【IPC-7095C】_BGA设计与组装工艺的实施_（IPC标准）.pdf - 第66页
点形 状差 异 。 阻焊膜 限 定 连接 盘 上的 应 力 集 中 会 导 致 可能 于 贴装表面 引 发的 裂 纹 。 因 为 铜 连 接 盘 和 重 叠 的 阻焊膜 有 更 大的表面 区域 ， 阻焊 膜 限 定 连接 盘 与电路 板附 着 性 更好 。 阻焊膜 限 定 连接 盘 的主要 缺点 是 焊点 在 阻焊膜 和 焊 料 交 界处 的 脆 弱 性 。一 些 测 试 表 明阻焊膜 限 定 连接 盘 的 焊点 疲 劳 寿命 远 小于…
盘尺寸减小20%至25%（相比焊球直径）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，在节距
为1.27mm的BGA封装上，若连接盘直径为0.63
mm，则连接盘之间可布置两条宽度为125μm间
距为125μm的导线。如果连接盘直径为0.8mm，
若导线宽度及间距保持不变，则可供布置的导
线数仅为一条。
表6-1和6-2
列出了在各种连接盘直径和导线/间
距宽度下可在连接盘间布线的导线条数。
下列等式可用来计算连接盘间可布置的导线条
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线条数(n)和导线/间距宽
度（x）。
P-D≥(2n+1)x
一般的规则是把电路板连接盘直径设计成与塑
封BGA基板上的连接盘直径相等。
表6-3展示了另外
一种做法：在导线数量和BGA
节距给 定 的 情 况 下计算可能的最大连接盘尺
寸，而非根据每个不同的连接盘尺寸计算相应
的导线数。关于通孔的信息也应该提供。
CBGA的连接盘尺寸应该使非塌陷焊球或柱状焊
料在连接盘上有足够的可用平台以实现CBGA的
焊球或柱状焊料的焊接。这会使连接盘稍大以
建立最低要求，这对要保证通常由熔化焊膏沉
积形成的焊点可靠性来说
是必要的。
6.2.2 阻焊膜限定与⾦属限定连接盘设计的⽐
较 用于BGA封装的连接盘有两种基本类型。
一种为金属限定（MD），另外一种为阻焊膜限
定（SMD）。MD连接盘通过蚀刻限定而成，在
其周围有阻焊膜间隙，与绝大部分表面贴装连
接盘类似。SMD连接盘是有阻焊膜部分覆盖在
铜连接盘上（见图6-2）。这两种连接盘类型各有
优缺点。
6.2.2.1 ⾦属限定连接盘 金属限定连接盘
（MD）所需
的铜连接盘直径较小，因此可供布
线和导通孔的 金属间间距较大。铜材尺寸比阻
焊膜更容易控制，可以产生更加均匀的表面处
理，尤其是HASL板。由于连接盘周围没有阻焊
膜使得焊料可以包围住连接盘边缘，消除有应
力集中的任何区域。
金属限定连接盘有很好的焊点外型，但这会使
得间隙高度变小（见图6-3）。改善的焊点外型会
潜在
地增加焊点的抗疲劳强度；但是，较小的
间隙高度会抵消掉部分抗疲劳强度的改善。
6.2.2.2 阻焊膜限定（SMD）连接盘 由于阻
焊膜的部分重叠，SMD连接盘需要更大直径的
金属连接盘以达到像金属限定（MD）连接盘相
同的尺寸。被阻焊膜限定的焊点会产生应力集
中（见图6-4），但会有更大的间隙高度。相应的
效果可见于图6-5，图中展示了阻焊膜限定
连接
盘（左侧）和金属限定连接盘（右侧）上的焊
表6-1 节距为1.27mm的BGA连接盘之间的导体数量
连接盘直径（μm） 750 700 625 500 400 350
导体间距(μm)
200 /A/A1111
150111222
125112223
100222334
75233455
表6-2 节距为1.0mm的BGA连接盘之间的导体数量
连接盘直径（μm） 625 500 400 350 300 250
导体间距(μm)
200 /A/A1111
150 /A11112
125111222
100122223
75223344
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点形状差异。阻焊膜限定连接盘上的应力集中
会导致可能于贴装表面引发的裂纹。因为铜连
接盘和重叠的阻焊膜有更大的表面区域，阻焊
膜限定连接盘与电路板附着性更好。阻焊膜限
定连接盘的主要缺点是焊点在阻焊膜和焊料交
界处的脆弱性。一些测试表明阻焊膜限定连接
盘的焊点疲劳寿命远小于非阻焊膜限定（MD）
连接盘。采用这种方
法的主要优点是可预防连
接盘从电路板上脱离。连接盘起翘，也被称为坑
IPC-7095c-6-3
图6-3 ⾦属限定连接盘连接轮廓图
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图6-4 阻焊膜应⼒集中
阻焊膜集中应力
阻焊膜Z轴方向的
热膨胀率比焊球的更大
焊球的横截
面积减少
表6-3 最⼤连接盘与节距的关系
最⼤连接盘尺⼨
BGA节距 焊球尺⼨ 标准焊盘 导通孔 ⼀条线路 两条线路
1.27 0.75 0.50 0.95 0.90 0.65
1.0 0.60 0.45 0.45 0.65 0.40
0.8 0.50 0.40 0.30 0.45 –
0.7 0.40 0.35 0.20 0.35 –
假定：125/125 μm导体和间距
当BGA节距为1.25 mm 和1.0 mm时，导通孔连接盘大小为 0.63 mm
当BGA节距为0.8mm 和0.7 mm时，导通孔连接盘大小为 0.5 mm
所有数值向下取整到 0.05 mm
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图6-2 BGA器件的焊料连接盘
铜焊盘
避开焊盘的阻焊膜
覆盖阻焊膜的互连导通孔
铜焊盘
焊盘上的阻焊膜
图6-5 焊点形状对⽐
阻焊膜限定连接盘（SMD）
阻焊膜限定连接盘（SMD）
存在应力集中
存在应力集中
金属限定连接盘（MD）
金属限定连接盘（MD）
无应力集中
无应力集中
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裂，通常发生于角落焊球。因为角落焊球有较
大的应变率而更容易失效，在许多情况下元器
件制造商将这些焊球用作非关键功能（CTF）。
在角落焊球为非关键功能CTF的情况下，这些焊
球的相应位置可设计为SMD连接盘。
6.2.3 导体宽度 导体宽度会影响BGA封装的
布线。导体越宽，连接盘间用于布线的空间越
小。目前并没有针对SMD连接
盘采用最大导体
宽度建议；然而，连接SMD连接盘的最大导
体宽度为0.2mm。若导体的宽度大于该值，会影
响该位置连接盘转变为SMD连接盘。基于同一
原因，任何SMD连接盘只能连接一条导体。
为了消除尖角，在导体与连接盘连接处应进行
圆角处理。
6.2.4 导通孔尺⼨和位置 导通孔可布在连接
盘图形上的BGA连接盘之间。导通孔连接盘应
该足够小以使导通
孔与其相邻连接盘间能产生
间隙。可采用的导通孔最大尺寸取决于所用连接
盘尺寸和类型（SMD或MD）。推荐使用确定板
厚的最小标准尺寸的导通孔盘／钻头。连接盘
尺寸为0.6mm，钻孔尺寸为0.35mm的导通孔，
在节距为1.5mm和1.27mm的BGA中很常见；同
时连接盘尺寸为0.5mm，钻孔尺寸为0.25mm的
导通孔，则常用于节距为1.0mm和0.75mm的封
装。
为了减小标准尺寸导通孔和连接盘之间发生焊
料桥接的风险，可掩蔽导通孔或让阻焊膜侵入
（覆盖）导通孔连接盘。
导通孔连接盘上覆盖阻焊膜也会降低BGA返工
时狭窄阻焊膜坝脱落的风险。图6-6为已覆盖的
导通孔和阻焊膜坝的图例。某些用阻焊膜和表
面处理组合的掩蔽导通孔可能并不可靠。侵入
孔上的阻焊膜开窗应大到足以使助焊剂和其它
污染物在焊接时排出。在准备用掩蔽或侵入导
通孔时，应咨询电路板制造商的能力。同时也
参考图6-7。
其它BGA连接盘图形上的导通孔选择包括盲孔
和微导通孔。盲孔可用标准钻孔工艺、激光烧
蚀或者通过湿式或干式（等离子）化学的感光
限定等方法来实现。外层和内层依次制备，然
后层压在一起。因为盲孔仅会穿透外层，故采
用尺寸较小的钻头
。但是通常这种方法成本较
IPC-7095c-6-6-cn
图6-6 好／差的阻焊膜设计
BGA走线和阻焊膜设计
显示焊点的影响
由于不正确的走
线和阻焊膜设计
导致焊料被吸入
导通孔
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