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解读BGA、CSP再流焊接接合部工艺可靠性设计（二）

2020.10.05

在此场合下BGA、CSP中央部分将存在间隙G，为填充该间隙G所必需的钎料量（如图6所示），其体积V可按下式求得。为填补这个间隙G所必需的钎料量，即最大钎料量Qmax，可按下式求得Qmax＝πD＾2G／4（mm3）（2）

图6 必需钎料量的确定

二、焊盘设计

图7所示为BGA、CSP封装结构参数，表1所示为供应商提供的相关具体标称尺寸，在此基础上进行PCB焊盘设计。

BGA、CSP再流焊接接合部工艺可靠性设计

图7 焊接接合部焊盘尺寸的确定

表1 BGA、CSP封装钎料球尺寸

由于BGA、CSP的焊盘形状大部分均采用圆形，故接合部焊盘设计的主要内容是：1）确定圆形焊盘的最大直径（Dmax）前面已讨论了从可靠性看焊盘接合部的最薄弱的部分，也就是断面最小的地方。因此，PCB基板上的安装焊盘最大直径（Dmax）的取值通常就与BGA、CSP封装焊盘直径相同，即Dmax＝BGA、CSP封装的焊盘直径（3）2）确定圆形焊盘的最小直径（Dmin）圆形焊盘的最小直径（Dmin）通常可通过BGA、CSP的贴装精度和BGA、CSP本身的尺寸精度，再综合由熔融钎料的表面张力所形成的自调整作用的影响来求得，即

式中 δ5——贴片精度；ΔBP——钎料球间距精度；ΔPP——PCB焊盘间距加工精度。三、印刷钢网开口尺寸的确定1．钢网开口直径设计就钢网开口部设计与焊盘相比，当印刷机位置精度较高时，其设计方法基本上与片式元器件相同。此时，为不使钎料量过多，将位置精度估计为0．05mm，故钢网开口直径＝焊盘直径－0．05 （3）2）印刷厚度的管理值一般在焊膏的总体积中，钎料合金含量与助焊剂等的体积大约各占总体积的一半。

由此，可得出具体焊膏印刷体积控制范围为Vmax＝2Qmax （4）Vmin＝2Qmin （5）由式（3）～式（5）可求得对应的最大印刷厚度Tmax和最小印刷厚度Tmin。Tmax＝Vmax／（钢网开口面积）（6）Tmin＝Vmin／（钢网开口面积）（7）3）工艺可靠性设计注意事项由于BGA、CSP组装后的焊点检测是困难的，因此，必须按照工艺设计的基本思路，把获得完好的质量放在第一位，这时一个非常重要的因素是保证钎料的润湿性。如前所述，BGA、CSP再流焊接时钎料的表面张力产生的沉降现象和自调整效果，有利于焊点质量的改善。

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解读BGA、CSP再流焊接接合部工艺可靠性设计（二）

周锦帆