【IPC-7095C】_BGA设计与组装工艺的实施_（IPC标准）.pdf - 第15页
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。 “…
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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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IPC-7711/7721 电子组件的返工、返修
IPC-9701 表面贴装焊接连接的性能测试方法
和鉴定要求
IPC/JEDEC-9704 印制板应变测试指南
IPC-9708 鉴定印制板组件焊盘坑裂的测试方
法
2.2 JEDEC
2
JEP95 第4.5章 密节距（方形）球栅阵列封
装（FBGA）
JEP95 第4.6章 密节距（矩形）球栅阵列封
装（FRBGA）
JEP95 第4.7章 芯片尺寸型球栅阵列封 装
（DSBGA）
JEP95 第4.9章 用于搬运和出货的通用矩阵
托盘（BGA封装，低叠装）
JEP95 第4.10章 用于搬运和出货的通用矩阵
托盘
JEP95 第4.14章 球栅阵列封装（BGA）
JEP95 第4.17章 球栅阵列封装（BGA）测量
方法
JEP95 第4.22章 密节距方 形 球栅阵列封装
（FBGA），叠装封装（PoP）
JESD22-A102 高加速蒸煮试验方法
JESD22-A103 高温存储试验方法
JESD22-A104 热冲击试验方法
JESD22-A118 不上电的高加速湿气渗透试验
JESD22-B103 板子级别的振动试验方法
JESD22-B110 子组件机械冲击试验方法
JESD22-B111 板子级别的跌落试验方法
JESD217 球栅阵列封装SMT前空洞特性测试
方法
3 标准选择和BGA实施管理
每个电子系统都由各种接口、电子存储媒介以
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/输出端数量来判断，元器件的复杂度越高，
其内部互连的基板也越复杂。成本和性能驱动因
素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
厂和裸板制造商带来了挑战，组装厂会碰到操
作、共面度及对准方面的问题。
元器件的普通封装和微处理器、存储器类的特
殊封装，驱动了其余电子组装的封装问题。元
器件封装的驱动力是其散热和电气性能、可靠
性、空间安装限制以及成本问题。器件外围引
脚的节距1.0mm已成为业界惯例，然而这样的
封装可容纳的引脚数不能超过84个，大型器件
外围引脚通常需要的节距
为0.65mm、0.5mm和
0.3mm。
尽管小于1.0mm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是易
损的，会引起如共面度、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，图3-1显示了封装生产工艺的
一个例子。研发的BGA克服了由密节距、高引
线数外围器件带给组装的挑战。
由于BGA使用焊料凸点而非引线来进行互连，
故可消除由引线损伤和共面度所带来的问题。
1.0mm至1.5mm节距的 BGA，其间隙高度远超
250μm，因此由焊膏印刷、贴片、再流焊以及清
洗工作造成的问题大为减少。BGA同时也提供
了比密节距器件短得多的信号路径，在高速电
路应用中，较短的信号路径是十分关键
的。端
子类型也会影响输入/输出端的间距。
设计指南应该表明允许增加密节距器件与安装
基板的间距是重要的。除了免清洗助焊剂之外，
平贴于基板（小于250μm）的密节距器件几乎都
2. www.jedec.org
IPC-7095C-C 2013年1月
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