【IPC-7095C】_BGA设计与组装工艺的实施_（IPC标准）.pdf - 第62页

单⾯ a 型双⾯ b 型掩蔽导通孔（ I 型导通孔） + D240 采用干膜堵塞通孔，孔内无其他额外材料。可以应用于任一面（ I 型 - a ）或两面都掩蔽（ I 型 - b ）的导通孔结构（ IPC - 4761, 图 5 - 1 ）。掩蔽及覆盖导通孔（ II 型导通孔）用辅助覆盖掩膜材料覆盖在掩蔽导通孔（ I 型）上的导通孔。材…

孔可能会造成某些表面处理（例：OSP、ImAg、

ImSn）退化，主要原因为是在固化导通孔遮蔽

材料时，表面处理受到热暴露。这两个问题在

决定使用导通孔灌淹或加盖时必须加以考虑。

大部分印制电路板供应商会在表面处理之前进

行导通孔灌淹或遮蔽。

目前IPC标准区分有8种不同的导通孔堵塞和遮

蔽方法，可见于图5-12。为保护导通孔进行掩

蔽、

堵塞和填塞会对之后的组装过程产生直接

影响，认识到这一点是很重要的。

表5-4提供了导通掩蔽、堵塞和填塞的优点和缺

点。这些已知选项的选择取决于制造商和组装

厂的能力。为了避免组装复杂，各制程的参与

人员明白权衡这些选项是很重要的。

5.5 散热器结构整合（例：⾦属芯电路板）当

结构、散热或电气要求有规定时，一种传导限

制芯或金属芯可以植入有机基材中。此处推荐

将印制板线路层布置成相对于金属芯

中心对称

的形式，也可布置相对于金属芯非对称的结构

（例如：金属芯两侧有不同数量的层数）；但这

种情况下由于金属芯或限制芯两侧的膨胀会有

差异，穿过整个层叠结构的镀通孔的可靠性可

能会下降。（见图5-13）

采用非对称设计的一个原因是要将电气功能从

机械或散热功能中分开，但是由于材料热膨胀

的差异，这个优点可能会被在焊接操作中（或

在预定

作业环境中的热循环期间）的电路板变

形或翘曲所抵消。

在互连产品的背面添加额外的铜层可达到某些

补偿。额外增加的铜层会使膨胀系数略微增加

同时还增大了焊接的难度，这是因为此时需要

施加更多的热量以确保理想的焊点形成。但其

正面的作用是加强了热传导性。

5.5.1 层压顺序如前所述，更理想的结构是电

路层相对于所选用的位于板中央的

金属芯呈对

称分布。这样做，各多层电路板可分开加工，

每个部分各自有独立的层压顺序。例如，一个

四层电路板可让通孔贯穿全部四层，这样可在

电路板芯两侧复制使用。

为了在选定且适用范围内满足机械限制，多层板

中的金属芯总厚度应约为电路板总厚度的25%。

限制芯板经常被使用的原因为金属芯层可以通

过显影、蚀刻然后连接至镀通

孔。更厚的中央

金属芯一定要是机加工的。一些研究表明双限

制金属芯电路板的热循环耐受度要优于单限制

金属芯电路板。

另一种结构要求有特殊限制芯板，它是在每个板

层完成后，通过将多层板粘接在厚金属芯的两

侧制成。之后这种复合板顺序经钻孔、电镀和蚀

刻等工艺以在两板之间形成镀覆孔连接。应提

供相关附连板以测试此复

合结构的完整性。

5.5.2 热传递途径金属芯板使组件的热量显

著增加，这可能会使预热焊接过程不得不在异

常的高温极限下进行。这些设计应该在定型前

对其所处的生产条件进行全面评估。观察到的

典型影响是层压板开裂、变色和较粗颗粒状纹

理焊料。元器件和散热平面间的热传递途径可

通过两种方法来实现，一为直接与散热平面相

连，二为通过

位于元器件底部的散热导通孔与

散热芯或散热平面相连。

表5-3 导通孔填塞/侵⼊对表⾯处理⼯艺影响评估

表⾯处理掩蔽灌淹遮蔽堵塞侵⼊

HASL 可行可行可行可行可行

OSP 可行不推荐可行可行可行

EIG 可行可行可行可行可行

ImAg 可行不推荐可行可行可行

ImSn 可行不推荐可行可行可行

2013年1月 IPC-7095C-C

单⾯ a 型双⾯b型

掩蔽导通孔（I型导通孔）+D240

采用干膜堵塞通孔，孔内无其他额外材料。可以应

用于任一面（I 型-a）或两面都掩蔽（I 型-b）的

导通孔结构（IPC-4761, 图5-1）。

掩蔽及覆盖导通孔（II型导通孔）

用辅助覆盖掩膜材料覆盖在掩蔽导通孔（I 型）

上的导通孔。材料可应用于任一面（II 型-a）或两

面都覆盖（II 型-b）的导通孔结构（IPC-4761,

图5-2）。

堵塞导通孔（III型导通孔）

允许材料部分渗透到孔内的导通孔。可从任一面

(III型-a)或双面(III型-b)施加材料的导通孔结构

（IPC-4761, 图5-3）。

堵塞及覆盖导通孔（IV型导通孔）

用辅助材料覆盖在III型导通孔上的导通孔。可从任

一面（IV型-a）或双面（IV型-b）施加堵塞和辅助

材料的导通孔结构（IPC-4761, 图5-4）。

填塞导通孔（V型导通孔）

将材料涂覆到导通孔内，旨在形成填满材料的孔

(IPC-4761, 图5-5)

填塞及覆盖导通孔（VI型导通孔）

用辅助覆盖材料（液体或干膜阻焊膜）涂覆

在V型导通孔上的导通孔。可从任一面（VI型-a）

或双面（VI型-b）施加辅助材料的导通孔结构

（IPC-4761, 图5-6）

填塞及遮蔽导通孔（VII型导通孔）

用辅助金属化涂层覆盖在V型导通孔上的导通孔。

在孔的两面都有金属层。（IPC-4761, 图5-7）

部分填塞导通孔

插图显示的是导通孔被非导体的环氧树脂填塞

后再镀覆铜。这在焊盘中导通孔的应用很常见。

（IPC-4761, 图5-8）

图5-12 通孔堵塞⽅法

IPC-7095C-C 2013年1月

6 印制电路板组装设计考量

6.1 元器件放置和间隙为了便于返工，推荐在

BGA周围提供足够的间隙（3mm至5mm）。推荐

采用间隙上限，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

缩小到0.5mm至1.0mm，因为激光返工不会影响

到相邻元器件。

6.1.1 贴装要求 BGA封装相对于其它先进高

引线数封装（密节距、TAB、PGA等等）的

优点

在于其可用现有表面贴装设备进行贴装。BGA

可自我对准使得它们在贴装制程中更为宽容。

6.1.2 维修/返⼯要求对于元器件间隙的要求

主要来自于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）涂抹新焊膏或助焊剂

4）进行新BGA封装的贴装

5）加热焊点

至再流焊温度以组装BGA器件到电

路板上

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，一般规则概述如下：

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。如包括风嘴的尺寸，应

离开元器

件本体3.8mm。BGA周围的间隙为风嘴提供了

空间并减小了对相邻元器件焊点进行加热至再

表5-4 导通孔填塞选项

正⾯反⾯正⾯&反⾯不堵塞

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

元器件侧高度轮廓限制不超出阻焊膜50μm 无不超出阻焊膜50μm 无

助焊剂污染担忧有-如果直接暴露于波峰焊无无无

堵塞完整性问题有（掩蔽，堵塞）无（填塞）

有（掩蔽，堵塞

）

无（填塞）

有（掩蔽，堵塞）无（填塞）无

IPC-7095c-5-13-cn

图5-13 ⾦属芯板结构⽰例

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2013年1月 IPC-7095C-C