PCB電路板防止BGA開(kāi)裂的措施介紹

在當(dāng)今信息時(shí)代，隨著電子工業(yè)的迅猛發(fā)展，計(jì)算機(jī)、移動(dòng)電話等產(chǎn)品日益普及。人們對(duì)電子產(chǎn)品的功能要求越來(lái)越多、對(duì)性能要求越來(lái)越強(qiáng)，而體積要求卻越來(lái)越小、重量要求越來(lái)越輕。這就促使電子產(chǎn)品向多功能、高性能和小型化、輕型化方向發(fā)展。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，IC芯片的特征尺寸就要越來(lái)越小，復(fù)雜程度不斷增加，于是，電路的I/O數(shù)就會(huì)越來(lái)越多，封裝的I/O密度就會(huì)不斷增加。為了適應(yīng)這一發(fā)展要求，一些先進(jìn)的高密度封裝技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，BGA封裝技術(shù)就是其中之一。

BGA器件的組裝是一種基本的物理連接工藝過(guò)程。為了能夠確定和控制這樣一種工藝過(guò)程的質(zhì)量，要求了解和測(cè)試影響其長(zhǎng)期工作可靠性的物理因素，例如：焊料量、導(dǎo)線與焊盤的定位情況，以及潤(rùn)濕性，否則試圖單單基于電子測(cè)試所產(chǎn)生的結(jié)果進(jìn)行修改，令人格憂。

下面介紹如何從設(shè)計(jì)端強(qiáng)化BGA并盡量防止開(kāi)裂。

一、增強(qiáng)PCB抗變形能力

電路板（PCB）變形通常來(lái)自高溫回焊（Reflow）所造成的快速昇溫與快速降溫（熱脹冷縮），再加上電路板上分佈不均的零件與銅箔，更惡化了電路板的變形量。

增加電路板抗變形的方法有：

1、增加PCB的厚度。如果可以建議盡量使用1.6mm以上厚度的電路板。如果還是得使用0.8mm、1.0mm、1.2mm厚度的板子，建議使用過(guò)爐治具來(lái)支撐并強(qiáng)化板子過(guò)爐時(shí)的變形量。雖然可以嘗試降低

2、使用高Tg的PCB材質(zhì)。高Tg意味著高剛性，但是價(jià)錢也會(huì)跟著上升，這個(gè)必須取舍。

3、在BGA的周圍加鋼筋。如果有空間，可以考慮像在蓋房子一樣，在BGA的四周打上有支撐力的鐵框來(lái)強(qiáng)化其抵抗應(yīng)力的能力。

4、在電路板上灌Epoxy膠（potted）。也可以考慮在BGA的周圍或是其相對(duì)應(yīng)的電路板背面灌膠，來(lái)強(qiáng)化其抗應(yīng)力的能力。

二、降低PCB的變形量

一般來(lái)說(shuō)當(dāng)電路板（PCB）被組裝到機(jī)殼之后應(yīng)該會(huì)受到機(jī)殼的保護(hù)，可是因?yàn)楝F(xiàn)今的產(chǎn)品越做越薄，尤其是手持裝置，經(jīng)常會(huì)發(fā)生外力彎曲或是掉落撞擊時(shí)所產(chǎn)生的電路板變形。

想降低外力對(duì)電路板所造成的變形，有下列的方法：

1、增加機(jī)構(gòu)對(duì)電路板的緩沖設(shè)計(jì)。比如說(shuō)設(shè)計(jì)一些緩沖材，既使機(jī)殼變形了，內(nèi)部的電路板仍然可以維持不受外部應(yīng)力影響。但必須可慮緩沖才的壽命與能力。

2、在BGA的周圍增加螺絲或定位固定機(jī)構(gòu)。如果我們的目的只是保護(hù)BGA，那么可以強(qiáng)制固定BGA附近的機(jī)構(gòu)，讓BGA附近不易變形。

3、強(qiáng)化外殼強(qiáng)度以防止其變形影響到內(nèi)部電路板。

三、增強(qiáng)BGA的牢靠度

1、在BGA的底部灌膠（underfill）。

2、加大電路板上BGA焊墊的尺寸。這樣會(huì)使電路板的佈線變得困難，因?yàn)榍蚺c球之間可以走線的空隙變小了。

3、使用SMD（Solder Mask Designed） layout。用綠漆覆蓋焊墊。

4、使用Vias-in-pad（VIP）設(shè)計(jì)。但焊墊上的孔（via）必許電鍍填孔，否則過(guò)回焊時(shí)會(huì)有氣泡產(chǎn)生，反而容易導(dǎo)致錫球從中間斷裂。這就類似蓋房子打地樁是一樣的道理。

5、增加焊錫量。但必須控制在不可以短路的情況下。

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