DIN EN 61188-5-8-2008 Printed boards and printed board assemblies - Design and use - Part 5-8 Attachment (land joint) considerations - Area array components (BGA FBGA CGA LGA) (IEC.pdf

1、Juli 2008DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDEPreisgruppe 17DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e.V., Berlin, gestattet.ICS 31.18

2、0!$N“1439388www.din.deDDIN EN 61188-5-8Leiterplatten und Flachbaugruppen Konstruktion und Anwendung Teil 5-8: Betrachtungen zur Montage (Anschlussflche/Verbindung) Flchenmatrix-Bauelemente (BGA, FBGA, CGA, LGA)(IEC 61188-5-8:2007);Deutsche Fassung EN 61188-5-8:2008Printed boards and printed board as

3、semblies Design and use Part 5-8: Attachment (land/joint) considerations Area array components (BGA, FBGA,CGA, LGA) (IEC 61188-5-8:2007);German version EN 61188-5-8:2008Cartes imprimes et cartes imprimes quipes Conception et utilisation Partie 5-8: Considrations sur les liaisons pistes-soudures Comp

4、osants matriciels (BGA,FBGA, CGA, LGA) (CEI 61188-5-8:2007);Version allemande EN 61188-5-8:2008Alleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 Berlin www.beuth.deGesamtumfang 31 SeitenDIN EN 61188-5-8:2008-07 2 Beginn der Gltigkeit Die von CENELEC am 2008-02-01 angenommene EN 61188-5-8 gilt

5、als DIN-Norm ab 2008-07-01. Nationales Vorwort Vorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN IEC 61188-5-8:2004-01. Fr diese Norm ist das nationale Arbeitsgremium K 682 Montageverfahren fr elektronische Baugruppen“ der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE (www.

6、dke.de) zustndig. Die enthaltene IEC-Publikation wurde vom TC 91 Electronics assembly technology“ erarbeitet. Das IEC-Komitee hat entschieden, dass der Inhalt dieser Publikation bis zu dem Datum (maintenance result date) unverndert bleiben soll, das auf der IEC-Website unter http:/webstore.iec.ch“ z

7、u dieser Publikation angegeben ist. Zu diesem Zeitpunkt wird entsprechend der Entscheidung des Komitees die Publikation besttigt, zurckgezogen, durch eine Folgeausgabe ersetzt oder gendert. Fr den Fall einer undatierten Verweisung im normativen Text (Verweisung auf eine Norm ohne Angabe des Ausgabed

8、atums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht sich die Verweisung auf die jeweils neueste gltige Ausgabe der in Bezug genommenen Norm. Fr den Fall einer datierten Verweisung im normativen Text bezieht sich die Verweisung immer auf die in Bezug genommene Ausga

9、be der Norm. Der Zusammenhang der zitierten Normen mit den entsprechenden Deutschen Normen ergibt sich, soweit ein Zusammenhang besteht, grundstzlich ber die Nummer der entsprechenden IEC-Publikation. Beispiel: IEC 60068 ist als EN 60068 als Europische Norm durch CENELEC bernommen und als DIN EN 600

10、68 ins Deutsche Normenwerk aufgenommen. EUROPISCHE NORM EUROPEAN STANDARD NORME EUROPENNE EN 61188-5-8 Mrz 2008 ICS 31.180 Deutsche Fassung Leiterplatten und Flachbaugruppen Konstruktion und Anwendung Teil 5-8: Betrachtungen zur Montage (Anschlussflche/Verbindung) Flchenmatrix-Bauelemente (BGA, FBGA

11、, CGA, LGA) (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) (IEC 61188-5-8:2007) Cartes imprimes et cartes imprimes quipes Conception et utilisation Partie 5-8: Considrations

12、sur les liaisons pistes-soudures Composants matriciels (BGA, FBGA, CGA, LGA) (CEI 61188-5-8:2007) Diese Europische Norm wurde von CENELEC am 2008-02-01 angenommen. Die CENELEC-Mitglieder sind gehalten, die CEN/CENELEC-Geschftsordnung zu erfllen, in der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen di

13、eser Europischen Norm ohne jede nderung der Status einer nationalen Norm zu geben ist. Auf dem letzten Stand befindliche Listen dieser nationalen Normen mit ihren bibliographischen Angaben sind beim Zentralsekretariat oder bei jedem CENELEC-Mitglied auf Anfrage erhltlich. Diese Europische Norm beste

14、ht in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Franzsisch). Eine Fassung in einer anderen Sprache, die von einem CENELEC-Mitglied in eigener Verantwortung durch bersetzung in seine Landessprache gemacht und dem Zentralsekretariat mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziell

15、en Fassungen. CENELEC-Mitglieder sind die nationalen elektrotechnischen Komitees von Belgien, Bulgarien, Dnemark, Deutschland, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta, den Niederlanden, Norwegen, sterreich, Polen, Portugal, Rumnien, S

16、chweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der Tschechischen Republik, Ungarn, dem Vereinigten Knigreich und Zypern. CENELEC Europisches Komitee fr Elektrotechnische Normung European Committee for Electrotechnical Standardization Comit Europen de Normalisation Electrotechnique Zentralse

17、kretariat: rue de Stassart 35, B-1050 Brssel 2008 CENELEC Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Verfahren, sind weltweit den Mitgliedern von CENELEC vorbehalten. Ref. Nr. EN 61188-5-8:2008 DDIN EN 61188-5-8:2008-07 EN 61188-5-8:2008 2 Vorwort Der Text des Schriftstcks 91/

18、705/FDIS, zuknftige 1. Ausgabe von IEC 61188-5-8, ausgearbeitet von dem IEC TC 91 Electronics assembly technology“, wurde der IEC-CENELEC Parallelen Abstimmung unterworfen und von CENELEC am 2008-02-01 als EN 61188-5-8 angenommen. Diese Europische Norm muss in Verbindung mit EN 61188-5-1 angewendet

19、werden. Nachstehende Daten wurden festgelegt: sptestes Datum, zu dem die EN auf nationaler Ebene durch Verffentlichung einer identischen nationalen Norm oder durch Anerkennung bernommen werden muss (dop): 2008-11-01 sptestes Datum, zu dem nationale Normen, die der EN entgegenstehen, zurckgezogen wer

20、den mssen (dow): 2011-02-01 Der Anhang ZA wurde von CENELEC hinzugefgt. Anerkennungsnotiz Der Text der Internationalen Norm IEC 61188-5-8:2007 wurde von CENELEC ohne irgendeine Abnderung als Europische Norm angenommen. In der offiziellen Fassung ist unter Literaturhinweise“ zu der aufgelisteten Norm

21、 die nachstehende Anmerkung einzutragen: IEC 61191-1 ANMERKUNG Harmonisiert als EN 61191-1:1998 (nicht modifiziert). DIN EN 61188-5-8:2008-07 EN 61188-5-8:2008 3 Inhalt Seite Vorwort .2 Einleitung5 1 Anwendungsbereich.6 2 Normative Verweisungen .6 3 Allgemeine Angaben 7 3.1 Allgemeine Bauelementbesc

22、hreibung .7 3.2 Kennzeichnung.7 3.3 Verpackungs- und Lieferform.7 3.4 Betrachtungen zum Verfahren .7 4 BGA (quadratisch)8 4.1 Anwendungsbereich.8 4.2 Bauelementbeschreibungen 8 4.3 Mae des Bauelements (quadratisch) .10 4.4 Auslegung der Lotkehle .16 4.5 Mae des Anschlussflchenbildes.18 5 FBGA (quadr

23、atisch) .23 6 BGA (rechteckig)23 6.1 Anwendungsbereich.23 6.2 Bauelementbeschreibungen 23 6.3 Mae des Bauelements (rechteckig) .24 6.4 Auslegung der Lotkehle .25 6.5 Mae des Anschlussflchenbildes.26 7 FBGA (rechteckig)27 8 CGA27 9 LGA 27 Literaturhinweise 28 Anhang ZA (normativ) Normative Verweisung

24、en auf internationale Publikationen mit ihren entsprechenden europischen Publikationen29 Bilder Bild 1 Konfiguration fr Flchenmatrix-Anschlussflchenbilder 6 Bild 2 BGA, Beispiele fr den physikalischen Aufbau .9 Bild 3 Hoch beschichtete Anschlussflche und eutektische Lotkugel und ein Vergleich der Ve

25、rbindungen.9 Bild 4 BGA (quadratisch).10 Bild 5 Merkmale der allgemeinen BGA-Mae.11 Bild 6 Auslegung der Lotkehle.17 Bild 7 Mae des BGA-(quadratisch)-Anschlussflchenbildes.18 DIN EN 61188-5-8:2008-07 EN 61188-5-8:2008 4 Seite Tabellen Tabelle 1 Gre der Lotkugeldurchmesser 7 Tabelle 2 BGA-Ausfhrungen

26、 mit 1,5-mm-Raster 12 Tabelle 3 BGA-Ausfhrungen mit 1,27-mm-Raster 13 Tabelle 4 BGA-Ausfhrungen mit 1,00-mm-Raster 15 Tabelle 5 Anschlussflchenbilder von BGA-Ausfhrungen mit 1,50-mm-Raster. 19 Tabelle 6 Anschlussflchenbilder von BGA-Ausfhrungen mit 1,27-mm-Raster. 20 Tabelle 7 Anschlussflchenbilder

27、von BGA-Ausfhrungen mit 1,00-mm-Raster. 22 Tabelle 8 Rechteckige BGA-Ausfhrungen mit 1,27-mm-Raster. 25 Tabelle 9 Anschlussflchenbilder von rechteckigen BGA-Ausfhrungen mit 1,27-mm-Raster . 27 DIN EN 61188-5-8:2008-07 EN 61188-5-8:2008 5 Einleitung Dieser Teil von IEC 61188 behandelt Anschlussflchen

28、bilder von Flchenmatrix-Bauelementen, welche die Ball-Grid-Array-(BGA)-Bauelemente (starres, flexibles oder keramisches Substrat), Feinraster-Ball-Grid-Array-(FBGA)-Bauelemente (starres oder flexibles Substrat), Column-Grid-Array (CGA)-Bauelemente (keramische Substrate) und Land-Grid-Array-(LGA)-Bau

29、elemente (keramische Substrate) einschlieen. Jeder Abschnitt enthlt Angaben bezglich der jeweiligen Flchenmatrix-Bauelementfamilie und ihrer Anforderungen an die entsprechenden Anschlussflchenbilder. Die empfohlenen Mae der Anschlussflchenbilder in dieser Norm beruhen auf der grundlegenden Toleranz-

30、berechnung in Verbindung mit vorgegebenen Anschlussflchenberstnden und Bauteilflchenbermaen (siehe IEC 61188-5-1, Allgemeine Anforderungen). Die Bauteilflche schliet alle Fragen hinsichtlich der blichen Erfordernisse bei der Fertigung ein. In dieser Norm gelten nicht vernderte Anschlussflchenmae im

31、Allgemeinen fr das Lotpasten-Aufschmelzverfahren. Wenn auch andere Spezifikationen in der Normenreihe IEC 61188-5 drei Stufen der Dimensionierung der Anschlussflchen festlegen, in dieser Spezifikation werden nur zwei Stufen festgelegt. Eine Stufe (Stufe 2) ist fr nichtkollabierende BGA-Lotkugeln vor

32、gesehen; die andere Stufe (Stufe 3) ist fr diejenigen BGA-Bauelemente, bei denen die Lotkugel rund um die Anschlussflche kollabiert. Alle beschriebenen Anschluss-flchen sind nicht ltstoppmaskendefiniert. Jedem Anschlussflchenbild wurde eine Kennnummer zur Angabe von Kennwerten der spezifischen mecha

33、nischen Widerstandsfhigkeit der Anschlussflchenbilder zugeordnet. Ebenso haben die Anwender die Mglichkeit, die Angaben zur Anpassung an ihre spezifischen Konstruktionen zu organisieren. Wenn der Anwender gute Grnde hat, um ein von IEC 61188-5-1 abweichendes Konzept anzuwenden oder wenn der Anwender

34、 unbliche Anschlussflchengeometrien bevorzugt, dann sollte diese Norm zur ber-prfung der daraus resultierenden Verbindung von Lotkugel und Anschlussflche angewendet werden. Die berprfung der Anschlussflchenbilder fr oberflchenmontierbare Bauelemente (en: SMD), die zur Realisierung eines ungestrten M

35、ontageprozesses, einschlielich der Prfung und zugesicherter Zuverlssigkeit bei Beanspruchungszustnden des Produkts im Einsatz angewendet werden, liegt in der Verantwortung des Anwenders. Zustzlich knnen Gre und Form der empfohlenen Anschlussflchenbilder abweichen, bedingt durch die Abdeckmaskenffnun

36、g, die Anschlussflchenausweitung (Hundeknochen), die Durchkontaktierung (en: Via) innerhalb der Ausweitung oder die Durchkontaktierung in der Anschlussflche selbst. Die Bauelemente, deren Mae in dieser Norm aufgefhrt sind, sind marktgngige Typen und dienen nur zu Bezugszwecken. DIN EN 61188-5-8:2008

37、-07 EN 61188-5-8:2008 6 1 Anwendungsbereich Dieser Teil von IEC 61188 liefert Informationen zur Geometrie von Anschlussflchenbildern, welche fr die Oberflchenmontage von elektronischen Bauelementen mit Flchenmatrixanschlssen verwendet werden in der Form von Lotkugeln, von Lotsulen oder von Anschluss

38、flchen mit Schutzberzgen. Absicht der hier vorgelegten Angaben ist es, die geeignete Gre, Form und Toleranzen von Anschlussflchenbildern zur Oberflchenmontage anzugeben, um eine hinreichende Flche fr die entsprechende Ltverbindung sicherzustellen und auch die Prfung und Nacharbeit derartiger Ltverbi

39、ndungen zu ermglichen. Damit die vorgestellten Angaben deutlich werden, enthlt jeder Abschnitt eine spezifische Gruppe von Kriterien, beschreibt Einzelheiten der Bauelemente, Mae der Bauelemente, die Gestaltung der Lt-verbindung und die Mae der Anschlussflchenbilder. Die Mae des Anschlussflchenbilde

40、s basieren auf einem mathematischen Modell, welches eine Grundlage erstellt fr das Aufbringen der Ltverbindungen auf der Leiterplatte. Die bestehenden Modelle schaffen ein Verfahren, das in der Lage ist, eine zuverlssige Ltverbindung herzustellen, gleichgltig welche Lotlegierung fr diese Verbindung

41、verwendet wird (bleifrei, Zinn-Blei-Legierung usw.). Bezogen auf das Ltmittel gibt es unterschiedliche Anforderungen an den Ablauf fr das Aufschmelzlten und diese sollten daraufhin berprft werden, dass der Ltvorgang oberhalb der Flietemperatur der Legierung stattfindet und lange genug ber dieser Tem

42、peratur verbleibt, um eine zuverlssige metallische Verbindung zu erreichen. Flchenmatrix-Anschlussflchenbilder verwenden nicht das Konzept der Anschlussflchenberstnde“ und versuchen, die Merkmale der physikalischen und mabedingten Eigenschaften der Anschlsse zu treffen. Wie in Bild 1 gezeigt, stehen

43、 mehrere Konfigurationen fr Anschlussflchenbilder zur Verfgung. Die aufgefhrten Tabellen geben jedoch nur das optimale Ma der ueren Gestalt der Anschlussflche an. Bild 1 Konfiguration fr Flchenmatrix-Anschlussflchenbilder 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendu

44、ng dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). IEC 60068-2-58, Environmental testing Part 2-58: Tests Test Td: Test methods f

45、or solderability, resistance to dissolution of metallization and to soldering heat of surface mounting devices (SMD) IEC 60191-2 (alle Teile), Mechanical standardization of semiconductor devices Part 2: Dimensions IEC 61188-5-1, Printed boards and printed board assemblies Design and use Part 5-1: At

46、tachment (land/joint) considerations Generic requirements IEC 62090, Product package labels for electronic components using bar code and two-dimensional symbologies DIN EN 61188-5-8:2008-07 EN 61188-5-8:2008 7 3 Allgemeine Angaben 3.1 Allgemeine Bauelementbeschreibung Die Familie der Flchenmatrizen

47、wird gekennzeichnet durch die Anschlsse, die ein bestimmtes Rasterma und eine Anzahl von Zeilen und Spalten fr die gesamten Eingangs-Ausgangs-Anschlusskontakte aufweisen. Die BGA-Familie benutzt eine Lotkugel als Anschluss und kann eine quadratische oder rechteckige Gehuseform aufweisen. Die Familie

48、 enthlt Ausfhrungen sowohl mit Plastik- als auch mit Keramikgehuse. Die Akronyme PBGA (Plastic Ball Grid Array), CBGA (Ceramic Ball Grid Array), FBGA (Feinraster Ball Grid Array) und TBGA (Tape Ball Grid Array) werden benutzt, um diese Familie zu beschreiben, da sie alle Kugelanschlsse (en: Ball) in einem Matrix-Format verwenden. Erweiterungen, wie zum Beispiel Wrme-ableiter, knnen in jedem der beschriebenen Gehuse-Typen eingefgt sein. Es gibt verschiedene Rasterabstnde der Kugelanschlsse innerhalb der Familie; diese erstrecken sich von 1,50 mm bis 0,25 mm, wi