【IPC-7095C】_BGA设计与组装工艺的实施_（IPC标准）.pdf - 第14页
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图8-25 BGA锡银铜焊球切片的显微照片，
用锡/铅焊膏采用向后兼容再流曲线
组装在板子上。锡银铜焊球已经融化。 ... 132
图A-1 典型空洞评估流程图 ................................... 151
图A-2 BGA中的空洞，裂纹起始于角落引线 ...... 155
图A-3 空洞直径与连接盘大小相关联 ................... 155
表格
表3-1 多芯片模块定义 ............................................... 6
表3-2 双层电路出线数与阵列尺寸的关系 ............... 6
表3-3 可能的电镀或元器件端子材料性质 ............. 10
表3-4 半导体成本预测示例 ..................................... 12
表4-1 JEDEC标准JEP95-1/5 容许的焊球
直径变化（FBGA） ...................................... 19
表4-2 PBGA器件的焊球直径大小 .......................... 20
表4-3 DSPBGA未来焊球直径大小 ......................... 20
表4-4 连接盘尺寸近似值 ......................................... 21
表4-5 当前与未来BGA封装连接盘－焊球间
尺寸计算（mm） ........................................... 21
表4-6
JEDEC已登记的BGA外形
示例 .................... 22
表4-7
无铅合金变化 ................................................. 23
表4-8 IPC-4101C FR4 属性总结 – 规范表，
预计更耐受无铅组装 ..................................... 32
表4-9
BGA封装基材常用介电材料的典型性质 .... 33
表4-10
潮湿敏感等级和车间寿命 ............................. 36
表5-1
普通介质材料的环境性能 ............................. 38
表5-2
各种表面处理板子的关键属性 ..................... 41
表5-3 导通孔填塞/侵入对表面处理工艺影
响评估 ............................................................. 47
表5-4
导通孔填塞选项 ............................................. 49
表6-1 节距为1.27mm的BGA连接盘之间的
导
体数量 ............................................................. 51
表6-2 节距为1.0mm的BGA连接盘之间的导
体数量 ............................................................. 51
表6-3 最大连接盘与节距的关系 ............................. 52
表6-4 全阵列出线策略 ............................................. 56
表6-5 导体布线 – 1.27mm节距 ............................... 57
表6-6 导体布线 – 1.0mm节距 .................................. 57
表6-7 导体布线 – 0.8mm节距 .................................. 57
表6-8 导体布线 – 1.27mm节距 ............................... 57
表6-9 导体布线 – 1.0mm节距 .................................. 57
表6-10 导体布线 – 0.8mm节距 .................................. 57
表6-11 材料类型对传导的影响 ................................. 70
表6-12 特定材料辐射系数额定值 ............................. 70
表7-1 颗粒大小对比 ................................................. 75
表7-2 陶瓷
阵列封装焊膏量要求示例 ..................... 76
表7-3 锡铅和锡银铜合金温度曲线比较 ................. 79
表7-4 检测方法应用推荐 ......................................... 90
表7-5 检测的视野 ..................................................... 95
表7-6 空洞分类 ....................................................... 101
表7-7 各种直径焊球与空洞大小图像对比 ........... 103
表7-8 C=0抽样方案（特定指数值的样本量*) .... 104
表7-9 锡铅组件的维修工艺温度曲线 ................... 114
表7-10 无铅组件的维修工艺温度曲线 ................... 114
表8-1 用无铅再流焊接的锡/铅元件的兼容性 ..... 119
表8-2
锡/铅焊球的典型托高高度（mm） ........... 126
表8-3 常用焊料及其熔点、优点和缺点 ............... 128
表8-4 各联合体选择的锡-银-铜
家族无铅焊料合金成分比较 ....................... 128
表8-5 可能的无铅组件类型 ................................... 130
表8-6 最终使用环境下的加速测试 ....................... 134
表A-1 1.5，1.27或1.0mm节距所用连接盘的
纠正措施指标 ............................................... 152
表A-2 0.8，0.65或0.5mm节距所用连接盘的
纠正措施指标 ............................................... 153
表A-3 0.5，0.4或
0.3mm节距所用连接盘上
有微导通孔的纠正措施指标 ....................... 154
2013年1月 IPC-7095C-C
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IPC-7095C-C 2013年1月
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BGA设计与组装⼯艺的实施
1 范围
本文描述了为实施球栅阵列（BGA）和密节距
球删阵列（FBGA）技术在设计和组装方面的挑
战。阐述了在向无铅组装工艺转化过程中，球
栅阵列（BGA）和密节距球栅阵列（FBGA）对
当前技术和元器件类型的影响。本文所涵盖信
息主要集中在与球栅阵列（BGA）相关的关键
检验、维修以及可靠性问题上。“BGA”此词通
篇表示任何类型及形式的球状/柱状/凸点/插针
型栅格阵列封装。
1.1 ⽬的 本文主要目标人群为管理人员、设
计工程师、工艺工程师，以及负责电子组装、
检验和
维修的技术人员和作业人员。本标准目
的是要为正在使用或正考虑使用BGA的用户和
将标准锡／铅再流焊转化为无铅材料工艺的公
司提供实用的信息。
1.2 意图 本标准尽管不是一份完整的解决方
案，但它识别了影响高可靠性组装工艺的许多
特性。在许多应用中，评估组装方法和材料之
间的变化，其目的是要强调它与最终产品质量
和可靠性有关的显著性差异。用于合同协议中的
BGA组件的接受/拒收标准，见J-STD-001和IPC-
A-610。
与
其它类型元器件一样，实施BGA组装工艺的另
一挑战在于需要满足某些环境有害物质的法规
指令。为了在电子组件中消除这些有害物质，
元器件制造商需要重新考虑封装用材料、元器
件镀层用材料以及组装连接工艺用的金属合金
材料。
2 适⽤⽂件
2.1 IPC
1
J-STD-001 焊接的电气与电子组件要求
J-STD-020 非气密表面贴装器件潮湿/再流焊
敏感度分级
J-STD-033 对湿度、再流焊敏感的表面贴装器
件的处置、包装、发运及使用方法
J-STD-609 元器件、印制电路板和印制电路板
组件的有铅、无铅及其它属性的标记和标签
IPC-T-50 电子电路互连封装术语及定义
IPC-D-279 Design Guidelines for Reliable Surface
Mount Technology Printed Board Assemblies
IPC-D-356 Bare Substrate Electrical Test Informa-
tion in Digital Form
IPC-A-600 印制板的可接受性
IPC-A-610 电子组件的可接受性
IPC-SM-785 Guidelines for Accelerated Relibility
Testing of Surface Mount Attachments
IPC-1601 印制板操作和贮存指南
IPC-2221 印制板设计通用标准
IPC-2611 Generic Requirements for Electronic
Product Documentation
IPC-2614 Sectional Requirements for Board Fab-
rication Documnetation
IPC-2616 Sectional Requirements for Assembly
Documentation
IPC-4554 印制板浸锡规范
IPC-4761 Design Guide for Protection of Printed
Board Via Structures
IPC-7093 底部端子器件(BTC)设计和组装工
艺的实施
IPC-7094 Design and Assembly Process Imple-
mentation for Flip Chip and Die Size Components
IPC-7351 Generic Requirements for Surface
Mount Design and Land Pattern Standard
IPC-7525 模板设计指导
IPC-7526 模板和错印板清洗手册
1. www.ipc.org
2013年1月 IPC-7095C-C
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