BGAsv上选择性锡膏的可靠性

随着时间的推移，BGA封装的组件变得更加致密，并获得了更高的球数。球的计数和投球高度已经变得如此之高，以至于一些简单的组件现在需要使用填充过孔垫的HDI方法，因为组件之间的投球高度非常高。这些组件在组装时需要特别考虑，以确保良率，以及有针对性的x射线检查，以确保成功焊接。

当规模扩大到大批量生产时，总是有降低成本的压力，而在高球数组件的焊锡印刷方面，可以诱人地消除一些成本。材料互换后最常见的成本降低措施之一是消除消耗品，而焊接材料是PCB组装中最大的消耗材料。

BGA装配中的屈服

bga的焊接通常使用一些附加的锡膏，应用于裸PCB的地面图案。在这一点上，一些组装厂会提供不同的指导方针，但最重要的是:锡膏应用是在标准焊盘尺寸上提供足够焊料的唯一方法。在CAD工具中应用的默认膏体遮罩数据中，锡膏将应用于BGA足迹．这将包括功能性和非功能性BGA护垫。

功能性和非功能性BGA护垫

在这种情况下，在BGA上的锡膏印刷，我们不使用“非功能焊盘”来指代通孔孔孔上的焊盘。相反，我们指的是BGA上没有任何功能的垫(或球)。这些引脚可以是保留引脚，也可以是明确未连接的引脚，或者具有某些功能但未使用的引脚。焊接通常通过打印锡膏(选择性印刷)或通过模板在所有焊盘上进行沉积，然后通过回流炉进行焊接。

BGA组件上的非功能垫可以在数据表中识别。对于许多组件，如应用处理器，大多数的pad将是功能性的，可能只有不到10%的pad是预留的或不连接的。为带BGA足迹的fpga在美国，开发人员可以自由地分配引脚和接口，在生产环境中可能有更多的非功能性衬垫没有被打破。

在0.4 mm pitch BGA上粘贴掩模开口。

消除锡膏会影响成本吗?

任何时候从装配中去除一些材料都会降低成本，但就产品开发和生产的总成本而言，成本的降低可能是微不足道的。这是数量和返工，而不是简单地花费未使用的锡膏。只有少量的锡膏将用于打印平面模式的衬垫，但当大批量生产消费品时，这将成为不可忽视的成本。

为了在大批量应用中降低成本，有一种诱惑，即从非功能焊盘中去除锡膏。要从这些焊盘上去除焊料，这些焊盘的孔将从锡膏模板上消除。这可以在PCB足迹或通过修改Gerber数据从粘贴蒙版层中删除蒙版开口。

不要消除BGA护垫上的膏体

尽管大量去除某些焊盘上的锡膏是为了降低成本，但非功能性焊盘仍应像功能性焊盘一样打印锡膏。额外的焊料成本确实会增加，但与组装时返工的成本相比，额外的锡膏投资是微不足道的在回流循环过程中失败．更糟糕的是，产品可能在现场失败，导致非常昂贵的召回和额外的业务责任。

在BGA的所有焊盘上保持锡膏有两个主要原因:

1.电与热功能

虽然BGA封装中的衬垫可能不具有电气功能，但它仍然可以具有热功能。根据封装的不同，衬垫可以直接连接到封装内的模具上(例如，晶圆级芯片级封装)。这些衬垫仍然具有热功能，它们可以将热量从模具吸收到PCB基板中。充分的锡膏应用确保有一个低热阻路径，热量从模具拉到PCB基板。

2.应力集中

当元件受到压力时，无论是加热电路板还是元件受到冲击，应力都会集中在焊点上。消除膏体遮罩导致焊料不足，导致在无功能BGA焊盘上的接头物理较小或接头薄弱。其结果是在重复振动应力、机械冲击或温度循环下更大的应力集中和更高的失效可能性。在所有焊盘上应用焊料可确保应力最大限度地分布在BGA的所有焊点上。

BGA焊料球最薄区域的应力集中。如果焊料球在颈部区域很薄，应力集中会导致疲劳和断裂。［图片来源］

总结

简而言之，如果您在BGA的PCB占地面积中应用了ipc标准化的焊盘尺寸指南，则所有焊盘上都需要一些锡膏，以确保可靠的组装。确保您的足迹包括足够的膏罩开口，以便在PCB组装过程中在BGA中形成坚固的焊点。

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