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IPC-7095D-W AM1 CN 2019 年 1 月 71 6.3.5 未遮蔽焊盘内导通孔及其对可靠性的影响 BGA 的焊盘内导通孔（镀覆导通孔，在印制板反面遮蔽） 会在 BGA 焊点中引发空洞， 这可能会影响可靠性。 对于直径为 0.75mm 焊球、 大小为 25mm 至 35mm 标准封装， 没有与空洞相关的可靠性风险。已进行的加速老化试验表明，与标准的连接盘至导通孔（狗骨）设计对比其失 效率在统计上是等效的。此问题的说明如图…
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6.3.4 减轻机械应变的设计
机械应变和印制板挠曲是印制板和 BGA 焊点损伤的主要原因。已开发出一些
BGA 布局策略以减小机械应变对 BGA 的影响。
印制板：
• 用平行于侧边的直线将每个 BGA 分成 4 个相等的象
限。在每个象限，布线导体和连接盘至导通孔（狗骨）
实现从 BGA 连接盘引出导通孔，这样它们以 45 度
角从 BGA 呈辐射状引出（见图 6-23），这可增加角
落连接盘承受损伤的应变量级。
• BGA 角落连接盘的连接盘至导通孔（狗骨）或布线，
应放大或添加泪滴。
• 印制板组件和外壳 :
• 不要将螺钉放置于 BGA 角落而与封装对角线重叠。
（见图 6-24，红色位置）
• 将螺钉放在 BGA侧边的中点。（见图 6-25，绿色位置）
• 使用本体为刚性的牛角连接器并在其两端提供印制
板组装的支持，尤其对于插拔力较高的连接器。
• 螺钉头下面采用的垫圈不大于螺钉凸台外径，使印
制板组件的扭曲变形最小化。
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A
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图 6-23 BGA 连接盘至导通孔（狗骨）连接盘图形
的优先导体布线方向
A – BGA
B – 连接盘至导通孔（狗骨）方向
A
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图 6-24 螺钉和支撑的优先布局
A – BGA
B – 避免角落布局
C – 优先布局
A
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图 6-25 连接器螺钉支撑布局
A – 在印制板上为连接器两端提供支撑
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6.3.5 未遮蔽焊盘内导通孔及其对可靠性的影响
BGA 的焊盘内导通孔（镀覆导通孔，在印制板反面遮蔽）
会在 BGA 焊点中引发空洞，这可能会影响可靠性。对于直径为 0.75mm 焊球、大小为 25mm 至 35mm 标准封装，
没有与空洞相关的可靠性风险。已进行的加速老化试验表明，与标准的连接盘至导通孔（狗骨）设计对比其失
效率在统计上是等效的。此问题的说明如图 6-26 和 6-27 所示。
图 6-26 具有焊盘内导通孔结构的 0.75mm 焊球切
片图
图注：
焊球左上角缩进是人为的
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图 6-27 显示导通孔遮蔽与焊球的焊盘内导通孔设计
的切片图示
单面遮蔽的导通孔会表现出各种可靠性问题。每个问题都应该结合特定的环境设计标准进行评估：
• 导通孔部分填塞，造成应力分布不均匀
• 空洞会占用相当大的一部分连接区域，减少了结构上的支撑
• 空洞可能会减少导热通道
当采用焊盘内导通孔技术，除非在印制板元器件贴装面将导通孔遮蔽，不然焊点中会出现空洞（如图 6-28 所
示）。这些由空气截留导致的空洞是可以接受的，它们不会对焊点可靠性造成影响。无疑，这些空洞的形成条
件不仅取决于工艺，还与 BGA 的连接盘尺寸和其上面的导通孔直径有关。另外，不同类型的孔如贯通孔、盲
孔和微导通孔，情况也有所不同。
图 6-28 也显示了：
• 这三种孔的结构特点以及当焊膏印刷后和 BGA 贴装后，来料时的状态
• 再流焊过程中焊球和孔内的状况
• 最终形成的焊点特性。
空洞出现的主要原因之一是开始锡膏印刷和 BGA 贴装时，空气截留在焊膏下面。在再流焊过程中，截留的空
气和焊膏中的挥发物需要排出，这会使焊球中心部位出现轻微的焊料空缺（如图 6-28 所示）。
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图 6-28 焊盘内导通孔工艺描述（BGA 在顶部）
A– 来料状况 - 组装工艺开始前 C– 再流焊过程中
B– 焊膏印刷和 BGA 贴装后
D– 再流焊接之后
6.3.6 密节距 BGA（FBGA）连接盘内微导通孔策略
对于节距小于 0.8mm 的 BGA 全阵列元器件，就现有的机械钻
孔技术来说，连接盘上没有足够空间可进行布孔。对于节距
更密的 BGA，为了增大布线面积，可能需要在焊盘中使用微
导通孔。这些孔是连接印制板第一层或内部第二层的盲孔。
它们通常由激光钻孔形成，但在某些场合也会使用机械钻孔
工艺（见图 6-29）。
除非填塞或电镀封闭该微导通孔，否则空气可能会截留在焊
膏下并在再流焊过程中在焊球内形成空洞。对于带有微导通
孔的金属限定连接盘，裂纹会由与导通孔相关的空洞开始扩
张并朝向焊球外部。（见图 6-30）
与可比较的不带焊盘内导通孔的金属限定连接盘相比，这些
空洞已显示降低了焊点可承受应力的量级。由于这个原因，
不建议在高应力区域诸如角落焊球或者那些直接在芯片边缘
之下的的焊球处采用焊盘内导通孔。
6.3.7 电源和接地连接
当接地或电源层内需要连接盘时，
通常的做法是在阻焊膜覆盖的层留下开口以提供对连接盘的
访问入口。当这些位置需要增加疲劳寿命或热隔离时，可在
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图 6-29 微导通孔示例（剖面图）
A– 铜层 B– 印制板焊盘
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图 6-30 微导通孔内的空洞
A – 裂纹
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