中BG A 触点间距的变化

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1 4 .2 .2 .1 全矩阵对于给定的封装尺寸，有两种可能的全矩阵类型：偶数和奇数。考虑到触点的尺寸和

间距，其中之一是理论上可以在封装上形成的最大矩阵。另一个是矩阵少一行和一列（见图 14-6)。

1 4 .2 .2 .2 周边矩阵从矩阵中心位置移去一个触点阵列后就得到周边矩阵。中心部分的触点空缺不会影

响矩阵的中心线（见图 14-7)。另外，周边矩阵通常是通过周边触点的数目来进行区别的。

1 4 .2 .2 . 3 热增强矩阵热增强矩阵指的是在中心位置重新装上触点的周边矩阵（见图 14-7)。

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图 1 4 - 6 同一封装尺寸的两种全矩阵图 1 4 - 7 热增强周边矩阵

1 4 .2 .2 .4 交错矩阵其定义是每隔一个位置去掉一个触点的一种空隙布局。这样的结构提供了两倍于完

整矩阵间距的一个有效的最小中心距（见图 14-8)。为了保持A 1 接触点位置，交错矩阵必须使用全奇矩

阵方式来开发。

1 4 . 2 . 3 选择性减少触点密度除了上述提到的减少触点的方法外，触点还可以有选择地移除。只要保证

矩阵图形不会偏移封装外形的中心位置，接触点数目可以任意减少（见图 14-9)。

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图 1 4 - 8 交错矩阵图 1 4 - 9 选择性减少触点密度

1 4 . 2 . 4 连接座的计划 B G A 元器件的连接座或连接盘图形为圆形，其直径依据接触点间距和尺寸而定。

连接盘的直径不能大于封装接触面上连接盘直径，通常在间距大于1.0m m 的情况下，比规定的球形触点

的正常直径小2 0 % ;在间距小于 1.0m m 的情况下则小10%。在最后确认连接盘图形阵列和几何图形前，

请参阅制造商元器件说明。

1 4 .2 .4 .1 铜定义连接盘图形这里所述的连接盘图形是由蚀刻的铜决定的。蚀刻的铜焊盘和阻焊膜之间

的间隔最小是0.075mm[0.00295in]。如果需要一个比推荐值更小的间隔，请咨询印制板供应商。