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如何設計加強產(chǎn)品的BGA焊墊強度以防止BGA開裂(SolderMask Defined, SMD)

發(fā)布時間 :2016-07-18 15:34 閱讀 : 來源 :技術文章責任編輯 :深圳宏力捷PCBA部
如何設計加強產(chǎn)品的BGA焊墊強度以防止BGA開裂(SolderMask Defined, SMD)
隨著公司的產(chǎn)品從桌上型(Desktop)機種漸漸往手持式(Portable)產(chǎn)品移動,公司的產(chǎn)品也越做越小,連PCB也是越做越薄,在設計及制造上所面臨到的挑戰(zhàn)也越來越高。
最近碰上比較棘手的問題是【BGA開裂】,其實之前也有碰到過BGA開裂,只是當時把underfill加上去就解決了問題,這次則是連underfill都裂開了,在還沒找到BGA開裂的真正原因以前,新產(chǎn)品的設計也必須加強焊墊/焊盤的強度設計才行。
剛好板廠有在介紹這種Solder Mask Defined (SMD)防焊開窗限定焊墊大小的設計,可以加強BGA焊墊的強度,也又是可以減少焊墊整片被BGA撕裂拉開的機率,現(xiàn)在就來看看如何設計這種SMD介紹吧!
一般PCB的焊墊/焊盤(pad)有兩種設計,一種是銅箔獨立為焊墊(pad),[solder mask]開窗大于pad,稱為【Copper Defined Pad Design】,這種焊墊設計的優(yōu)點是焊錫性佳,因為在焊墊的三面都可以吃上錫,而且也可以精淮的控制焊墊的位置與大小,另外走線(trace)也比較容易布線。
一般PCB的焊墊/焊盤(pad)有兩種設計,一種是銅箔獨立為焊墊(pad),[solder mask]開窗大于pad,稱為【Copper Defined Pad Design】或【Non-SolderMask Defined】,這種焊墊設計的優(yōu)點是焊錫性佳,因為在焊墊的三面都可以吃上錫,而且也可以精淮的控制焊墊的位置與大小,另外走線(trace)也比較容易布線,因為焊墊尺寸相對比較小。
 BGA pad with copper defined pad design
但是缺點是焊墊銅箔比較容易被外力撕裂開來,因為焊墊較小,所以焊墊的附著于電路板的力道也就相對較小。
這種BGA焊墊設計通常需要伴隨使用Underfill來加強落下(drop test)時BGA承受外力的能力。
一般PCB的焊墊/焊盤(pad)有兩種設計,另一種焊墊的設計是將[solder mask](綠漆/綠油)覆蓋于銅箔上并露出沒有被mask的銅箔形成焊墊(pad),這種焊墊設計稱為【Solder-mask Defined Pad Design】。
另一種焊墊的設計是將[solder mask](綠漆/綠油)覆蓋于銅箔上并露出沒有被mask的銅箔來形成焊墊(pad),這種焊墊設計稱為【Solder-mask Defined Pad Design,SMD】。這種焊墊設計可以有效加強焊墊的強度(strength),并且強化落下測試(drop test)時的承受能力。依據(jù)實驗測試結果,這種【Solder-mask Defined Pad Design】焊墊設計的拉力承受能力比【Copper Defined Pad Design】提升了53%。
BGA with solder-mask defined pad design
但是,相對的其缺點就是焊錫性會受到影響,因為[Solder Mask](綠漆)會受到回焊爐高溫的影響而膨脹,進而影響到錫膏的吃錫面積,另一個問題則是綠漆的印刷的位置定位比銅箔來得差,也就是綠漆印刷的偏差量比銅箔來的大多了,有可能會影響到焊墊的大小及相對位置。再來是因為銅箔的面積加大了,所以相對的可以走線的區(qū)域也就變小了,走線變得更困難。
不過,即使【Solder-mask Defined Pad Design】有這些焊錫性變差及走線變難的問題,對于手持式的產(chǎn)品還是很值得去賞試,畢竟這種設計可以提升BGA整體的強度,提高信賴度,如果可以因此不用加點Underfill膠,那就Perfect了。


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