PCB电路板防止BGA开裂的措施介绍

在当今信息时代，随着电子工业的迅猛发展，计算机、移动电话等产品日益普及。人们对电子产品的功能要求越来越多、对性能要求越来越强，而体积要求却越来越小、重量要求越来越轻。这就促使电子产品向多功能、高性能和小型化、轻型化方向发展。为实现这一目标，IC芯片的特征尺寸就要越来越小，复杂程度不断增加，于是，电路的I/O数就会越来越多，封装的I/O密度就会不断增加。为了适应这一发展要求，一些先进的高密度封装技术应运而生，BGA封装技术就是其中之一。

BGA器件的组装是一种基本的物理连接工艺过程。为了能够确定和控制这样一种工艺过程的质量，要求了解和测试影响其长期工作可靠性的物理因素，例如：焊料量、导线与焊盘的定位情况，以及润湿性，否则试图单单基于电子测试所产生的结果进行修改，令人格忧。

下面介绍如何从设计端强化BGA并尽量防止开裂。

一、增强PCB抗变形能力

电路板（PCB）变形通常来自高温回焊（Reflow）所造成的快速昇温与快速降温（热胀冷缩），再加上电路板上分佈不均的零件与铜箔，更恶化了电路板的变形量。

增加电路板抗变形的方法有：

1、增加PCB的厚度。如果可以建议尽量使用1.6mm以上厚度的电路板。如果还是得使用0.8mm、1.0mm、1.2mm厚度的板子，建议使用过炉治具来支撑并强化板子过炉时的变形量。虽然可以尝试降低

2、使用高Tg的PCB材质。高Tg意味着高刚性，但是价钱也会跟着上升，这个必须取舍。

3、在BGA的周围加钢筋。如果有空间，可以考虑像在盖房子一样，在BGA的四周打上有支撑力的铁框来强化其抵抗应力的能力。

4、在电路板上灌Epoxy胶（potted）。也可以考虑在BGA的周围或是其相对应的电路板背面灌胶，来强化其抗应力的能力。

二、降低PCB的变形量

一般来说当电路板（PCB）被组装到机壳之后应该会受到机壳的保护，可是因为现今的产品越做越薄，尤其是手持装置，经常会发生外力弯曲或是掉落撞击时所产生的电路板变形。

想降低外力对电路板所造成的变形，有下列的方法：

1、增加机构对电路板的缓冲设计。比如说设计一些缓冲材，既使机壳变形了，内部的电路板仍然可以维持不受外部应力影响。但必须可虑缓冲才的寿命与能力。

2、在BGA的周围增加螺丝或定位固定机构。如果我们的目的只是保护BGA，那么可以强制固定BGA附近的机构，让BGA附近不易变形。

3、强化外壳强度以防止其变形影响到内部电路板。

三、增强BGA的牢靠度

1、在BGA的底部灌胶（underfill）。

2、加大电路板上BGA焊垫的尺寸。这样会使电路板的佈线变得困难，因为球与球之间可以走线的空隙变小了。

3、使用SMD（Solder Mask Designed） layout。用绿漆覆盖焊垫。

4、使用Vias-in-pad（VIP）设计。但焊垫上的孔（via）必许电镀填孔，否则过回焊时会有气泡产生，反而容易导致锡球从中间断裂。这就类似盖房子打地桩是一样的道理。

5、增加焊锡量。但必须控制在不可以短路的情况下。

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