IPC-7095D-CHINESE NP 2019 - 第75页
IPC-7095D-W AM1 CN 2019 年 1 月 59 6.1.3 整体布局 对于 BGA 来说没有特别的整体布局要求。但是建议不要将它们布局于 印制板中心线附近。 通过这种方法可以减少再流焊过程中由印制板翘曲引起的潜在共面性问题。除此之外 ， BGA 不应该布局在大 型通孔元器件附近，因为这样做会使印制板绷紧并明显增加 BGA 角落焊点的局部应力。 在某些情况下，如果相对于 BGA 角落引发的应变可通过邻近通孔或其它元器件的…
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表 5-3 提供了导通孔掩蔽、堵塞和填塞的优点和缺点。选择这些选项取决于制造商和组装厂的能力。为了避免
组装复杂，参与制程的所有人员懂得权衡这些选项是很重要的。
表 5-3 导通孔填塞选项
正面 反面 正面和反面 堵塞
优点
增加返工稳健性 可以 可以 可以 不可以
波峰焊时降低二次再流
的风险
可以 可以 可以 不可以
防止焊料泄漏 可以 可以 可以 不可以
缺点
需要两次工艺 是 是 是 不需要
元器件面高度外形限制 小于 50
μ
m，阻焊膜之上 无 小于 50
μ
m，阻焊膜之上 无
助焊剂污染问题 有 - 如果直接暴露于波峰焊 无 无 无
堵塞完整性问题
有（对于掩蔽，堵塞）
无（对于填塞）
有（对于掩蔽，堵塞）
无（对于填塞）
有（对于掩蔽，堵塞）
无（对于填塞）
无
6 印制电路组件设计考量
6.1 元器件放置和间隙
为了便于返工，BGA 周围应该提供足够的间隙（3mm 至 5mm）。推荐采用间隙的
上限，尤其是当 CBGA 使用阶梯模板进行焊膏沉积以及当使用热风进行返工时。然而，如果使用二极管激光
系统返工，其间隙要求可减小到 0.5mm 至 1.0mm，因为激光返工不会影响到相邻元器件。
6.1.1 贴片组装
BGA 封装相对于其它先进高引线数封装（如密节距、载带自动键合、PGA 等）的优点在于
其可用现有 SMT 贴装设备进行贴装并且它们在贴片后可自我对准。
6.1.2 维修 / 返工要求
对于元器件间隙的要求主要受到 BGA 元器件的维修／返工的驱动。典型的 BGA 返工
方法需要 5 个步骤：
1. 加热焊点至再流焊温度以拆除封装
2. 清除和清洗 BGA 连接盘图形上的残留焊料
3. 施加新焊膏或助焊剂
4. 放置新 BGA 封装
5. 加热焊点至再流焊温度以组装 BGA 器件到印制板上
上述操作步骤中的每一步都可能需要设置隔离区域。返工设备制造商会提供关于必要隔离区域的具体细节，以
下段落提供了一些通用的规则：
几乎所有使用热风法都采用风嘴向下对准 BGA 和 / 或在 BGA 周围加热焊点以便于拆除和再流。元器件隔离
区域建议设置在距离热风嘴外边缘 2.5mm 的位置。包括风嘴的尺寸，应该保持与元器件本体 3.8mm 的间隙。
BGA 周围的间隙为风嘴提供了空间并减小了加热相邻元器件焊点到达再流温度之上的风险，当使用激光系统
进行返工时，隔离区域可以减小至 1mm 以下。
BGA 拆除后，必须对连接盘进行清理，然后必须在新元器件放置前完成施加新焊膏或助焊剂。如果焊膏或助
焊剂使用人工涂抹方式，或者焊膏使用自动化喷涂系统施加，就不需要特别的元器件隔离区域。然而，许多维
修系统利用小型模板和以手动方式使用刮刀将焊膏施加到印制板连接盘或 BGA 的焊球上。
通常来说，最少需要 3mm 的
BGA 隔离区域（也即：BGA 本体与相邻元器件 / 器件本体之间的标称距离），这
样能满足风嘴间隙要求和当印刷焊膏到印制板连接盘时的小型模板要求。如存在大外形的相邻元器件，可能需
要规定比此最小值大得多的最小距离。
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6.1.3 整体布局
对于 BGA 来说没有特别的整体布局要求。但是建议不要将它们布局于印制板中心线附近。
通过这种方法可以减少再流焊过程中由印制板翘曲引起的潜在共面性问题。除此之外，BGA 不应该布局在大
型通孔元器件附近，因为这样做会使印制板绷紧并明显增加 BGA 角落焊点的局部应力。
在某些情况下，如果相对于 BGA 角落引发的应变可通过邻近通孔或其它元器件的刚度来减小时，人们可能要
利用实际上能保护 BGA 的某些特征的优点。
最后，不应将 BGA 封装对角线放置成与用于支撑和固定印制板组件的安装支架、固定柱或螺钉的对角线重叠，
因为这更容易引发角落焊球受损伤的应力级别。
6.1.4 对准图形（丝印油墨、铜制标志、引脚 1 标识符）
BGA 封装的印制板建议使用对准标记以验证再流焊
前后元器件是否对齐。BGA 封装，特别是 PBGA，即便有高达 50% 的连接盘偏移，也会在再流焊过程中自动
对准。所以所提到的任何偏移通常指的是一个连接盘直径长度或甚至更多。
对准标记有助于以目检的方式验证元器件贴装位置是否足够精确。用于对准图例的两种主要材料是丝印油墨和
铜。丝印油墨是最常见的材料，但是在印制板制造中需要额外的工序。由于丝印油墨对准图例是处于阻焊膜上
面的特征，这种抬高的轮廓特性在焊膏印刷过程中可能会妨碍邻近的连接盘贴紧模板开孔。这可能导致局部发
生不均匀的印刷焊膏沉积。6.2.5 是关于丝印图例油墨的一个例子，描述了一种 BGA 连接盘图形，该图形预计
会干扰印刷模板均匀接触焊盘阵列的能力。
作为替代方案，铜制对准图例与其它铜图形同时被制造出来，铜的设计策略消除了在抬高轮廓的丝印油墨图例
指示上印刷的问题。铜图例指示也改善了贴装验证的精度。高速线路可能会受到这种方案中不接地的铜影响，
因为未被连接的铜导体可能集成一耗散不可控的电容。
在许多情况下，设备或作业员使用的图例用于评估贴装
中 BGA 的对准。对于外围引线元器件，基准点已被标
准化，因此贴装机只需相应地调整贴装头以提高最终元
器件的定位精度。
局部基准点通常会布置在对角，以允许对 θ 角度进行
调整，许多贴装工具和设备已整合有这项技术。使用基
准点也许不能提供最明显的状态方便人们检验，但是大
部分检验员可以大致估测封装是否已在两基准点间正确
居中，并以此来验证它们的位置。
某些情况下，厂商需要使用角度支架来替代基准点以帮
助人眼做出判断；贴装机上的摄像头通常并不熟悉这样
的配置，因此这并不是最适用于自动组装的方法。（见
图 6-1）
通过使用丝印油墨，也可以完整地勾勒整体封装的轮廓以方便目视对准。然而之前描述的对于模板印刷的担忧
已抑制了这种设计的流行。另外一种常见的对准图形只在 BGA 的角落部位用角度支架符号做标记，这些角度
支架形的角落标记每边应该是 0.8mm 长。如果不影响电路性能（如产生不需要的电容），铜也可用作角落部位
标记（因为它不会干涉布线走向）。
所有对准图例应该离开 BGA 外边缘 0.25mm，这会给查看 BGA 封装周围的所有特征留有足够的间隙。
BGA 连接盘图形上需要有第 1 引脚标识符。这种标识符的形式可为插入符号、点或其它容易分辨的形状。第
1 引脚标识符的材质可为丝印油墨或铜并且分辨率应该足够高，以避免与连接盘图形周围的其它标记混淆。
图 6-1 BGA 对准标记
A– 局部基准点
B– 角度基准点
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6.2
连接位置（连接盘图形和导通孔）
6.2.1 连接盘直径大小及其对布线的影响
焊料连接盘直径可能影响焊点的可靠性以及导体的布线。连接盘直
径通常会比 BGA 的焊球直径小，连接盘尺寸减小 20%至 25%已被确定为可提供可靠连接的标准。连接盘越大，
连接盘之间可供布线的空间就越小。举例来说，节距为 1.27mm 的 BGA，若连接盘直径为 0.63mm，则连接盘
之间可布置两根宽度为 125
μ
m 间距为 125
μ
m 的导体。如果连接盘直径为 0.8mm，若采用 125
μ
m 宽度的导线
并保持 125
μ
m 的间距，则仅能布置一根导体。
表 6-1，表 6-2，表 6-3，表 6-4 及表 6-5 列出了在各种连接盘直径和导体间距宽度下可在连接盘间布线的导
体根数。
下列等式可用来计算连接盘间可布置的导体根数，相关变量为封装节距（P），连接盘直径（D），连接盘间可
布置的导体根数（n）和导体 / 间距宽度（x）。
P - D ≥（2n + 1）x
一般的规则是把连接盘直径设计成与塑封 BGA 基板上的连接盘直径相等。
表 6-1 节距为 1.27mm 的 BGA（焊球直径 0.75mm）连接盘之间的导体数量
连接盘直径（mm） 0.60 0.55 0.50
导体宽度（mm）
0.20 1 1 1
0.15 1 2 2
0.125 2 2 2
0.10 2 2 3
0.075 3 3 3
表 6-2 节距为 1mm 的 BGA（焊球直径 0.60mm）连接盘之间的导体数量
连接盘直径 （mm） 0.50 0.45 0.40
导体宽度 （
mm）
0.20 1 1 1
0.15 1 1 1
0.125 1 1 2
0.10 2 2 2
0.075 2 2 3
表 6-3 节距为 0.80mm 的 BGA（焊球直径 0.50mm）连接盘之间的导体数量
连接盘直径 （mm） 0.45 0.40 0.35
导体宽度（mm）
0.20 1 1 1
0.15 1 1 1
0.125 1 1 1
0.10 1 1 2
0.075 2 2 2
表 6-4 节距为 0.65mm 的 BGA（焊球直径 0.40mm）连接盘之间的导体数量
连接盘直径（mm） 0.35 0.30 0.25
导体宽度 （
mm）
0.20 1 1 1
0.15 1 1 1
0.125 1 1 1
0.10 1 1 1
0.075 1 2 2