Kan je lay-outtips voor BGA-chips niet missen

Met de ontwikkeling van chipverpakkingstechnologie is BGA (ball grid array) beschouwd als een standaard verpakkingsvorm. Wat chips met honderden pinnen betreft, biedt de toepassing van het BGA-pakket enorme voordelen.

BGA-chips winnen van QFP-chips (quad flat package) wat betreft de vorm van BGA-pakketten. BGA-pakketten maken de fysieke grootte van chips drastisch kleiner, waarbij een soldeerbalarray perifere kabels vervangt bij QFP-chips, wat vooral duidelijk is wanneer meerdere I/O-pinnen beschikbaar zijn. Het oppervlak van BGA neemt lineair toe met de verbetering van het aantal I/O-pinnen, terwijl dat van QFP toeneemt met de verbetering van het aantal I/O-pinnen. Als gevolg hiervan biedt het BGA-pakket meer produceerbaarheid aan componenten met meerdere pinnen dan QFP. Over het algemeen varieert het aantal I/O-pins van 250 tot 1089, wat specifiek wordt bepaald door het type en de grootte van de verpakking. Wat de maakbaarheid betreft, presteren BGA-chips ook beter dan QFP-chips. De pinnen van BGA-pakketchips zijn bolvormig en worden verdeeld in 2D-array. Bovendien hebben I/O-pinnen een grotere pitch dan QFP en presteren ze als harde ballen die niet vervormen door contact. Als het gaat om chipfabrikanten, ligt een andere verdienste van BGA-chips in de hoge opbrengst. Het assemblagedefectpercentage van BGA-chips is normaal gesproken 0,3ppm tot 5ppm per pin, wat als equivalent geen defect kan worden beschouwd.

Dankzij de hierboven besproken redenen worden BGA-pakketchips veel toegepast door elektronische assembleurs. De eigenaardige vorm van BGA-pakketten leidt echter tot een hoger risico op kortsluiting bij het solderen, tenzij tijdens de ontwerpfase gebruik wordt gemaakt van enkele belangrijke lay-outtips. Daarom zal dit artikel in het resterende deel enkele belangrijke lay-outregels voor BGA-chips demonstreren, zodat een optimaal soldeereffect kan worden verkregen bij SMT-assemblage (surface mount technology).

• Pitch en afstand

Soldeerkogelsteek voor BGA-pakketten blijft over het algemeen op 50mil. Om te voldoen aan de vereisten van technologie die wordt gebruikt in het productieproces van PCB's (printplaat), moet de afstand tussen het doorlopende gat en de rand van het kussen minimaal 8 mil zijn en kan de afstand tussen de sporen en de rand van het kussen worden verkleind tot 5 mil tot 6 mil. Daarom is het redelijk om de padgrootte van BGA-chips te definiëren tussen 18 mil en 25 mil en de traceerbreedte tussen BGA-soldeerballen moet tussen 6 mil en 8 mil liggen.

• Positiemarkering instellen

Omdat BGA-verpakkingen nauwelijks met het blote oog worden geïnspecteerd en soldeerverbindingen zelfs niet met het blote oog kunnen worden gezien, moeten nauwkeurige markeringen worden ingesteld om compatibel te zijn met de vereisten van montage-inspectie, handmatige montage en vervanging na herbewerking.

Het is gebruikelijk om ofwel twee vaste markeringen op tegenoverliggende hoeken van een BGA-component of twee hoekmarkeringen te plaatsen, zoals weergegeven in de volgende afbeelding.

Zowel vaste markeringen als hoekmarkeringen worden op de equivalente laag met BGA-pakketten geplaatst, dat wil zeggen de componentlaag. Vaste markeringen hebben gewoonlijk drie soorten vormen:vierkant, cirkel en driehoek waarvan de grootte varieert van 20 mil tot 80 mil met een gebied zonder bedekt soldeermasker bleef met een grootte van 60 mil. De breedte van hoekmarkeringen ligt in het bereik van 8 mil tot 10 mil, wat de meest nauwkeurige uitlijning biedt voor BGA-padgraphics.

• Geleidende doorgaande gaten tussen pads

Over het algemeen mogen doorgaande gaten NIET worden aangebracht tussen de pads met blinde via's en begraven via's die zijn vervangen. Desalniettemin zal die methode leiden tot hogere kosten voor de fabricage van PCB's. Als er doorgaande gaten tussen de pads moeten worden aangebracht, moet er soldeermaskerolie worden gebruikt om te voorkomen dat soldeer wegvloeit of om gaten te vullen of te bedekken om kortsluiting bij het solderen te voorkomen.

• Pad

Van alle pinnen van BGA-chips zijn er veel afkomstig van stroom of aarde. Als een pad is ontworpen als een doorgaand gat, wordt er veel ruimte bespaard voor tracering. Dit type ontwerp werkt echter alleen voor reflow-soldeertechnologie. Omdat de montagemethode voor doorgaande gaten wordt gebruikt, moet het volume van de doorgaande gaten compatibel zijn met de hoeveelheid soldeerpasta. Zolang die technologie wordt toegepast, wordt soldeerpasta door het gat gevuld. Als dat element buiten beschouwing wordt gelaten, zullen soldeerballen in soldeerverbindingen zinken met afnemende geleidbaarheid.

De lay-out van BGA-chips is nooit beperkt binnen de bovenstaande aspecten en het is bijna onmogelijk voor een enkel artikel om alle lay-outtips voor BGA-chips te behandelen. Afgezien van de bovenstaande items, wordt de lay-out van BGA-componenten ook geassocieerd met de mogelijkheden en apparatuurparameters van contractfabrikanten of assembleurs. De maximale en minimale bordafmetingen die een chipmounter aankan, kunnen bijvoorbeeld van elkaar verschillen, wat vraagt ​​om overeenkomstige ontwerpaanpassingen om compatibel te zijn met verschillende ontwerpvereisten. Als gevolg hiervan is het van groot belang om volledige bevestigingen te maken over alles met betrekking tot de lay-out van de BGA-chip om optimale prestaties van geassembleerde PCB's en andere eindproducten te verkrijgen.

PCBCart biedt all-round BGA-componentlay-outsuggesties voor uw optimale balans tussen kosten en functies

Voorafgaand aan de echte productie of montage, zijn tijden van bevestigingen nodig door ingenieurs van PCBCart. Dat is eigenlijk helemaal de moeite waard. Alle bevestigingen gaan voor een perfecte afstemming tussen uw ontwerp, onze productiemogelijkheden en onze apparatuurparameters en voor de grootste mate van tijd- en geldbesparing zonder de verwachte functies in gevaar te brengen. Wilt u nu meteen suggesties voor de lay-out van BGA-componenten? Let op:ze zijn GRATIS. Probeer een online offerte door op onderstaande knop te klikken. We berekenen uw aangepaste PCB-assemblagekosten.

Handige bronnen
• Een introductie van BGA-verpakkingstechnologie
• Factoren die de kwaliteit van BGA-assemblage beïnvloeden
• Toepassing van Surface Mount Technology (SMT) op Ball Grid Array (BGA)-pakketten
• Effectieve maatregelen voor kwaliteitscontrole op Ball Grid Array (BGA) soldeerverbindingen
• Vereisten voor ontwerpbestanden om een ​​efficiënte BGA-assemblage te garanderen
• Hoe u een nauwkeurige offerte krijgt voor uw BGA-assemblage-eisen