IPC-7095D-CHINESE NP 2019 - 第18页
IPC-7095D-W AM1 CN 2019 年 1 月 2 IPC-2226 Sectional Design Standard for High Density Interconnect （ HDI ） Boards IPC-4101 刚性及多层印制板用基材规范 IPC-4552 印制电路板化学镀镍 / 浸金（ ENIG ）镀覆性能规范 IPC-4553 印制板浸银规范 IPC-4554 印制板浸锡规范 IPC-4761 Desi…
IPC-7095D-WAM1 CN2019 年 1 月
1
BGA 设计与组装工艺的实施
1. 范围
本标准描述了为球栅阵列（BGA）和密节距球栅阵列（FBGA）技术在设计和组装实施方面的挑战，并主要关
注与采用这些封装的印制板设计和组装相关的检验、维修以及可靠性问题。
1.1 目的
本标准旨在为正在使用或正考虑使用 BGA 的用户提供实用的信息。本文主要目标人群为负责印制
板和印制板组件设计、组装、检验和维修工艺的管理人员、设计工程师以及工艺工程师。
1.1.1 意图
本文描述了采用 BGA 的印制板组件如何成功实施稳健设计和组装工艺，以及 BGA 组装时出现
常见异常的诊断方法。关于 BGA 组件的接受 / 拒收标准，参见 J-STD-001 和 IPC-A-610。
1.1.2 “应当”的解释
在通篇本标准中动词的祈使态“
应当
”， 使用在表示有强制性要求的场合。如果提供足
够的数据来证明有例外情况，则可以考虑偏离“
应当
”要求。为了帮助读者，“
应当
”这个词用粗体字表示。
当需要表达非强制性条文时，使用“应该”和“可以”这两个词。“将”这个词用以表达目的性的声明。
1.1.3 表达
本规范中的所有尺寸和公差均以公制（米制）单位和括号内的英制 [ 英寸 ] 单位来表示。敬请本
规范的用户使用米制尺寸。所有 ≥1 毫米 [0.0394 英寸 ] 的尺寸将以毫米和英寸表示。所有＜ 1 毫米 [0.0394 英寸 ]
的尺寸将以微米和微英寸表示。
1.1.4 “Lead”的用法
为了便于阅读和翻译，本文仅用 lead 这个词来描述元器件的引线（有时也指端子）。
1.1.5 缩写和首字母缩写词
周期表元素在本标准中采用了缩写。本标准中使用的缩写（包括元素）和首字母
缩写词的完整拼写参见附录 B。
2 适用文件
2.1 IPC
1
IPC-T-50
印制板和印制板组件的术语及定义
IPC-D-279
可靠的表贴技术印制板组件的设计指南
IPC-A-610
电子组件的可接受性
IPC-TM-650
测试方法手册
2
2 2.4.42 Torsional Strength of Chip Adhesives
IPC-SM-785
Guidelines for Accelerated Reliability Testing of Surface Mount Attachments
IPC-SM-817
General Requirements for Dielectric Surface Mounting Adhesives
IPC-CC-830
Quali
fi
cation and Performance of Electrical Insulating Compound for Printed Wiring Assemblies
IPC-HDBK-830
敷形涂覆的设计、选择及应用指南
IPC-1401
电子制造行业社会责任和可持续发展指南
IPC-1601
印制板操作和储存指南
IPC-1751
Generic Requirements for Declaration Process Management
IPC-1752
Materials Declaration Management
IPC-2221
印制板设计通用标准
IPC-2222
Sectional Design Standard for Rigid Organic Printed Boards
1. www.ipc.org
2. Current and revised IPC Test Methods are available on the IPC Web site （www.ipc.org/test-methods.aspx）
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2
IPC-2226
Sectional Design Standard for High Density Interconnect （HDI） Boards
IPC-4101
刚性及多层印制板用基材规范
IPC-4552
印制电路板化学镀镍 / 浸金（
ENIG）镀覆性能规范
IPC-4553
印制板浸银规范
IPC-4554
印制板浸锡规范
IPC-4761
Design Guide for Protection of Printed Board Via Structures
IPC-6012
刚性印制板鉴定及性能规范
IPC-7091
Design and Assembly Process Implementation of 3D Components
IPC-7094
Design and Assembly Process Implementation for Flip Chip and Die Size Components
IPC-7351
Generic Requirements for Surface Mount Design and Land Pattern Standard
IPC-7525
模板设计指南
IPC-7526
模板及错误印刷板子的清洗手册
IPC-7530
Guidelines for Temperature Pro
fi
ling for Mass Soldering （Re
fl
ow & Wave） Processes
IPC-7711/7721
电子组件的返工返修
IPC-9701
表面贴装焊接的性能测试方法和鉴定要求
IPC/JEDEC-9702
Monotonic Bend Characterization of Board-Level Interconnects
IPC/JEDEC-9703
焊点可靠性的机械冲击测试指南
IPC/JEDEC-9704
印制线路板应力规测试指南
IPC/JEDEC-9706
Mechanical Shock In-situ Electrical Metrology Test Guidelines for FCBGA SMT Component Sol-
der Crack and Pad Crater/Trace Crack Detection
IPC/JEDEC-9707
Spherical Bend Test Method for Characterization of Board Level Interconnects
IPC-9708
印制板组件焊盘坑裂特性的测试方法
IPC-9709
Test Guidelines for Acoustic Emission Measurement during Mechanical Test
2.2 Joint Standards
3
J-STD-001
焊接电气和电子组件要求
J-STD-002
元器件引线、端子、接线片、终端及导线的可焊性测试
J-STD-005
焊膏要求
J-STD-020
湿敏元器件的操作要求
J-STD-030
板级底部填充材料的选择和应用
J-STD-033
对湿度 / 再流焊敏感的表面贴装器件的处置、包装、发运及使用
J-STD-609
Marking and Labeling of Components, Printed Board and Printed Board Assemblies to Identify Lead （Pb）,
Pb-Free and Other Attributes
2.3 JEDEC
4
JEP95 Section 4.5
密节距（方形）球栅阵列封装 （FBGA）
JEP95 Section 4.6
密节距（矩形）球栅阵列封装 （FRBGA）
JEP95 Section 4.7
芯片尺寸球栅阵列封装
（DSBGA）
JEP95 Section 4.9
Generic Matrix Tray for Handling and Shipping （Low Stacking Pro
fi
le for BGA Packages）
JEP95 Section 4.10
Generic Matrix Tray for Handling and Shipping
3. www.ipc.org
4. www.jedec.org
IPC-7095D-WAM1 CN2019 年 1 月
3
JEP95 Section 4.14
球栅阵列封装 （BGA）
JEP95 Section 4.17
球栅阵列 （BGA） 封装测量和方法
JESD22-A102
Unbiased Autoclave Test Method
JESD22-B108
表面贴装半导体器件的共面性测试
JESD22-B112
封装高温翘曲测量方法
JESD22-B115
焊球拉离
JESD22-B117
焊球剪切
JESD94
Application Speci
fi
c Quali
fi
cation Using Knowledge Based Test Methodology
JESD217
Test Methods to Characterize Voiding in Pre SMT Ball Grid Array Packages
2.4 EIA
5
EIA-481
8 mm �rough 200 mm Embossed Carrier Taping and 8 mm & 12 mm Punched Carrier Taping of Surface
Mount Components for Automatic Handling
3 标准选择和 BGA 实施管理
3.1 术语和定义
术语和定义应当符合 3.1.1 至 3.1.4 以及 IPC-T-50。
3.1.1 阻焊膜限定（SMD）BGA 焊盘
阻焊膜开孔直径与 BGA 焊盘直径相等的一种印制板焊盘。
3.1.2 非阻焊膜限定（NSMD）BGA 焊盘
阻焊膜开孔直径大于 BGA 焊盘直径的一种印制板焊盘。也称作铜
限定 BGA 焊盘。
3.1.3 不润湿开路（NWO
） 不完全润湿或不润湿于印制板连接盘的再流焊膏（或助焊剂）与 BGA 焊球形成
的一种冶金物质。
3.1.4 枕头效应（HoP）
两个区分明显的冶金物质组成的焊点，它由 BGA 焊球与不完全或未熔融的再流焊膏
形成。
3.2 概述
每个电子系统都由各种接口以及印制板组件构成。一般来说，这些系统的复杂度反映在所使用的
元器件类型及其互连结构上。元器件的复杂度通常通过其物理尺寸和输入 / 输出（I/O）端的数量来判断，元
器件的复杂度越高，其互连的基板也越复杂。终端产品对成本和性能的驱动已导致元器件密度增加，从而使大
量元器件连接在可安装面积缩小的单个印制板组件上。此外，通过提高器件 I/O 端口数同时减小触点节距，增
加了单个器件功能数。触点节距的减小对组装厂和印制板制造商带来了挑战，他们会遇到操作、共面性及对准
方面的问题。
元器件封装，微处理器和存储器封装要求影响了其余电子组装的封装问题。元器件封装的驱动力是热管理、电
气性能、降低动态翘曲、可靠性、空间安装限制以及成本问题。外围器件 1mm 的节距已成为业界惯例，然而
这样的封装可容纳的引脚数不超过 84 个，较大引脚数的外围器件需要的节距为 0.65mm、0.5mm 和 0.3mm。
尽管小于 1mm 的引线节距对于减小封装尺寸是有用的，但密度的增加会给大部分制造商带来很多问题。密节
距的引线通常十分脆弱且易损（引起如共面性、引线弯曲和歪斜）。贴装这些封装时，必须采用带有视觉系统
的贴片机和托盘包装处理器。但这两项要求会大大增加设备投资成本。
已研发出的 BGA 克服了由密节距、高引线数外围器件带给组装的挑战。图
3-1 显示了ＢＧＡ封装生产工艺的
一个例子。
5. https://www.ecianow.org/standards-practices/standards/