BGA助手介绍

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 概述

BGA的全称为Ball Grid Array,也就是球栅阵列结构的PCB 。它是集成电路采用有机载板的封装方式。其主要用于现代计算机和移动设备的内存和处理器等集成电路的封装。

目前,该技术主要遇到的困难是由于热循环/震动导致的焊料疲劳,因此焊锡球的精细建模变得尤为重要。同时,IPC-2581没有提供焊接处的详细信息,因此ANSA从24版本开始,为用户提供了一个新的插件 “BGA Assistant” 来创建3D模型

通过Plugins> Electronics and Electromagnetics > BGA Assistant,可找到BGA助手功能。

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BGA助手是在ANSA中创建BGA模型的多功能工具,会以向导的形式呈现。

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其支持JEDEC JEP95-4.15(PBGA)标准,同时也支持用户自定义尺寸。JEDEC JEP95标准是设计BGA封装的指南和规则,其中包括CBGA(陶瓷),PBGA(塑料),TBGA(载带)。(更多关于JEDEC标准的资料,请点击链接进行查看。

选择好设计标准后,便会来到向导的第二步“ID Dimensions”。我们可根据自己的需求选择设置基板(Substrate)及芯片(Mold)的尺寸与厚度。如果前面选择的是“JEDEC”标准,那么基板的长和宽只能选择标准中规定的数值;如果前面选择的是“Custom”,用户则可以自定义基板的长和宽。需要注意的是芯片的尺寸需要小于或等于基板的尺寸。

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接着便来到“Solder Balls“对焊锡球尺寸、间距及分布样式的设置。当选择不同的标准时,这个界面的布局会有些许的变化。选择”Custom“标准时为BGA Assistant – Solder Balls (CUSTOM),选择”JEDEC“标准时为BGA Assistant – Solder Balls (JEDEC)。

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焊锡球的几何

1)通用情况:截断椭球体

顶部截断(b1):封装基层附着物

底部截断(b2):焊接效果

2)理想情况:截断球体

焊接变形导致与完美球体的偏离

3)自由度:

(b1, b2, b) 定义一个完美球体

(b1, b2, b, h)定义一个椭球体

通过自动计算h来“强制”完美球体的选项(Force spherical)                                                                            

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在“Ball Spacing“选项框中,我们可以设置球与球之间的间隔以及所需的焊锡球行数与列数。

当然我们也可以选择焊锡球分布的样式:

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规则的(90°)

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交错的(正交的,45°)

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交错的(水平六角的,60°)

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交错的(垂直六角的,60°)

最后,我们还可以根据实际需求,对前面设置好的分布样式进行调整。我们可以整行或整列地进行删减,也可以单击“Manual Depopulation“之后,在弹出的”Depopulate“窗口中自定义哪些位置的焊锡球需要删除。

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把焊锡球分布样式确定好后,单击“Create BGA Model“,ANSA便会基于我们刚刚所做的设置,自动生成一个BGA模型。下图是一个最后生成的模型(Example1, Example2),它是基于JEDEC标准创建的,基板和芯片的尺寸分别为10mm, 8mm, 8mm, 6mm,它们的厚度分别为0.5mm和0.3mm。焊锡球的分布样式选择的时规则的并自定义了某些区域不创建焊锡球。

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希望该插件能有效加快用户在创建球栅阵列模型的工作效率。

如果您在使用过程中遇到什么问题或有其他什么建议,欢迎随时与我们联系

 

END

作者 | 吴奇鹏

BETA CAE 工程师

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