Здравствуйте!

Перед трассировкой прошу проконсультировать по разработке футпринта BGA (вырезка из даташита на микропроцессор приложена).
Судя по даташиту:
- диаметр шара 0.4 мм.
- диаметр КП под шар 0.43 мм.
- маска открыта на 0.3 мм.

Вижу некоторое противоречие.
Читал, что рекомендуют делать диаметр КП 0.75-0.8 от диаметра шара, т. е. 0.8 * 0.4 = 0.32 мм, а в даташите диаметр КП больше, чем диаметр шара.
Допустим, вот здесь рекомендуют маску на КП делать больше, чем диаметр КП.

Какие рекомендации более оптимальны?
Какое покрытие лучше выбрать для КП?
Шары микроконтроллера в данном корпусе - безсвинцовые?
Тип маски играет роль?

Прототип планируем спаять "на коленке" (нижний подогрев чем-нибудь + фен Lukey 852D или лампа инфракрасная), серию отдать паять на сторону.

Поищите инфо о SMD и NSMD pads и определитесь, что Вам нужно.
Например это: http://www.topline.tv/drawings/pdf/SMD_vrs...s_NSMD_PADS.pdf

Хммм... понимаю, две технологии: NSMD и SMD.
Вот только какая лучше-то?
Видимо, тут еще надо как-то учитывать возможности производителя ПП...
В даташите параметры даны для SMD, как я понимаю...

NSMD

Допустим, читал у PCBTech:

1. «Маска на площадке» (SMD)
+ Точнее размер площадки (с чего бы это?!)
+ Лучше адгезия площадки (типа, маска держит площадку?)

2. «Открытая площадка» (NSMD)
+ Больше площадь контакта
+ Точность центровки по реперам (т. к. маска может "съехать" в сторону?)

Атмель рекомендует SMD.
Обоснуйте, пожалуйста, Ваш выбор.

К дополнительным плюсам NSMD могу добавить меньший диаметр КП под шар, что несомненно смчгчит требования к производству (согласно ранее приложенному документу).
Например, узнавали в ПСЭлектро, при КП под шар 0.4 мм и минимально допустимой КП ПО 0.5 мм зазоры между КП и ПО получаются 0.115 мм. ПСЭлектро реализовать этого не смогут (минимальный зазор сказали 0.12 мм).

Спросили у Резонита и ПЦБТеха - пока ждем ответа.

Но если делать по технологии NSMD, как Вы рекомендуете, то там КП под шар получается 0.35 мм и зазоры увеличиваются до 0.137 мм (типа, реализуемо в ПСЭлектро).
Другой вопрос, смогут ли они реализовать проводник 0.127 мм на внешних слоях (на сайте указано 0.12 мм)...

Вобщем все как-то впритык получается... страшно... и не уверенно...

Кстати, в какой области (на каком расстоянии от корпуса) порекомендуете запретить расположение других элементов (Place Outline)?

Думаю, что много ответов на свои вопросы Вы найдете в приложенной статье.
P.S. Статья писалась года два назад, поэтому многие данные, связанные с технологическими возможностями производств, устарели.

Медь можно перетравить или недотравить, а окошко в паяльной маске имеет стабильный размер (теoретически, по крайней мере). На практике встречаются "волосатые" края, так что я меди доверяю больше, чем маске. Просто медь надо брать 17мкм, чтобы поточнее получилось.


Потому что медяшка больше. В даташите, который вы привели, диаметр меди 0.43мм, а диаметр окна 0.3мм. Если делать открытую площадку, то диаметр меди должен быть 0.3мм, при этом площадь меди меньше в 2 раза, и адгезия, соответственно, в 2 раза хуже.


Может, и съезжает


Мы паяем BGA с шагом 1 мм и 0.8 мм, площадки NSMD, без проблем. Хотя вначале тоже было страшно. А вот MBGA-144 с шагом 0.5 мм паять не получилось ни у нас, ни на заводе.

Когда вручную будете паять горячим воздухом, обязательно купите прехитер, который прогревает платy снизу, например, ATTEN AT853A. И не жалейте флюса, наносите флюс и на ПП, и на BGA.

Вот наша лабораторная установка для пайки прототипов с BGA и QFN. Кругляшки по бокам прехитера - это такие увесистые и устойчивые свободностоящие зажимы для ПП с прокладками из высокотемпературной силиконовой резины, чтобы ПП не повредить; очень удобные оказались.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Фен Хакко 803 позволяет устанавливать температурный профиль. Мы используем такой профиль:
- сначала включаем нижний подогрев на 225С
- фен 130С в течении 1 мин 30 сек
- фен 210С в течении 1 мин 30 сек
- фен 285С в течении 1 мин
- после этого фен автоматически снижает температуру до 100С и выключается

Обязательно прочитаю, спасибо



Не будем жалеть...
Дело не в жадности... Читал где-то, что флюс рекомендуется наносить только на плату.
И немного, дабы при закипании он не испортил пайку...
Прехиттер обязательно будем использовать (купим или сами сделаем).

Здравствуйте!

Еще несколько вопросов.

1. Какое покрытие использовать для монтажа плат с BGA? В статье рекомендуется имерсионное золото, но помню читал чьи-то отзывы, где об этом самом золоте очень негативно отзывались.
Как я понимаю, здесь еще играет роль способ монтажа?

2. Требования по соединению выводов питания с полигонами. Понятно, что напрямую соединять КП BGA с полигоном без термобарьера нельзя (КП и полигон в одном слое), а вот как быть, если КП соединяется с полигоном через ПО короткой дорожкой (КП и полигон в разных слоях)? Требуется ли в этом случае термобарьер?

Пример трассировки - на рисунке.
Плата - 4 слоя, FR4 1.5 мм.

1 У нас для монтажа безсвинцовых BGA используют только платы с иммерсионным золочением и высокотемпературным FR-4. В противном случае могут быть проблемы при монтаже BGA.
2 Термобарьеров не нужно. В приведенном примере вполне нормальные фанауты (не более одного отвода на площадку, для пинов питаний отводы немного потолще), т.е. при монтаже проблем быть не должно из-за излишнего теплоотвода.

Кстати, насколько критична для BGA температурность FR-4?



Сделать еще пошире?
Вообще, если придерживаться рекомендациям, то:
- оптимальная ширина трассы - 1/3 диаметра КП,
- максимальная ширина трассы - 1/2 диаметра КП.
Диаметр КП у меня - 0.32 мм (технология - NSMD, шар BGA - 0.4 мм).
Отводы от BGA: сигнальные трассы - 0.1 мм, питающие трассы - 0.2 мм.
Если соблюдать рекомендации, то 0.2 мм - уже много, т. е., надо уменьшать (лучше, конечно, этого не делать)! Вот и думаю... нормальная у меня ширина питающих трасс или нет...
ПО: 0.45/0.25.

Хотя, лежит у меня на столе видеокарта GeForce, где выводы BGA соединены с полигоном напрямую, без фанаутов и термобарьеров!!!
Да и отводы от пинов питания сделаны трассами с диаметром, почти равным диаметру КП (порядка 0.5 мм)...



Опять же, влияет ли способ монтажа?
Печь, ручной монтаж (подогрев снизу + фен сверху).

Ссылку в студию плиз, на такую рекомендацию.

Ссылка выше, приложенная статья (пост №7).
Последняя страница, первый абзац.

"Кстати, насколько критична для BGA температурность FR-4?"

Дело в том что при монтаже безсвинцовой BGA (насколько я знаю, все продаваемые сейчас в широкой продаже BGA являются безсвинцовыми) требуется большая температура в печи, чем для пайки свинцовых припоев и плата, сделанная на основе низкотемпературного FR-4 (например DURAVER E-Cu-104ML) может не выдержать, поэтому применяются платы на основе высокотемпературного (например DURAVER E-Cu-117ML) FR-4.

"Сделать еще пошире?"

Вполне нормальные отводы у Вас. Делали мы и вровень с площадкой трассы, но потом отказались. Все-таки возможны непропаи, особенно при повторной установке новой микросхемы после демонтажа негодной. Проблем быть при монтаже у вас быть не должно.
Ну а то, что пишут в статьях те, кто занимается монтажом плат так их понять можно, но следовать их рекомендациям нужно без фанатизма. Ведь Вам тоже нужно отводить тепло от микросхемы, да и плюс по этим трассам могут течь серьезные токи. Также существуют различные китовые платы для конкретных микросхем, у которых эти отводы питаний сделаны широкими, т.е. применять тонкие отводы Вы будете на свой страх и риск.
В общем нужно как всегда взвешивать все за и против: насколько большие токи текут по питанию микросхемы, насколько
сильно микросхема рассеивает тепло, возможности Вашего производства и т.п.

"Хотя, лежит у меня на столе видеокарта GeForce, где выводы BGA соединены с полигоном напрямую, без фанаутов и термобарьеров!!!"

Нее, ну это уже перебор. Наверняка есть производства, способные выполнить монтаж при таких контактных площадках, но думаю,что далеко не везде, да и замена BGA (демонтаж и установка новой BGA) в этом случае наверняка обернется серьезной проблемой.

Понятно, согласен.
А если выполнять монтаж воздухом?
Кто-нибудь использовал самодельные установки подобные той, которую показал в посте №8 уважаемый AK?
Или что-нибудь более простое?
Как я понимаю, нижний подогрев обязателен, если монтаж осуществляется не в печи?
Судя по фотографии выше нижний подогрев осуществляется "точечно" (под корпусом BGA)?
Не лучше ли снизу греть всю плату?
Допустим, использовать подогрев по типу плитки или утюга.