极小BGA(0.4mm间距)器件该如何布线? 点击:4 | 回复:0



苏州卓茂光电

    
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发表于:2020-11-25 09:24:26
楼主

BGA因为其加工工艺复杂,在设计阶段除了考虑其功能设计之外,最主要还是要和PCB制板厂和贴片装配厂沟通一下,不同的厂家所采取的工艺不同,能力也不一样。对于加工制造成本方面,打样和批量生产也不同。所以,BGA设计更重要的还要考虑加工成本,生产的良品率等等因素。

今天要聊的这款BGA可不是个省油的灯。这一类BGA模块设计已经是刷新底线,属于最小加工能力范畴。我们先来看看它的参数特征:

1、BGA焊盘0.3mm(12mil)

2、BGA中心间距是0.4mm(16mil)

3、焊盘与焊盘边到边的X Y方向均为0.1mm(4mil)。

4、焊盘与焊盘边沿对角线方向均为0.27mm(10.8mil)

极小BGA(0.4mm间距)器件该如何布线?

这里各位看官注意了!最小线宽0.1mm(4mil),最小安全间距0.1mm(4mil),最小镭射孔径0.1mm(4mil)。咱也不考虑机械打孔了,激光孔都放不下!

问题1:线走不出来!——解决办法:盲埋孔打孔方式替代通孔

极小BGA(0.4mm间距)器件该如何布线?

如上图所示,最小4mil线宽的线走不出来,因为间距只有0.1mm(4mil)。该BGA器件除了最外面一圈能走线出去,里面的线没办法布出来!所以通孔(Through Hole)是行不通的,它在每一层都会挡住里面焊盘的走线。只能采用盲埋孔,错层打孔错层布线。

问题2:孔没有地方打!——解决办法:盘中孔(Via in Pad)

极小BGA(0.4mm间距)器件该如何布线?

如上图所示,最小激光孔0.1mm(4mil)没办法打在焊盘之间,因其焊盘边沿对角线最大间距0.27mm。最小的孔打在中间也满足不了最小间距4mil的安全规则。因此,只能打盘中孔。但是,盘中孔工艺复杂,需要后续处理,填孔塞孔,加电镀,磨平表面等等工序。加工成本也会相应增加。

极小BGA(0.4mm间距)器件的布线解决方案结论:

技术上只能进行4层以上的多层板布线。BGA器件0.4mm球间距,0.3mm球焊盘直径,需要做激光盲孔来做互联(激光最小加工孔径能力为 0.1mm),根据设计要求有可能做2阶互联;并且需要做盘中孔设计。

加工制造方工艺与成本考虑

含有BGA器件的PCB在设计的时候,除了技术功能层面上的设计之外,还需要跟相应的有此加工能力的PCB制造板厂沟通。包括制造工艺以及相应的成本。不同的加工工艺会影响到将来的装贴难度,产品的良品率。经与某制造板厂(深圳市伟强森电子有限公司)工程技术人员沟通与咨询,相对含有这款小间距BGA器件的PCB在设计在工程设计与加工工艺以及大概成本方面的反馈信息如下。

加工工艺方面,激光盲孔工艺需要做VCP侧喷脉冲电镀铜将盲孔填平,研磨后做负片酸性蚀刻来确保BGA的完整性,蚀刻后BGA最终尺寸在0.27mm~0.28mm。另外,因BGA间距小,加工过程需要注意事项;

1、工程设计对BGA的补偿处理,确保最终焊盘的要求;

2、阻焊开窗,保证开窗不能上BGA焊盘,否则影响贴装;

3、油墨的选择, 因间距比较小优先选择粘度高的绿色油墨;

4、表面处理工艺的选择,通常BGA封装的PCB板表面处理选择相对平整的表面处理工艺,才能保证后面芯片锡球和PCB板的最佳贴装效果;

表面工艺分:热风整平,沉金, 化银, 化锡, OSP 等几种表面工艺。OSP的助焊性最优越,但需要注意保护氧化膜不被氧化和檫花。本文所用示例PCB,可以做OSP表面工艺。PCB表面处理做OSP后要求在3个月内做完贴装,否则影响焊接。成本方面OSP表面处理工艺相对加工成本低。



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