agosty.ru31. ЭЛЕКТРОНИКА31.180. Печатные схемы и платы

ГОСТ IEC 61188-5-8-2013 Печатные платы и печатные узлы.Проектирование и применение. Часть 5-8. Общие требования. Анализ соединений (посадочные места для монтажа компонентов). Компоненты с матрицей контактов (BGA, FBGA, CGA, LGA)

Обозначение:
ГОСТ IEC 61188-5-8-2013
Наименование:
Печатные платы и печатные узлы.Проектирование и применение. Часть 5-8. Общие требования. Анализ соединений (посадочные места для монтажа компонентов). Компоненты с матрицей контактов (BGA, FBGA, CGA, LGA)
Статус:
Действует
Дата введения:
01.03.2015
Дата отмены:
-
Заменен на:
-
Код ОКС:
31.180

Текст ГОСТ IEC 61188-5-8-2013 Печатные платы и печатные узлы.Проектирование и применение. Часть 5-8. Общие требования. Анализ соединений (посадочные места для монтажа компонентов). Компоненты с матрицей контактов (BGA, FBGA, CGA, LGA)


ГОСТ IEC 61188-5-8-2013



МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

ПЕЧАТНЫЕ ПЛАТЫ И ПЕЧАТНЫЕ УЗЛЫ

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ

Часть 5-8

Общие требования

Анализ соединений (посадочные места для монтажа компонентов)

Компоненты с матрицей контактов (BGA, FBGA, CGA, LGA)

Printed boards and printed board assemblies. Design and use. Part 5-8: Attachment (land/joint) considerations. Area array components (BGA, FBGA, CGA, LGA)

МКС 31.190

Дата введения 2015-03-01



Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92 "Межгосударственная система стандартизации. Основные положения" и ГОСТ 1.2-2009 "Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены"

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Некоммерческим образовательным частным учреждением "Новая инженерная школа" (НОЧУ "НИШ") на основе аутентичного перевода на русский язык, указанного в пункте 5 стандарта, который выполнен Российской комиссией экспертов МЭК/ТК 91

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 420 "Базовые несущие конструкции, печатные платы, сборка и монтаж электронных модулей"

3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 14 ноября 2013 г. N 44)

За принятие стандарта проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа по стандартизации

Беларусь

BY

Госстандарт Республики Беларусь

Киргизия

KG

Кыргызстандарт

Россия

RU

Росстандарт

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 16 сентября 2014 года N 1113-ст межгосударственный стандарт ГОСТ IEC 61188-5-8-2013 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 марта 2015 года.

5 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту IEC 61188-5-8:2007* Printed boards and printed board assemblies - Design and use - Part 5-8: Attachment (land/joint) considerations - Area array components (BGA, FBGA, CGA, LGA) (МЭК 61188-5-8:2007 Платы печатные и сборки печатных плат. Конструкция и назначение. Часть 5-8. Проблемы крепления (контактные площадки/стыки). Компоненты зональной антенны (BGA, FBGA, CGA, LGA)).

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - .

Перевод с английского языка (en).

Международный стандарт разработан Техническим комитетом по стандартизации IEC/TC 91 "Технология сборки электронного оборудования" международной электротехнической комиссии (IEC).

Официальные экземпляры международного стандарта, на основе которого подготовлен настоящий межгосударственный стандарт, и международных стандартов, на которые даны ссылки, имеются в национальных органах по стандартизации.

В разделе "Нормативные ссылки" и тексте стандарта ссылки на международные стандарты актуализированы.

Степень соответствия - идентичная (IDT).

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе "Национальные стандарты", а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

Введение

Серия IEC 61188-5 включает в себя:

Часть 5-1 Общие требования;

Часть 5-2 Дискретные компоненты;

Часть 5-3 Компоненты с выводами в форме крыла чайки с двух сторон;

Часть 5-4 Компоненты с J-образными выводами по двум сторонам;

Часть 5-5 Компоненты с выводами в форме крыла чайки с четырех сторон;

Часть 5-6 Компоненты с J-образными выводами по четырем сторонам;

Часть 5-8 Компоненты с матрицей выводов (BGA, FBGA, CGA, LGA).

Настоящий стандарт содержит информацию о посадочных местах для монтажа компонентов с матрицей контактов, включая корпуса BGA (на жестких, гибких или керамических подложках); корпуса FBGA (на жестких или гибких подложках); корпуса CGA (керамические подложки) и корпуса LGA (керамические подложки). Каждый раздел содержит информацию относительно семейств компонентов с матрицей контактов, а также требования к соответствующим посадочным местам.

Предлагаемые размеры посадочного места в настоящем стандарте основаны на расчете допусков и устанавливаемых выступов контактной площадки и запасов области установки (см. IEC 61188-5-1 Общие требования). Анализ области установки включает в себя все вопросы, связанные со стандартными производственными требованиями.

Размеры посадочного места, представленные в настоящем стандарте, применимы, главным образом, к процессам оплавления паяльных паст.

Несмотря на то, что в других стандартах серии IEC 61188-5 представлены трехуровневые размеры посадочного места, в настоящем стандарте представлены два уровня. Один уровень (уровень 2) представлен для недеформируемых шариков корпуса BGA; другой уровень (уровень 3) представлен для компонентов в корпусе BGA, у которых шарики сплющиваются на поверхности площадки. Во всех описаниях контактных площадок паяльная маска не определена. Каждому посадочному месту присваивается идентификационный номер, отражающий характеристики посадочных мест. Разработчики имеют возможность организовать информацию таким образом, чтобы она была наиболее удобна для их конкретного проекта.

Если у разработчика имеются обоснованные причины использовать другие принципы, отличные от изложенных в IEC 61188-5-1, или использовать другую геометрию контактных площадок, то в таком случае настоящий стандарт допускается использовать для проверки относительного расположения шарика и контактной площадки.

На разработчика возложена ответственность за соответствие посадочного места требованиям процесса поверхностного монтажа (SMD), обеспечивающим его стабильность, включая контроль и надежную работоспособность изделия при эксплуатации в жестких условиях. Размер и форма рассчитываемого посадочного места могут быть изменены в зависимости от освобождения в паяльной маске, размера расширения контактной площадки (собачья косточка) с переходным отверстием или от размера переходных отверстий в самих посадочных местах.

Размеры компонентов, приведенные в настоящем стандарте, доступны при их заказе. В настоящем стандарте они приведены только для справки.

1 Область применения

Настоящий стандарт содержит информацию о геометрии посадочных мест для поверхностного монтажа электронных компонентов с матричным расположением контактов в форме шариков, столбиков припоя или контактных площадок с защитным покрытием. Основная цель настоящего стандарта - предоставить целесообразные размеры, формы и допуска посадочных мест для контактных площадок поверхностного монтажа, обеспечивающие достаточную площадь для паяного соединения, а также возможность осмотра, тестирования и ремонта этих соединений.

Каждый раздел содержит набор определенных критериев, отражающих информацию о компонентах, их размерах, структуре паяного соединения и размерах посадочных мест.

Размеры посадочных мест рассчитаны на основе математической модели, которая является основой создания паяного соединения печатной платы. Существующие модели создают предпосылки для создания надежных паяных соединений независимо от того, какой припой используют в этом соединении (бессвинцовый, оловянно-свинцовый и т.д.)

Требования к процессу оплавления зависят от состава припоя. Рекомендуется их анализировать, чтобы процесс проходил при температуре выше температуры жидкой фазы используемого припоя, и оставался выше данной температуры достаточное время для получения надежного металлургического соединения.

Для посадочных мест компонентов с матрицей контактов не применяется концепция "выступа контактной площадки" для согласования с физическими и размерными характеристиками контактов. Существует несколько конфигураций контактных площадок, как показано на рисунке 1. Тем не менее, в таблицах, представленных ниже, приведены только оптимальные поперечные размеры контура площадки.


Рисунок 1 - Формы контактных площадок матричных посадочных мест

2 Нормативные ссылки

Для применения настоящего стандарта необходимы следующие ссылочные документы. Для недатированных ссылок применяют последнее издание ссылочного документа (включая все его изменения).

IEC 60068-2-58 Environmental testing - Part 2-58: Tests - Test Td: Test methods for solderability, resistance to dissolution of metallization and to soldering heat of surface mounting devices (SMD) (Испытания на воздействие окружающей среды. Часть 2-58. Испытания. Испытание Td. Методы испытания паяемости, стойкости к расплавлению металлизации и к воздействию тепла при пайке компонентов поверхностного монтажа (SMD)

IEC 60191-2 (все части) Mechanical standardization of semiconductor devices - Part 2: Dimensions (Стандартизация конструкций полупроводниковых приборов. Часть 2. Размеры)

IEC 61188-5-1 Printed boards and printed board assemblies - Design and use - Part 5-1: Attachment (land/joint) considerations - Generic requirements (Печатные платы и печатные узлы. Проектирование и применение. Часть 5-1. Анализ соединений (посадочные места для монтажа компонентов). Общие требования)

IEC 62090 Product package labels for electronic components using bar code and twodimensional symbologies (Этикетки упаковочных изделий для электронных блоков, использующие штриховой код и двухразмерную символику)

3 Общие сведения

3.1 Общее описание компонентов

Семейство компонентов с матрицей контактов характеризуется контактами, которые располагаются с определенным шагом по рядам и столбцам (образуя матрицу) для формирования общего количества контактов ввода-вывода. В корпусах семейства BGA в качестве контакта применяют шарик припоя. Сами корпуса могут иметь квадратную или прямоугольную форму.

Семейство компонентов включает в себя как формованный пластиковый, так и керамический тип корпуса. Аббревиатуры PBGA (пластиковый корпус с матричным расположением шариковых контактов), CBGA (керамический корпус с матричным расположением шариковых контактов), FBGA (корпус с матричным расположением шариковых контактов с малым шагом), а также TBGA (корпус с матричным расположением шариковых контактов на гибком пленочном основании) также используют для описания компонентов этого семейства, так как во всех корпусах применяются матрицы шариковых контактов. Другие решения, расширяющие технические возможности, такие как дополнительные теплораспределители (теплоотводы) могут быть включены в любой описываемый вид корпуса.

В рамках семейства компонентов существует несколько вариантов шага контактов в пределах от 1,50 до 0,25 мм, как представлено в таблице 1. Мелкий шаг контактов (менее 0,40 мм) предусматривается для использования в конструкциях компонентов, которые будут разрабатываться в будущем.

Таблица 1 - Размеры шариковых контактов

Размеры в миллиметрах

Шаг контактов

Номинальный диаметр контакта

Отклонения диаметра контакта

1,50; 1,27

0,75

От

0,65

до

0,90

1,00

0,60

"

0,50

"

0,70

1,00; 0,80

0,50

"

0,45

"

0,55

1,00; 0,80; 0,75

0,45

"

0,40

"

0,50

0,80; 0,75; 0,65

0,40

"

0,35

"

0,45

0,80; 0,75; 0,65; 0,50

0,30

"

0,25

"

0,35

0,40

0,25

"

0,22

"

0,28

0,30

0,20

"

0,18

"

0,22

0,25

0,15

"

0,13

"

0,17

3.2 Маркировка

Семейство компонентов с матрицей контактов, как правило, маркируют номерами компонентов, установленных производителем, названием и символом производителя, и указателем контакта 1. Некоторые компоненты могут иметь метку контакта 1 в теле корпуса и не иметь данной маркировки. Дополнительные маркировки могут включать в себя обозначения даты изготовления партии и/или места производства. Рекомендуется, чтобы штрих-кодовая маркировка соответствовала IEC 62090.

3.3 Вид упаковки

Упаковка может быть в виде ленты или лотков. Оба вида упаковки допустимы и определяются производителем компонентов или заказчиком. Выбор упаковки, как правило, зависит от размера компонента и объема партии компонентов, которые будут использованы при сборке. Упаковка россыпью не приемлема из-за проблемы плоскостности контактов, требуемой для установки и пайки.

3.4 Анализ процесса

Корпуса компонентов с матрицей контактов, как правило, монтируют с помощью пайки оплавлением. Существует разница между процессом пайки, в котором контакты несколько деформируются в ходе оплавления (представлен в рамках уровня 3 настоящего стандарта), и процессом без деформации контактов (уровень 2), который требует дополнительного количества пасты.

Наряду с правильным размером площадки количество используемой паяльной пасты является основным параметром, позволяющим держать процесс под контролем для того чтобы получить на выходе хорошее качество пайки и надежное паяное соединение. Объем нанесения пасты может быть предметом выбора на основе опыта и статистики на стадии ее нанесения.

Компоненты с малым шагом шариковых контактов могут потребовать особого процесса обработки, выходящего за рамки обычных операций установки и пайки. Эти требования имеют отношение к количеству паяльной пасты, точности установки и температурному профилю процесса пайки с целью допустить монтаж всех компонентов одновременно с пайкой компонентов FBGA.

4 Корпус BGA (квадратный)

4.1 Область применения

В настоящем разделе представлены размеры корпусов и посадочных мест компонентов BGA квадратного типа. Также рассматривается основная конструкция компонента BGA. В конце раздела перечислены допуски и заданные размеры паяного соединения, используемые для получения размеров посадочного места.

4.2 Описание компонентов

Компоненты BGA широко применяются в коммерческой, промышленной и военной электронике.

4.2.1 Основная конструкция

Корпус с матричным расположением шариковых контактов был разработан для применения в тех устройствах, где требуются малая высота и высокая плотность монтажа компонентов. Компоненты BGA могут иметь различные конструктивные решения, как показано на рисунке 2. Различные конструктивные решения включают в себя:

- метод крепления кристалла (проволочный монтаж, монтаж методом перевернутого кристалла и др.),

- материал для подложек (органический жесткий или гибкий материал, керамический и др.),

- метод защиты устройства от воздействий внешней среды (капсулирование в пластике, герметизацию и др.).


Рисунок 2 - Примеры конструкций компонентов BGA

Для всех конструктивных решений допускается использовать одинаковые посадочные места, представленные в данном разделе. Сами компоненты допускается использовать во многих печатных узлах различных устройств.

4.2.2 Материалы контактов

Шариковые контакты компонентов BGA могут состоять из различных металлических сплавов. Некоторые контакты содержат свинец: 37Pb63Sn, 90Pb10Sn, 95Pb5Sn, в то время как другие контакты не содержат свинец: Sn96,5Ag3,0Cu0,5, Sn96,5Ag3,5, Sn-9Zn-0,003AI. Рекомендуется использование того же сплава в составе паяльной пасты для монтажа шариковых контактов компонентов BGA к базовому основанию. Однако для недеформируемых шариковых контактов, как показано на рисунке 3, требуется паста, которая больше соответствует температуре оплавления.


Рисунок 3 - Сравнение соединений для контактов с высоким содержанием свинца и контактов из эвтектического сплава

4.2.3 Маркировка

Все компоненты должны иметь маркировку обозначения компонента и указателя первого контакта.

4.2.4 Вид упаковки

Для компонентов BGA допускается применять упаковку в виде лотка или ленты в катушке. В большинстве случаев, компоненты BGA поставляются в лотках.

4.2.5 Анализ процесса

Компоненты BGA, как правило обрабатывают с помощью стандартного процесса пайки оплавлением. Компоненты должны выдержать три цикла стандартной системы оплавления, работающей при температуре от 235°С до 260°С, в зависимости от состава припоя. Каждый цикл должен включать в себя воздействие заданной температуры в течение 60-90 с. Пластмассовые части корпуса BGA, изображенные на рисунке 4, должны выдерживать воздействие температуры. Данная характеристика может быть проверена в процессе проведения методов испытания, представленных в IEC 60068-2-58, метод 2 (три цикла с перерывами, в течение которых образцы остывают).


Рисунок 4 - Корпус BGA (квадратный)

Следует учитывать, что пластмассовые корпуса чувствительны к влажности. Должны быть предприняты меры предосторожности во время процесса поверхностного монтажа печатных узлов, чтобы избежать повреждений (расслаиваний, разрывов, др.) влагочувствительных компонентов. Оперативный контроль просушки корпусов PBGA может потребоваться в основном при пайке оплавлением корпусов на обе стороны печатной платы.

4.3 Размеры компонентов

В настоящем подразделе представлены размеры компонентов PBGA разных типоразмеров, необходимые для анализа посадочных мест. Размеры посадочного места могут потребовать корректировки, если данные о размерах компонента не соответствуют справочным техническим данным JEDEC (Объединенный совет по разработке электронных устройств) и/или JEITA (Японская ассоциация отраслей электронной промышленности).


Рисунок 5 - Общие размерные характеристики компонента BGA

Представленные ниже таблицы разделены в соответствии с шагом, используемым в компонентах, которые применяются в настоящее время. Требования подробно представлены в IEC 60191-2. Информация представлена для компонентов с полностью заполненной матрицей контактов, поэтому все соответствующие производные посадочные места компонента (с удаленными контактами) допускается использовать. Пользователи данной информации должны быть уверены в том, что их версия посадочных мест идентична компоненту, который они приобрели от поставщика. Также следует знать, что не каждый производитель удаляет одинаковые контакты в подобной продукции. Таким образом, при просмотре разных источников разработчик должен установить полное соответствие выбранного компонента с посадочным местом в электронной библиотеке, прежде чем принять решение о возможности использования конкретных посадочных мест для монтажа компонентов BGA, поставляемых изготовителем.

4.3.1 Размеры компонента PBGA (квадратного) с шагом 1,5 мм

Требования к компонентам BGA с шагом 1,5 мм представлены в таблице 2.

Таблица 2 - Устройства BGA с шагом 1,5 мм

Размеры в миллиметрах

Идентификатор корпуса

Ряды столбцы матрицы контактов

или

max

max

max

max

nom

Basic

max

nom

PBGA 7х7 FE16

4x4

7,00

7,00

4,50

4,50

0,75

1,50

3,50

1,25

PBGA 7x7 FО9

3x3

7,00

7,00

3,00

3,00

0,75

1,50

3,50

2,00

PBGA 8x8 FO25

5x5

8,00

8,00

6,00

6,00

0,75

1,50

3,50

1,00

PBGA 8х8 FE16

4x4

8,00

8,00

4,50

4,50

0,75

1,50

3,50

1,75

PBGA 9x9 FE36

6x6

9,00

9,00

7,50

7,50

0,75

1,50

3,50

0,75

PBGA 9x9 FО25

5x5

9,00

9,00

6,00

6,00

0,75

1,50

3,50

1,50

PBGA 10x10 FE36

6x6

10,00

10,00

7,50

7,50

0,75

1,50

3,50

1,25

PBGA 10x10 FO25

5x5

10,00

10,00

6,00

6,00

0,75

1,50

3,50

2,00

PBGA 11x11 FО49

7x7

11,00

11,00

9,00

9,00

0,75

1,50

3,50

1,00

PBGA 11x11 FE36

6x6

11,00

11,00

7,50

7,50

0,75

1,50

3,50

1,75

PBGA 12x12 FE64

8x8

12,00

12,00

10,50

10,50

0,75

1,50

3,50

0,75

PBGA 12x12 FO49

7x7

12,00

12,00

9,00

9,00

0,75

1,50

3,50

1,50

PBGA 13x13 FE64

8x8

13,00

13,00

10,50

10,50

0,75

1,50

3,50

1,25

PBGA 13x13 FО49

7x7

13,00

13,00

9,00

9,00

0,75

1,50

3,50

2,00

PBGA 14x14 FО81

9x9

14,00

14,00

12,00

12,00

0,75

1,50

3,50

1,00

PBGA 14x14 FE64

8x8

14,00

14,00

10,50

10,50

0,75

1,50

3,50

1,75

PBGA 15x15 FE100

10x10

15,00

15,00

13,50

13,50

0,75

1,50

3,50

0,75

PBGA 15x15 FO81

9x9

15,00

15,00

12,00

12,00

0,75

1,50

3,50

1,50

PBGA 17x17 FO121

11x11

17,00

17,00

15,00

15,00

0,75

1,50

3,50

1,00

PBGA 17x17 FE100

10x10

17,00

17,00

13,50

13,50

0,75

1,50

3,50

1,75

PBGA 19х19 FE144

12x12

19,00

19,00

16,50

16,50

0,75

1,50

3,50

1,25

PBGA 19х19 FO121

11x11

19,00

19,00

15,00

15,00

0,75

1,50

3,50

2,00

PBGA 21х21 FE196

14x14

21,00

21,00

19,50

19,50

0,75

1,50

3,50

0,75

PBGA 21х21 FО169

13x13

21,00

21,00

18,00

18,00

0,75

1,50

3,50

1,5

PBGA 23х23 FО225

15x15

23,00

23,00

21,00

21,00

0,75

1,50

3,50

1,00

PBGA 23х23 FE196

14x14

23,00

23,00

19,50

19,50

0,75

1,50

3,50

1,75

PBGA 25х25 FE256

16x16

25,00

25,00

22,50

22,50

0,75

1,50

3,50

1,25

PBGA 25х25 FO225

15x15

25,00

25,00

21,00

21,00

0,75

1,50

3,50

2,00

PBGA 27х27 FE324

18x18

27,00

27,00

25,50

25,50

0,75

1,50

3,50

0,75

PBGA 27х27 FО289

17x17

27,00

27,00

24,00

24,00

0,75

1,50

3,50

1,50

PBGA 29х29 FО361

19x19

29,00

29,00

27,00

27,00

0,75

1,50

3,50

1,00

PBGA 29х29 FE324

18x18

29,00

29,00

25,50

25,50

0,75

1,50

3,50

1,75

PBGA 31х31 FE400

20x20

31,00

31,00

28,50

28,50

0,75

1,50

3,50

1,25

PBGA 31х31 FО361

19x19

31,00

31,00

27,00

27,00

0,75

1,50

3,50

2,00

PBGA 33х33 FE484

22x22

33,00

33,00

31,50

31,50

0,75

1,50

3,50

0,75

PBGA 33х33 FО441

21x21

33,00

33,00

30,00

30,00

0,75

1,50

3,50

1,50

PBGA 35х35 FО529

23x23

35,00

35,00

33,00

33,00

0,75

1,50

3,50

1,00

PBGA 35х35 FE484

22x22

35,00

35,00

31,50

31,50

0,75

1,50

3,50

1,75

PBGA 37,5х37,5 FО625

25x25

37,50

37,50

36,00

36,00

0,75

1,50

3,50

0,75

PBGA 37,5х37,5 FE576

24x24

37,50

37,50

34,50

34,50

0,75

1,50

3,50

1,50

PBGA 40х40 FE676

26x26

40,00

40,00

37,50

37,50

0,75

1,50

3,50

1,25

PBGA 40х40 FО625

25x25

40,00

40,00

36,00

36,00

0,75

1,50

3,50

2,00

PBGA 42,5х42,5 FE784

28x28

42,50

42,50

40,50

40,50

0,75

1,50

3,50

1,00

PBGA 42,5х42,5 FО729

27x27

42,50

42,50

39,00

39,00

0,75

1,50

3,50

1,75

PBGA 45х45 FE900

30x30

45,00

45,00

43,50

43,50

0,75

1,50

3,50

0,75

PBGA 45х45 FО841

29x29

45,00

45,00

42,00

42,00

0,75

1,50

3,50

1,50

PBGA 47,5х47,5 FО961

31x31

47,50

47,50

45,00

45,00

0,75

1,50

3,50

1,25

PBGA 47,5х47,5 FE900

30x30

47,50

47,50

43,50

43,50

0,75

1,50

3,50

2,00

PBGA 50х50 FO1089

33x33

50,00

50,00

48,00

48,00

0,75

1,50

3,50

1,00

PBGA 50х50 FE1024

32x32

50,00

50,00

46,50

46,50

0,75

1,50

3,50

1,75

FE - полная четная матрица;

FO - полная нечетная матрица;

Nom - номинальный;

Basic - межосевой.

4.3.2 Размеры компонента PBGA (квадратного) с шагом 1,27 мм

Требования к компонентам BGA с шагом 1,27 мм представлены в таблице 3.

Таблица 3 - Устройства BGA с шагом 1,27 мм

Размеры в миллиметрах

Идентификатор корпуса

Ряды столбцы матрицы контактов

или

max

max

max

max

nom

Basic

max

nom

PBGA 7x7 FO25

5x5

7,00

7,00

5,08

5,08

0,75

1,27

3,50

0,96

PBGA 7х7 FE16

4x4

7,00

7,00

3,81

3,81

0,75

1,27

3,50

1,6

PBGA 8x8 FE36

6x6

8,00

8,00

6,35

6,35

0,75

1,27

3,50

0,82

PBGA 8x8 FO25

5x5

8,00

8,00

5,08

5,08

0,75

1,27

3,50

1,46

PBGA 9x9 FE36

6x6

9,00

9,00

6,35

6,35

0,75

1,27

3,50

1,32

PBGA 9x9 FО25

5x5

9,00

9,00

5,08

5,08

0,75

1,27

3,50

1,96

PBGA 10x10 FO49

7x7

10,00

10,00

7,62

7,62

0,75

1,27

3,50

1,19

PBGA 10x10 FE36

6x6

10,00

10,00

6,35

6,35

0,75

1,27

3,50

1,82

PBGA 11x11 FE64

8x8

11,00

11,00

8,89

8,89

0,75

1,27

3,50

1,05

PBGA 11x11 FO49

7x7

11,00

11,00

7,62

7,62

0,75

1,27

3,50

1,69

PBGA 12x12 FO81

9x9

12,00

12,00

10,16

10,16

0,75

1,27

3,50

0,92

PBGA 12x12 FE64

8x8

12,00

12,00

8,89

8,89

0,75

1,27

3,50

1,56

PBGA 13x13 FE100

10x10

13,00

13,00

11,43

11,43

0,75

1,27

3,50

0,78

PBGA 13x13 FO81

9x9

13,00

13,00

10,16

10,16

0,75

1,27

3,50

1,42

PBGA 14x14 FE100

10x10

14,00

14,00

11,43

11,43

0,75

1,27

3,50

1,28

PBGA 14x14 FO81

9x9

14,00

14,00

10,16

10,16

0,75

1,27

3,50

1,92

PBGA 15x15 FO121

11x11

15,00

15,00

12,70

12,70

0,75

1,27

3,50

1,15

PBGA 15x15 FE100

10x10

15,00

15,00

11,43

11,43

0,75

1,27

3,50

1,78

PBGA 17x17 FO169

13x13

17,00

17,00

15,24

15,24

0,75

1,27

3,50

0,88

PBGA 17x17 FE144

12x12

17,00

17,00

13,97

13,97

0,75

1,27

3,50

1,51

PBGA 19х19 FE196

14x14

19,00

19,00

16,51

16,51

0,75

1,27

3,50

1,24

PBGA 19х19 FO169

13x13

19,00

19,00

15,24

15,24

0,75

1,27

3,50

1,88

PBGA 21х21 FE256

16x16

21,00

21,00

19,05

19,05

0,75

1,27

3,50

0,971

PBGA 21х21 FО225

15x15

21,00

21,00

17,78

17,78

0,75

1,27

3,50

1,6

PBGA 23х23 FE324

18x18

23,00

23,00

21,59

21,59

0,75

1,27

3,50

0,70

PBGA 23х23 FО289

17x17

23,00

23,00

20,32

20,32

0,75

1,27

3,50

1,34

PBGA 25х25 FO361

19x19

25,00

25,00

22,86

22,86

0,75

1,27

3,50

1,07

PBGA 25х25 FE324

18x18

25,00

25,00

21,59

21,59

0,75

1,27

3,50

1,70

PBGA 27х27 F0441

21x21

27,00

27,00

25,40

25,40

0,75

1,27

3,50

0,80

PBGA 27х27 FE400

20x20

27,00

27,00

24,13

24,13

0,75

1,27

3,50

1,43

PBGA 29х29 FE484

22x22

29,00

29,00

26,67

26,67

0,75

1,27

3,50

1,16

PBGA 29х29 FО441

21x21

29,00

29,00

25,40

25,40

0,75

1,27

3,50

1,80

PBGA 31х31 FE576

24x24

31,00

31,00

29,21

29,21

0,75

1,27

3,50

0,89

PBGA 31х31 FО529

23x23

31,00

31,00

27,94

27,94

0,75

1,27

3,50

1,53

PBGA 33х33 FО625

25x25

33,00

33,00

30,48

30,48

0,75

1,27

3,50

1,26

PBGA 33х33 FE576

24x24

33,00

33,00

29,21

29,21

0,75

1,27

3,50

1,89

PBGA 35х35 FO729

27x27

35,00

35,00

33,02

33,02

0,75

1,27

3,50

0,99

PBGA 35х35 FE676

26x26

35,00

35,00

31,75

31,75

0,75

1,27

3,50

1,62

PBGA 37,5х37,5 FО841

29x29

37,50

37,50

35,56

35,56

0,75

1,27

3,50

0,97

PBGA 37,5х37,5 FE784

28x28

37,50

37,50

34,29

34,29

0,75

1,27

3,50

1,60

PBGA 40х40 FО961

31x31

40,00

40,00

38,10

38,10

0,75

1,27

3,50

0,95

PBGA 40х40 FE900

30x30

40,00

40,00

36,83

36,83

0,75

1,27

3,50

1,58

PBGA 42,5х42,5 FO1089

33x33

42,50

42,50

40,64

40,64

0,75

1,27

3,50

0,93

PBGA 42,5х42,5 FE1024

32x32

42,50

42,50

39,37

39,37

0,75

1,27

3,50

1,56

PBGA 45х45 FO1225

35x35

45,00

45,00

43,18

43,18

0,75

1,27

3,50

0,91

PBGA 45х45 FO1156

34x34

45,00

45,00

41,91

41,91

0,75

1,27

3,50

1,54

PBGA 47,5х47,5 FО1369

37x37

47,50

47,50

45,72

45,72

0,75

1,27

3,50

0,89

PBGA 47,5х47,5 FE1296

36x36

47,50

47,50

44,45

44,45

0,75

1,27

3,50

1,52

PBGA 50х50 FO1521

39x39

50,00

50,00

48,26

48,26

0,75

1,27

3,50

0,87

PBGA 50х50 FE1444

38x38

50,00

50,00

46,99

46,99

0,75

1,27

3,50

1,50

FE - полная четная матрица;

FO - полная нечетная матрица;

Nom - номинальный;

Basic - межосевой.

4.3.3 Размеры компонента PBGA (квадратного) с шагом 1,00 мм

Требования к компонентам BGA с шагом 1,00 мм представлены в таблице 4.

Таблица 4 - Устройства BGA с шагом 1,00 мм

Размеры в миллиметрах

Идентификатор корпуса

Ряды столбцы матрицы контактов

или

max

max

max

max

nom

Basic

max

nom

PBGA 7x7 FE36

6х6

7,00

7,00

5,00

5,00

0,60

1,00

3,50

1,00

PBGA 7x7 FО25

5х5

7,00

7,00

4,00

4,00

0,60

1,00

3,50

1,50

PBGA 8x8 FО49

7х7

8,00

8,00

6,00

6,00

0,60

1,00

3,50

1,00

PBGA 8x8 FE36

6х6

8,00

8,00

5,00

5,00

0,60

1,00

3,50

1,50

PBGA 9x9 FE64

8х8

9,00

9,00

7,00

7,00

0,60

1,00

3,50

1,00

PBGA 9x9 FО49

7х7

9,00

9,00

6,00

6,00

0,60

1,00

3,50

1,50

PBGA 10x10 FО81

9х9

10,00

10,00

8,00

8,00

0,60

1,00

3,50

1,00

PBGA 10x10 FE64

8х8

10,00

10,00

7,00

7,00

0,60

1,00

3,50

1,50

PBGA 11x11 FE100

10х10

11,00

11,00

9,00

9,00

0,60

1,00

3,50

1,00

PBGA 11x11 FО81

9х9

11,00

11,00

8,00

8,00

0,60

1,00

3,50

1,50

PBGA 12x12 FО121

11х11

12,00

12,00

10,00

10,00

0,60

1,00

3,50

1,00

PBGA 12x12 FE100

10х10

12,00

12,00

9,00

9,00

0,60

1,00

3,50

1,50

PBGA 13x13 FE144

12х12

13,00

13,00

11,00

11,00

0,60

1,00

3,50

1,00

PBGA 13x13 FО121

11х11

13,00

13,00

10,00

10,00

0,60

1,00

3,50

1,50

PBGA 14x14 FО169

13х13

14,00

14,00

12,00

12,00

0,60

1,00

3,50

1,00

PBGA 14x14 FE144

12х12

14,00

14,00

11,00

11,00

0,60

1,00

3,50

1,50

PBGA 15x15 FE196

14х14

15,00

15,00

13,00

13,00

0,60

1,00

3,50

1,00

PBGA 15x15 FO169

13х13

15,00

15,00

12,00

12,00

0,60

1,00

3,50

1,50

PBGA 17x17 FE256

16х16

17,00

17,00

15,00

15,00

0,60

1,00

3,50

1,00

PGBA 17x17 FО225

15х15

17,00

17,00

14,00

14,00

0,60

1,00

3,50

1,50

PBGA 19х19 FE324

18х18

19,00

19,00

17,00

17,00

0,60

1,00

3,50

1,00

PBGA 19x19 FО289

17х17

19,00

19,00

16,00

16,00

0,60

1,00

3,50

1,50

PBGA 21х21 FE400

20х20

21,00

21,00

19,00

19,00

0,60

1,00

3,50

1,00

PBGA 21x21 FО361

19х19

21,00

21,00

18,00

18,00

0,60

1,00

3,50

1,50

PBGA 23х23 FE484

22х22

23,00

23,00

21,00

21,00

0,60

1,00

3,50

1,00

PBGA 23x23 FО441

21х21

23,00

23,00

20,00

20,00

0,60

1,00

3,50

1,50

PBGA 25х25 FE576

24х24

25,00

25,00

23,00

23,00

0,60

1,00

3,50

1,00

PBGA 25x25 FО529

23х23

25,00

25,00

22,00

22,00

0,60

1,00

3,50

1,50

PBGA 27х27 FE676

26х26

27,00

27,00

25,00

25,00

0,60

1,00

3,50

1,00

PBGA 27х27 FО625

25х25

27,00

27,00

24,00

24,00

0,60

1,00

3,50

1,50

PBGA 29х29 FE784

28х28

29,00

29,00

27,00

27,00

0,60

1,00

3,50

1,00

PBGA 29х29 FО729

27х27

29,00

29,00

26,00

26,00

0,60

1,00

3,50

1,50

PBGA 31х31 FE900

30х30

31,00

31,00

29,00

29,00

0,60

1,00

3,50

1,00

PBGA 31х31 FО841

29х29

31,00

31,00

28,00

28,00

0,60

1,00

3,50

1,50

PBGA 33х33 FE1024

32х32

33,00

33,00

31,00

31,00

0,60

1,00

3,50

1,00

PBGA 33х33 FО961

31х31

33,00

33,00

30,00

30,00

0,60

1,00

3,50

1,50

PBGA 35х35 FE1156

34х34

35,00

35,00

33,00

33,00

0,60

1,00

3,50

1,00

PBGA 35х35 FО1089

33х33

35,00

35,00

32,00

32,00

0,60

1,00

3,50

1,50

PBGA 37,5х37,5 FО1369

37х37

37,50

37,50

36,00

36,00

0,60

1,00

3,50

0,75

PBGA 37,5х37,5 FE1296

36х36

37,50

37,50

35,00

35,00

0,60

1,00

3,50

1,25

PBGA 40х40 FО1521

39х39

40,00

40,00

38,00

38,00

0,60

1,00

3,50

1,00

PBGA 40х40 FE1444

38х38

40,00

40,00

37,00

37,00

0,60

1,00

3,50

1,50

PBGA 42,5х42,5 FE1764

42х42

42,50

42,50

41,00

41,00

0,60

1,00

3,50

0,75

PBGA 42,5х42,5 FО1681

41х41

42,50

42,50

40,00

40,00

0,60

1,00

3,50

1,25

PBGA 45х45 FE1936

44х44

45,00

45,00

43,00

43,00

0,60

1,00

3,50

1,00

PBGA 45х45 FО1849

43х43

45,00

45,00

42,00

42,00

0,60

1,00

3,50

1,50

PBGA 47,5х47,5 FO2209

47х47

47,50

47,50

46,00

46,00

0,60

1,00

3,50

0,75

PBGA 47,5х47,5 FE2116

46х46

47,50

47,50

45,00

45,00

0,60

1,00

3,50

1,25

PBGA 50х50 FO2401

49х49

50,00

50,00

48,00

48,00

0,60

1,00

3,50

1,00

PBGA 50х50 FE2304

48х48

50,00

50,00

47,00

47,00

0,60

1,00

3,50

1,50

FE - полная четная матрица;

FO - полная нечетная матрица;

Nom - номинальный;

Basic - межосевой.

4.4 Анализ формы паяного соединения

Проектирование посадочных мест требует рассмотрения трех факторов, касающихся:

- погрешности размеров компонентов ;

- погрешности установки компонентов на печатные платы ;

- погрешности формы контактной площадки на печатных платах .

Далее приведены формулы расчета допуска с учетом этих факторов.

Пайка с эффектом самовыравнивания:

;


.

В процессе пайки оплавлением действует эффект самовыравнивания. При пайке оплавлением смещение компонента относительно контактной площадки печатной платы, возникшее при установке компонентов, исправляется автоматически благодаря эффекту самовыравнивания (т.е. значение, определяющее , можно считать равным нулю). Кроме того, допуск погрешности формы контактной площадки на печатной плате незначителен по сравнению с другими погрешностями (т.е. значение, определяющее , можно считать равным нулю). Таким образом, формула может быть упрощена следующим образом:

;


.

4.4.1 Деформируемые и недеформируемые контакты (уровень 3)

Форма и размеры галтели паяного соединения после процесса пайки представлены на рисунке 6. Эта конфигурация предназначена для деформируемых и недеформируемых шариковых контактов. Минимальные размеры галтели паяного соединения определяют с учетом надежности паяного соединения, а также качества и производительности в процессе монтажа компонентов.

Размеры в миллиметрах

Шаг контактов корпуса (межосевой)

Допуски

Паяное соединение

1,50

0,1

0,1

0,35

-0,100

1,27

0,1

0,1

0,3

-0,100

1,00

0,1

0,1

0,3

-0,100

0,80

0,1

0,1

0,2

-0,050

0,75

0,1

0,1

0,2

-0,050

0,65

0,1

0,1

0,2

-0,050

0,50

0,1

0,1

0,2

-0,050

0,40

0,1

0,1

0,15

-0,050


Рисунок 6 - Анализ формы паяного соединения

4.5 Размеры посадочного места

Размеры посадочного места для компонентов BGA (квадратных) при пайке оплавлением представлены на рисунке 7. Эти значения вычисляют на основе формул для проектирования галтели паяного соединения, представленных в IEC 61188-5-1.

Область установки () вычисляют, используя следующие формулы. Округление наименьших значений равно 0,05 мм, наибольших значений - 0,5 мм.

запас области установки2,

запас области установки2.

Область установки представляет собой участок между прямоугольником, описывающим посадочное место или компонент, и внешними границами области установки.

Таким образом, запас области установки для компонентов BGA равен запасу области установки корпусов QFP с шагом 0,5 мм.

Размеры в миллиметрах

Идентификатор посадочного места

Описание корпуса BGA

8000L

P-BGA-256P-2727-1,27

0,70

1,27

27,3

27,3

8001L

P-BGA-352P-3535-1,27

0,70

1,27

35,3

35,3

8002L

P-BGA-420P-3535-1,27

0,70

1,27

35,3

35,3

8003L

P-BGA-576P-4040-1,27

0,75

1,27

40,2

40,2

8004L

P-BGA-672P-4545-1,27

0,75

1,27

45,2

45,2

8005L

T-BGA-256P-2727-1,27

0,55

1,27

27,3

27,3

8006L

T-BGA-272P-2929-1,27

0,55

1,27

29,3

29,3

8007L

E-BGA-660P-4037-1,00

0,55

1,00

40,2

40,2

8008L

E-BGA-792P-4038-1,00

0,55

1,00

40,2

40,2

8009L

E-BGA-896P-4039-1,00

0,55

1,00

40,2

40,2


Рисунок 7 - Размеры посадочного места для корпуса BGA (квадратного)

4.5.1 Размеры посадочного места для компонентов PBGA с шагом 1,5 мм

Требования для посадочного места BGA с шагом 1,5 мм представлены в таблице 5.

Таблица 5 - Посадочные места для компонентов BGA с шагом 1,50 мм

Анализ допусков посадочных мест см. 4.5.
Рекомендуется, чтобы диаметр контактной площадки на печатной плате был не более диаметра площадки на корпусе.

Размеры в миллиметрах

ИПМ

Идентификатор корпуса

Ряды
столбцы матрицы контактов

Наибольшее число контактов

Сетка установки

1020

PBGA 7х7 FE16

4x4

16

4,50

4,50

0,60

1,50

16X16

1021

PBGA 7x7 FО9

3x3

9

3,00

3,00

0,60

1,50

16X16

1022

PBGA 8x8 FО25

5x5

25

6,00

6,00

0,60

1,50

18X18

1023

PBGA 8х8 FE16

4x4

16

4,50

4,50

0,60

1,50

18X18

1024

PBGA 9x9 FE36

6x6

36

7,50

7,50

0,60

1,50

20X20

1025

PBGA 9x9 FО25

5x5

25

6,00

6,00

0,60

1,50

20X20

1026

PBGA 10x10 FE36

6x6

36

7,50

7,50

0,60

1,50

22X22

1027

PBGA 10x10 FО25

5x5

25

6,00

6,00

0,60

1,50

22X22

1028

PBGA 11x11 FO49

7x7

49

9,00

9,00

0,60

1,50

24X24

1029

PBGA 11x11 FE36

6x6

36

7,50

7,50

0,60

1,50

24X24

1030

PBGA 12x12 FE64

8x8

64

10,50

10,50

0,60

1,50

26X26

1031

PBGA 12x12 FО49

7x7

49

9,00

9,00

0,60

1,50

26X26

1032

PBGA 13x13 FE64

8x8

64

10,50

10,50

0,60

1,50

28X28

1033

PBGA 13х13 FО49

7x7

49

9,00

9,00

0,60

1,50

28X28

1034

PBGA 14x14 FО81

9x9

81

12,00

12,00

0,60

1,50

30X30

1035

PBGA 14x14 FE64

8x8

64

10,50

10,50

0,60

1,50

30X30

1036

PBGA 15x15 FE100

10x10

100

13,50

13,50

0,60

1,50

32X32

1037

PBGA 15х15 FО81

9x9

81

12,00

12,00

0,60

1,50

32X32

1038

PBGA 17x17 FО121

11x11

121

15,00

15,00

0,60

1,50

36X36

1039

PBGA 17x17 FE100

10x10

100

13,50

13,50

0,60

1,50

36X36

1040

PBGA 19х19 FE144

12x12

144

16,50

16,50

0,60

1,50

40X40

1041

PBGA 19X19 FО121

11x11

121

15,00

15,00

0,60

1,50

40X40

1042

PBGA 21х21 FE196

14x14

196

19,50

19,50

0,60

1,50

44X44

1043

PBGA 21х21 FО169

13x13

196

18,00

18,00

0,60

1,50

44X44

1044

PBGA 23х23 FО225

15x15

225

21,00

21,00

0,60

1,50

48X48

1045

PBGA 23х23 FE196

14x14

196

19,50

19,50

0,60

1,50

48X48

1046

PBGA 25х25 FE256

16x16

256

22,50

22,50

0,60

1,50

52X52

1047

PBGA 25х25 FО225

15x15

225

21,00

21,00

0,60

1,50

52X52

1048

PBGA 27х27 FE324

18x18

324

25,50

25,50

0,60

1,50

56X56

1049

PBGA 27х27 FО289

17x17

289

24,00

24,00

0,60

1,50

56X56

1050

PBGA 29х29 FО361

19x19

361

27,00

27,00

0,60

1,50

60X60

1051

PBGA 29х29 FE324

18x18

324

25,50

25,50

0,60

1,50

60X60

1052

PBGA 31х31 FE400

20x20

400

28,50

28,50

0,60

1,50

64X64

1053

PBGA 31х31 FО361

19x19

361

27,00

27,00

0,60

1,50

64X64

1054

PBGA 33х33 FE484

22x22

484

31,50

31,50

0,60

1,50

68X68

1055

PBGA 33х33 FО441

21x21

441

30,00

30,00

0,60

1,50

68X68

1056

PBGA 35х35 FО529

23x23

529

33,00

33,00

0,60

1,50

72X72

1057

PBGA 35х35 FE484

22x22

484

31,50

31,50

0,60

1,50

72X72

FE - полная четная матрица;

FO - полная нечетная матрица;

ИПМ - Идентификатор посадочного места.

4.5.2 Размеры посадочных мест для компонентов PBGA с шагом 1,27 мм

Требования для посадочного места BGA с шагом 1,27 мм представлены в таблице 6.

Таблица 6 - Посадочные места для компонентов BGA с шагом 1,27 мм

Анализ допусков посадочных мест см. 4.5.
Рекомендуется, чтобы диаметр контактной площадки на печатной плате был не более диаметра площадки на корпусе.

Размеры в миллиметрах

ИПМ

Идентификатор корпуса

Ряды
столбцы матрицы контактов

Наибольшее число контактов

Сетка установки

960

PBGA 7x7 FO25

5x5

25

5,08

5,08

0,60

1,27

16X16

961

PBGA 7х7 FE16

4x4

16

3,81

3,81

0,60

1,27

16X16

962

PBGA 8x8 FЕ36

6x6

36

6,35

6,35

0,60

1,27

18X18

963

PBGA 8х8 FО25

5x5

25

5,08

5,08

0,60

1,27

18X18

964

PBGA 9x9 FE36

6x6

36

6,35

6,35

0,60

1,27

20X20

965

PBGA 9x9 FО25

5x5

25

5,08

5,08

0,60

1,27

20X20

966

PBGA 10x10 FO49

7x7

49

7,62

7,62

0,60

1,27

22X22

967

PBGA 10x10 FE36

6x6

36

6,35

6,35

0,60

1,27

22X22

968

PBGA 11x11 FE64

8x8

64

8,89

8,89

0,60

1,27

24X24

969

PBGA 11x11 FО49

7x7

49

7,62

7,62

0,60

1,27

24X24

970

PBGA 12x12 FО81

9x9

81

10,16

10,16

0,60

1,27

26X26

971

PBGA 12x12 FE64

8x8

64

8,89

8,89

0,60

1,27

26X26

972

PBGA 13x13 FE100

10x10

100

11,43

11,43

0,60

1,27

28X28

973

PBGA 13x13 FО81

9x9

81

10,16

10,16

0,60

1,27

28X28

974

PBGA 14x14 FE100

10x10

100

11,43

11,43

0,60

1,27

30X30

975

PBGA 14x14 FО81

9x9

81

10,16

10,16

0,60

1,27

30X30

976

PBGA 15x15 FО121

11x11

121

12,70

12,70

0,60

1,27

32X32

977

PBGA 15x15 FE100

10x10

100

11,43

11,43

0,60

1,27

32X32

978

PBGA 17x17 FО169

13x13

169

15,24

15,24

0,60

1,27

36X36

979

PBGA 17x17 FE144

12x12

144

13,97

13,97

0,60

1,27

36X36

980

PBGA 19х19 FE196

14x14

196

16,51

16,51

0,60

1,27

40X40

981

PBGA 19х19 FО169

13x13

169

15,24

15,24

0,60

1,27

40X40

982

PBGA 21х21 FE256

16x16

256

19,05

19,05

0,60

1,27

44X44

983

PBGA 21х21 FО225

15x15

225

17,78

17,78

0,60

1,27

44X44

984

PBGA 23х23 FE324

18x18

324

21,59

21,59

0,60

1,27

48X48

985

PBGA 23х23 FО289

17x17

289

20,32

20,32

0,60

1,27

48X48

986

PBGA 25х25 FО361

19x19

361

22,86

22,86

0,60

1,27

52X52

987

PBGA 25х25 FE324

18x18

324

21,59

21,59

0,60

1,27

52X52

988

PBGA 27х27 FО441

21x21

441

25,40

25,40

0,60

1,27

56X56

989

PBGA 27х27 FE400

20x20

400

24,13

24,13

0,60

1,27

56X56

990

PBGA 29х29 FE484

22x22

484

26,67

26,67

0,60

1,27

60X60

991

PBGA 29х29 FО441

21x21

441

25,40

25,40

0,60

1,27

60X60

992

PBGA 31х31 FE576

24x24

576

29,21

29,21

0,60

1,27

64X64

993

PBGA 31х31 FО529

23x23

529

27,94

27,94

0,60

1,27

64X64

994

PBGA 33х33 FО625

25x25

625

30,48

30,48

0,60

1,27

68X68

995

PBGA 33х33 FE576

24x24

576

29,21

29,21

0,60

1,27

68X68

996

PBGA 35х35 FО729

27x27

729

33,02

33,02

0,60

1,27

72X72

997

PBGA 35х35 FE676

26x26

676

31,75

31,75

0,60

1,27

72X72

998

PBGA 37,5х37,5 FО841

29x29

841

35,56

35,56

0,60

1,27

78X78

999

PBGA 37,5х37,5 FE784

28x28

784

34,29

34,29

0,60

1,27

78X78

1000

PBGA 40х40 FО961

31x31

961

38,10

38,10

0,60

1,27

82X82

1001

PBGA 40х40 FE900

30x30

900

36,83

36,83

0,60

1,27

82X82

1002

PBGA 42,5х42,5 FО1089

33x33

1089

40,64

40,64

0,60

1,27

88X88

1003

PBGA 42,5х42,5 FE1024

32x32

1024

39,37

39,37

0,60

1,27

88X88

1004

PBGA 45х45 FО1225

35x35

1225

43,18

43,18

0,60

1,27

92X92

1005

PBGA 45х45 FО1156

34x34

1156

41,91

41,91

0,60

1,27

92X92

1006

PBGA 47,5х47,5 FО1369

37x37

1369

45,72

45,72

0,60

1,27

98X98

1007

PBGA 47,5х47,5 FE1296

36x36

1296

44,45

44,45

0,60

1,27

98X98

1008

PBGA 50х50 FО1521

39x39

1521

48,26

48,26

0,60

1,27

102X102

1009

PBGA 50х50 FE1444

38x38

1444

46,99

46,99

0,60

1,27

102X102

FE - полная четная матрица;

FO - полная нечетная матрица;

ИПМ - Идентификатор посадочного места.

4.5.3 Размеры посадочного места для компонентов PBGA с шагом 1,00 мм

Требования для посадочных мест BGA с шагом 1,00 мм представлены в таблице 7.

Таблица 7 - Посадочные места для компонентов BGA с шагом 1,00 мм

Анализ допусков посадочных мест см. 4.5.
Рекомендуется, чтобы диаметр контактной площадки на печатной плате был не более диаметра площадки на корпусе.

Размеры в миллиметрах

ИПМ

Идентификатор корпуса

Ряды
столбцы матрицы контактов

Наибольшее число контактов

Сетка установки

900

PBGA 7x7 FE36

6x6

36

5,00

5,00

0,50

1,00

16X1

901

PBGA 7x7 FО25

5x5

25

4,00

4,00

0,50

1,00

16X1

902

PBGA 8x8 FО49

7x7

49

6,00

6,00

0,50

1,00

18X1

903

PBGA 8x8 FE36

6x6

36

5,00

5,00

0,50

1,00

18X1

904

PBGA 9x9 FE64

8x8

64

7,00

7,00

0,50

1,00

20X20

905

PBGA 9x9 FО49

7x7

49

6,00

6,00

0,50

1,00

20X20

906

PBGA 10x10 FО81

9x9

81

8,00

8,00

0,50

1,00

22X22

907

PBGA 10x10 FE64

8x8

64

7,00

7,00

0,50

1,00

22X22

908

PBGA 11x11 FE100

10x10

100

9,00

9,00

0,50

1,00

24X24

909

PBGA 11x11 FО81

9x9

81

8,00

8,00

0,50

1,00

24X24

910

PBGA 12x12 FО121

11x11

121

10,00

10,00

0,50

1,00

26X26

911

PBGA 12x12 FE100

10x10

100

9,00

9,00

0,50

1,00

26X26

912

PBGA 13x13 FE144

12x12

144

11,00

11,00

0,50

1,00

28X28

913

PBGA 13x13 FО121

11x11

121

10,00

10,00

0,50

1,00

28X28

914

PBGA 14x14 FО169

13x13

169

12,00

12,00

0,50

1,00

30X30

915

PBGA 14x14 FE144

12x12

144

11,00

11,00

0,50

1,00

30X30

916

PBGA 15x15 FE196

14x14

196

13,00

13,00

0,50

1,00

32X32

917

PBGA 15x15 FО169

13x13

169

12,00

12,00

0,50

1,00

32X32

918

PBGA 17x17 FE256

16x16

256

15,00

15,00

0,50

1,00

36X36

919

PGBA 17x17 FО225

15x15

225

14,00

14,00

0,50

1,00

36X36

920

PBGA 19х19 FE324

18х18

324

17,00

17,00

0,50

1,00

40X40

921

PBGA 19x19 F0289

17x17

289

16,00

16,00

0,50

1,00

40X40

922

PBGA 21х21 FE400

20х20

400

19,00

19,00

0,50

1,00

44X44

923

PBGA 21x21 FО361

19x19

361

18,00

18,00

0,50

1,00

44X44

924

PBGA 23х23 FE484

22х22

484

21,00

21,00

0,50

1,00

48X48

925

PBGA 23x23 FО441

21x21

441

20,00

20,00

0,50

1,00

48X48

926

PBGA 25х25 FE576

24х24

576

23,00

23,00

0,50

1,00

52X52

927

PBGA 25x25 FО529

23x23

529

22,00

22,00

0,50

1,00

52X52

928

PBGA 27х27 FE676

26х26

676

25,00

25,00

0,50

1,00

56X56

929

PBGA 27х27 FО625

25x25

625

24,00

24,00

0,50

1,00

56X56

930

PBGA 29х29 FE784

28х28

784

27,00

27,00

0,50

1,00

60X60

931

PBGA 29х29 FО729

27x27

729

26,00

26,00

0,50

1,00

60X60

932

PBGA 31х31 FE900

30х30

900

29,00

29,00

0,50

1,00

64X64

933

PBGA 31х31 FО841

29x29

841

28,00

28,00

0,50

1,00

64X64

934

PBGA 33х33 FE1024

32х32

1024

31,00

31,00

0,50

1,00

68X68

935

PBGA 33х33 FО961

31x31

961

30,00

30,00

0,50

1,00

68X68

936

PBGA 35х35 FE1156

34х34

1156

33,00

33,00

0,50

1,00

72X72

937

PBGA 35х35 FO1089

33x33

1089

32,00

32,00

0,50

1,00

72X72

938

PBGA 37,5х37,5 FО1369

37х37

1369

36,00

36,00

0,50

1,00

78X78

939

PBGA 37,5х37,5 FE1296

36x36

1296

35,00

35,00

0,50

1,00

78X78

940

PBGA 40х40 FO1521

39х39

1521

38,00

38,00

0,50

1,00

82X82

941

PBGA 40х40 FE1444

38x38

1444

37,00

37,00

0,50

1,00

82X82

942

PBGA 42,5х42,5 FE1764

42х42

1764

41,00

41,00

0,50

1,00

88X88

943

PBGA 42,5х42,5 FО1681

41x41

1681

40,00

40,00

0,50

1,00

88X88

945

PBGA 45х45 FE1936

44х44

1936

43,00

43,00

0,50

1,00

92X92

946

PBGA 45х45 FO1849

43x43

1849

42,00

42,00

0,50

1,00

92X92

947

PBGA 47,5х47,5 FO2209

47х47

2209

46,00

46,00

0,50

1,00

98X98

948

PBGA 47,5х47,5 FE2116

46x46

2116

45,00

45,00

0,50

1,00

98X98

949

PBGA 50х50 FO2401

49х49

2401

48,00

48,00

0,50

1,00

102X102

950

PBGA 50х50 FE2304

48x48

2304

47,00

47,00

0,50

1,00

102X102

FE - полная четная матрица;

FO - полная нечетная матрица;

ИПМ - идентификатор посадочного места.

5 Корпус FBGA (квадратные)

Находится на рассмотрении.

6 Корпус BGA (прямоугольные)

6.1 Область применения

В настоящем разделе представлены размеры корпусов и посадочного места для прямоугольных корпусов BGA (корпус с матрицей шариковых контактов). Также рассматривается основная конструкция компонента BGA. В конце настоящего раздела перечислены допуски и заданные размеры паяного соединения, используемые для получения размеров посадочного места.

6.2 Описание компонентов

Компоненты BGA широко применяются в коммерческой, промышленной или военной электронике.

6.2.1 Основная конструкция

Корпус с матричным расположением шариковых контактов был разработан для применения в тех устройствах, где требуются малая высота и высокая плотность монтажа компонентов. Компоненты BGA могут иметь различные конструктивные решения. Различные конструктивные решения включают в себя:

- метод крепления кристалла (проволочный монтаж, монтаж методом перевернутого кристалла и др.);

- материал для подложек (органический жесткий или гибкий материал, керамический и др.);

- метод защиты устройства от воздействий внешней среды (капсулирование в пластике, герметизация и др.).

Для всех конструктивных решений допускается использовать одинаковые посадочные места, представленные в настоящем разделе. Сами компоненты могут быть использованы во многих печатных узлах различных устройств.

6.2.2 Материал контакта

Шариковые контакты компонентов BGA могут состоять из различных металлических сплавов. Некоторые контакты включают в себя шарики с содержанием свинца: 37Pb63Sn, 90Pb10Sn, 95Pb5Sn, в то время как другие контакты не содержат свинца в принципе: Sn96,5Ag3,0Cu0,5, Sn96,5Ag3,5, Sn-9Zn-0,003AI. Рекомендуется использование того же сплава в составе паяльной пасты для монтажа шариковых контактов компонентов BGA к базовому основанию. Однако для недеформируемых шариковых контактов требуется паста, которая больше соответствует температуре оплавления.

6.2.3 Маркировка

Все компоненты должны иметь маркировку обозначения компонента и указателя первого контакта.

6.2.4 Вид упаковки

Для компонентов BGA допускается применять упаковку в виде лотка или ленты в катушке. В большинстве случаев компоненты BGA поставляют в лотках.

6.2.5 Анализ процесса

Компоненты BGA, как правило, обрабатывают с помощью стандартного процесса пайки оплавлением. Компоненты должны выдерживать три цикла стандартной системы оплавления, работающей при температуре от 235°С до 260°С, в зависимости от состава припоя. Каждый цикл должен включать в себя воздействие заданной температурой в течение 60-90 с. Пластмассовые части корпуса BGA должны выдерживать воздействие температуры. Данная характеристика может быть проверена в процессе проведения методов испытания, представленных в IEC 60068-2-58, метод 2 (три цикла с перерывами, в течение которых образцы остывают).

Следует учитывать, что пластмассовые корпуса чувствительны к влажности. Должны быть предприняты меры предосторожности во время процесса поверхностного монтажа печатных узлов, чтобы избежать повреждений (расслаиваний, разрывов, др.) влагочувствительных компонентов. Оперативный контроль просушки корпусов PBGA может потребоваться в основном при пайке оплавлением корпусов на обе стороны печатной платы.

6.3 Размеры компонентов (прямоугольных)

В настоящем подразделе представлены размеры компонентов PBGA разных типоразмеров, необходимые для анализа посадочных мест. Информация в таблице 8 представлена для компонентов с полностью заполненной матрицей контактов. В случае необходимости производитель компонентов может убрать незадействованные контакты (шариковые), для того чтобы установить окончательную конструкцию компонента.

Таблица 8 - Прямоугольный компонент BGA с шагом 1,27 мм

Размеры в миллиметрах

Идентификатор корпуса

Рядыстолбцы матрицы контактов

max

max

max

max

nom

Basic

max

nom

nom

R-PBGA22х14

17x7

14,00

22,00

7,62

20,32

0,75

1,27

3,50

3,19

0,84

R-PBGA22х14

17x9

14,00

22,00

10,16

20,32

0,75

1,27

3,50

1,92

0,84

R-PBGA25х21

19x11

21,00

25,00

12,70

22,86

0,75

1,27

3,50

4,15

1,07

FE - полная четная матрица;

FO - полная нечетная матрица;

Nom - номинальный;

Basic - межосевой.

Информация, представленная в таблице 8, предназначена только для компонентов с полностью заполненной матрицей контактов, поэтому допускается использовать все соответствующие производные посадочные места компонента (с удаленными контактами). Требования подробно представлены в IEC 60191-2. Пользователи данной информации должны быть уверены в том, что их версия посадочных мест идентична компоненту, который они приобрели от поставщика. Также следует знать, что не каждый производитель удаляет одинаковые контакты в подобной продукции. Таким образом, при просмотре разных источников разработчик должен установить полное соответствие выбранного компонента с посадочным местом в электронной библиотеке, прежде чем принять решение о возможности использования конкретных посадочных мест для монтажа компонентов BGA, поставляемых изготовителем.

Размеры посадочного места могут потребовать корректировки, если данные о размерах компонента не соответствуют справочным техническим данным JEDEC (Объединенный совет по разработке электронных устройств) и/или JEITA (Японская ассоциация отраслей электронной промышленности).

6.4 Анализ формы паяного соединения

Проектирование посадочных мест требует рассмотрения трех факторов, касающихся:

- погрешности размеров компонентов ;

- погрешности установки компонентов на печатные платы ;

- погрешности формы контактной площадки на печатных платах .

Далее приведены формулы расчета допуска с учетом этих факторов.

Пайка с эффектом самовыравнивания:

,


.

В процессе пайки оплавлением действует эффект самовыравнивания. При пайке оплавлением смещение компонента относительно контактной площадки печатной платы, возникшее при установке компонентов, исправляется автоматически благодаря эффекту самовыравнивания (т.е. значение, определяющее , можно считать равным нулю). Кроме того, допуск погрешности формы контактной площадки на печатной плате незначителен по сравнению с другими погрешностями (т.е. значение, определяющее , можно считать равным нулю). Таким образом, формула может быть упрощена следующим образом:

;


.

6.4.1 Деформируемые контакты (уровень 3)

Паяные соединения, использующие в процессе производства деформируемые контакты, требуют рассмотрения всех характеристик паяной конструкции. Варианты, существующие при определении посадочных мест, включают в себя:

- диаметр отдельного шарикового контакта;

- точность позиционирования шарика относительно действительного положения шарикового контакта на компоненте и на плате;

- производственные допуски контактной площадки на печатной плате, на которую монтируются шариковые контакты.

Рекомендуется создавать геометрию посадочного места подложки (печатной платы) максимально похожей на геометрию посадочного места на компоненте.

6.4.2 Приблизительный размер площадки

В каждом конкретном случае производители компонентов и разработчики печатных плат стараются сокращать размер контактной площадки на несколько процентов от номинального диаметра шарикового контакта. Сокращение основывается на оригинальном размере шарикового контакта, который используют для определения среднего размера контактной площадки. При определении взаимосвязи между номинальными характеристиками производственный допуск для размера контактной площадки определяют в пределах 0,1 мм между условием максимального использования материала и условием минимального использования материала.

6.4.3 Полный разброс

Полный разброс системы учитывает: точность позиционирования, допуски шаровых контактов, а также допуски на печатных платах. Все три аспекта вместе дополняют друг друга при проведении анализа наихудшего случая. Однако, как и в случае с другими посадочными местами, описанными в стандарте, среднестатистическое значение определяется с использованием среднеквадратичного значения. Следует отметить, что окончательное значение для посадочных мест на подложке компонента или платы должно быть при условии максимума материала. Отклонения от условия максимума материала означает, что несовмещение между посадочными местами и шариковыми контактами происходит из-за того, что из максимального размера контактной площадки вычитается значение посадочного отклонения. Полученный размер будет обозначать область соединения, который будет получен из системы, в рамках которой все условия являются отрицательными. Размер контактной площадки, содержащей информацию о паяльной маске, рекомендуется увеличить на величину перекрытия контактной площадки паяльной маской.

6.5 Размеры посадочного места

Размеры посадочного места для компонентов BGA (прямоугольных) при пайке оплавлением представлены в таблице 9. Эти значения вычисляются на основе формул для проектирования галтели паяного соединения, представленных в IEC 61188-5-1.

Таблица 9 - Прямоугольный компонент BGA с шагом 1,27 мм

Анализ допусков посадочных мест см. 4.5.
Рекомендуется, чтобы диаметр контактной площадки на печатной плате был не более диаметра площадки на корпусе.

Размеры в миллиметрах

ИМП

Идентификатор корпуса

Рядыстолбцы матрицы контактов

Число контактов макс.

Сетка установки

1080

R-PBGA22х14

17x7

119

7,62

20,32

0,60

1,27

46X30

1081

R-PBGA22х14

17x9

153

10,16

20,32

0,60

1,27

46X30

1082

R-PBGA 25x21

19x11

209

12,70

22,86

0,60

1,27

52X44

ИПМ - Идентификатор посадочного места

Область установки вычисляют, используя следующие формулы. Округление наименьших значений равно 0,05 мм, наибольших значений - 0,5 мм.

запас области установки2,

запас области установки2.

Область установки представляет собой участок между прямоугольником, описывающим посадочное место или компонент, и внешними границами области установки.

Таким образом, запас области установки для компонентов BGA равен запасу области установки корпусов QFP с шагом 0,5 мм.

7 Компонент FBGA (прямоугольный)

Находится на рассмотрении.

8 Компонент CGA

Находится на рассмотрении.

9 Компонент LGA

Находится на рассмотрении.

Библиография

IEC 61191-1

Printed board assemblies - Part 1: General specification - Requirements for soldered electrical and electronic assemblies using surface mount and related assembly technologies

(Сборки печатных плат. Часть 1. Общие технические условия. Требования к паяным сборкам электрических и электронных компонентов с применением поверхностного монтажа и связанных с ним технологий сборки)

__________________________________________________________________________

УДК 621.3.049.75:006.354 МКС 31.190 IDT

Ключевые слова: печатные платы, печатные узлы, компоненты с матрицей контактов (BGA, CGA, PBGA, FBGA, LGA) размеры паяного соединения, размеры посадочных мест

__________________________________________________________________________

Электронный текст документа

и сверен по:

, 2014

Превью ГОСТ IEC 61188-5-8-2013 Печатные платы и печатные узлы.Проектирование и применение. Часть 5-8. Общие требования. Анализ соединений (посадочные места для монтажа компонентов). Компоненты с матрицей контактов (BGA, FBGA, CGA, LGA)