一种防止BGA锡裂的PCB缓冲设计方法及PCB板技术

本发明专利技术提供一种防止BGA锡裂的PCB缓冲设计方法及PCB板，所述方法：S1.获取PCB的层数，将PCB上表层的相邻层及下表层的相邻层均设置为弹性GND回流层；S2.获取PCB表层BGA芯片管脚对应的BGA焊盘位置，在BGA焊盘内侧设置凹形槽，并在凹形槽内设置弹片；所述PCB板包括PCB缓冲装置和凹形槽焊盘；所述PCB缓冲装置设置在PCB上表层及下表层相邻的GND回流层，形成弹性GND回流层；凹形槽焊盘设置在PCB表层BGA芯片管脚对应的原BGA焊盘位置处；凹形槽焊盘包括凹槽壁和焊盘面，且凹槽壁与焊盘面连接，形成空腔，空腔内设置有弹片。本发明专利技术避免PCB受应力后及搬运过程，BGA出现锡裂的情况。BGA出现锡裂的情况。BGA出现锡裂的情况。

【技术实现步骤摘要】
一种防止BGA锡裂的PCB缓冲设计方法及PCB板


[0001]本专利技术属于PCB设计
，具体涉及一种防止BGA锡裂的PCB缓冲设计方法及PCB板。

技术介绍

[0002]PCB，是Printed Circuit Board的简称，印刷电路板。
[0003]PP，是Prepreg的简称，是PCB的薄片绝缘材料，主要用于多层PCB制版的内层导电图形的合材料及绝缘材料。
[0004]SMT，是Surface Mounted Technology的简称，表面贴装技术，一种标贴零件焊接工艺。
[0005]随着云数据、AI、大数据等应用不断发展，对网络服务器的计算性能要求越来越高，功能强大来源于主板计算存储的提升，因此电子产品的多功能性发展，BGA芯片集成度不断提高，对集成电路封装要求更加严格，功能也随之增大，BGA芯片在服务器主板上的用的数量越来越多，随着AI和云数据的发展，未来板卡上芯片的数量越来越多。但是由于在焊接和运输以及搬用安装整机时震动导致BGA锡裂情况越来越严重，而且BGA维修费用很高，且维修质量很低，导致整体体统质量和成本有较大的影响。
[0006]BGA芯片上面的锡球通过芯片加工工艺焊接到PCB上，PCB线路板中设计Pad，并在Pad上刷锡膏，SMT工艺将芯片放到BGA锡膏位置，进行过焊接炉子，高温熔化焊接完成，PCB叠层是PP和铜箔压合而成，为了避免板翘和板弯，因此PCB板是比较坚硬，没有任何缓冲作用，因此不良较多，叠层如下，分别由铜箔和PP压合而成，硬度比较高。/>[0007]BGA焊接时需要保证芯片焊接点、焊接球和PCB的焊盘完全对应一致，否则出现如下不良，而其中开裂又是不良最多的，因此要求焊接点、焊接球和PCB的焊盘误差范围必须要小，焊接难度大。
[0008]除了焊接造成BGA芯片或者零件焊接不良以外，应力也是其中重要的因素，应力主要包括主板应力和机箱应力，而且移动和运输过程中出现震动也会导致锡裂的情况。主板应力弯曲的原因有：BGA芯片周围的螺丝孔、插拔连接器、冲压零件、手拧螺丝等在拉力和按压力时板子变形造成锡裂；机箱应力的原因有：安装系统及板卡、安装硬盘、安装GPU、安装风扇架、硬盘托架等机箱铁件也会造成锡球的锡裂，安装过程有压力或者拉力造成板子形变；而运输搬运容易造成：主板在制作焊接零件后会进行各方面运输以及移动，期间都会产生振动跌落等现象也是造成锡裂的问题。
[0009]综合以上，板卡应力以及PCB无缓冲导致BGA芯片锡裂问题比较多，而且可修复性比较低，对BGA芯片的质量有较大的影响，严重影响研发质量和成本。
[0010]此为现有技术的不足，因此，针对现有技术中的上述缺陷，提供一种防止BGA锡裂的PCB缓冲设计方法及PCB板，是非常有必要的。

技术实现思路

[0011]针对现有技术的上述板卡应力以及PCB无缓冲导致BGA芯片锡裂问题比较多，而且可修复性比较低，对BGA芯片的质量有较大的影响的缺陷，本专利技术提供一种防止BGA锡裂的PCB缓冲设计方法及PCB板，以解决上述技术问题。
[0012]第一方面，本专利技术提供一种防止BGA锡裂的PCB缓冲设计方法，包括如下步骤：
[0013]S1.获取PCB的层数，将PCB上表层的相邻层及下表层的相邻层均设置为弹性GND回流层；
[0014]S2.获取PCB表层BGA芯片管脚对应的BGA焊盘位置，在BGA焊盘内侧设置凹形槽，并在凹形槽内设置弹片。
[0015]进一步地，步骤S1具体步骤如下：
[0016]S11.获取PCB的层数，且设置PCB的层数大于等于四层；
[0017]S12.将作为PCB上表层的PCB顶层的相邻导线层设置为上弹性GND回流层，并设置上弹性GND回流层的可承受温度大于温度阈值；
[0018]S13.将作为PCB下表层的PCB底层的相邻导线层设置为下弹性GND回流层，并设置下弹性GND回流层的可承受温度大于温度阈值；
[0019]S14.设置弹性GND回流层的层厚、与PCB板边缘的距离、与贯穿该弹性GND回流层的非GND属性过孔、信号过孔以及非GND属性插接件焊盘的距离。
[0020]进一步地，步骤S14具体步骤如下：
[0021]S141.获取PCB板厚度，根据弹性GND回流层与PCB板厚度比例设置弹性GND回流层的层厚；
[0022]S142.按照预设值设置弹性GND回流层与PCB板边缘的距离；
[0023]S143.按照预设值设置贯穿该弹性GND回流层的非GND属性过孔及信号过孔与该弹性GND回流层的绝缘距离；
[0024]S144.按照预设值设置贯穿该弹性GND回流层的非GND属性插接件焊盘与该弹性GND回流层的绝缘距离。
[0025]进一步地，步骤S2具体步骤如下：
[0026]S21.获取PCB顶层或者PCB底层需要设置BGA焊盘的位置；
[0027]S22.在每个需要设置BGA焊盘的位置设置凹形槽焊盘，所述凹形槽焊盘内部中空，且在凹形槽焊盘内部设置弹片。
[0028]进一步地，步骤S22具体步骤如下：
[0029]S221.在每个需要设置BGA焊盘的位置设置截面为漏斗型的凹形槽，且凹形槽最大内径与BGA焊接锡球外径的比例为预设比例；
[0030]S222.采用镀锡或镀铜在凹形槽内铺设预定厚度的凹槽壁；
[0031]S223.在凹槽壁处设置至少两个弹片，所述弹片采用可承受温度大于温度阈值的弹性材质，且弹片数量根据BGA焊接锡球外径尺寸设定；
[0032]S224.在每个凹形槽上部设置预定厚度的焊盘面，所述焊盘面采用铜或锡材质，且与PCB表面齐平，并与凹槽壁连接，形成内部空腔；
[0033]所述弹片设置于内部空腔，且一端固定设置于凹槽壁，另一端设置有折弯，并与焊盘面内侧接触。
[0034]第二方面，本专利技术提供一种防止BGA锡裂的PCB板，、包括PCB缓冲装置和凹形槽焊盘；
[0035]所述PCB缓冲装置设置在PCB上表层及下表层相邻的GND回流层，形成弹性GND回流层；
[0036]凹形槽焊盘设置在PCB表层BGA芯片管脚对应的原BGA焊盘位置处；
[0037]凹形槽焊盘包括凹槽壁和焊盘面，且凹槽壁与焊盘面连接，形成空腔，空腔内设置有弹片。
[0038]进一步地，PCB缓冲装置采用导电弹性材质，且导电弹性材质可承受温度大于温度阈值。
[0039]进一步地，PCB缓冲装置所在弹性GND回流层的厚度设置为PCB板厚度的10％；
[0040]PCB缓冲装置距离PCB板边缘设置为至少20mils；
[0041]贯穿该弹性GND回流层的非GND属性过孔与该弹性GND回流层的绝缘距离设置为8mils，贯穿该弹性GND回流层的信号过孔与该弹性GND回流层的绝缘距离设置为20mils；
[0042]贯穿该弹性GND回流层的非GND属性插接件焊盘与该弹性GND本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防止BGA锡裂的PCB缓冲设计方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.获取PCB的层数，将PCB上表层的相邻层及下表层的相邻层均设置为弹性GND回流层；S2.获取PCB表层BGA芯片管脚对应的BGA焊盘位置，在BGA焊盘内侧设置凹形槽，并在凹形槽内设置弹片。2.如权利要求1所述的防止BGA锡裂的PCB缓冲设计方法，其特征在于，步骤S1具体步骤如下：S11.获取PCB的层数，且设置PCB的层数大于等于四层；S12.将作为PCB上表层的PCB顶层的相邻导线层设置为上弹性GND回流层，并设置上弹性GND回流层的可承受温度大于温度阈值；S13.将作为PCB下表层的PCB底层的相邻导线层设置为下弹性GND回流层，并设置下弹性GND回流层的可承受温度大于温度阈值；S14.设置弹性GND回流层的层厚、与PCB板边缘的距离、与贯穿该弹性GND回流层的非GND属性过孔、信号过孔以及非GND属性插接件焊盘的距离。3.如权利要求1所述的防止BGA锡裂的PCB缓冲设计方法，其特征在于，步骤S14具体步骤如下：S141.获取PCB板厚度，根据弹性GND回流层与PCB板厚度比例设置弹性GND回流层的层厚；S142.按照预设值设置弹性GND回流层与PCB板边缘的距离；S143.按照预设值设置贯穿该弹性GND回流层的非GND属性过孔及信号过孔与该弹性GND回流层的绝缘距离；S144.按照预设值设置贯穿该弹性GND回流层的非GND属性插接件焊盘与该弹性GND回流层的绝缘距离。4.如权利要求1所述的防止BGA锡裂的PCB缓冲设计方法，其特征在于，步骤S2具体步骤如下：S21.获取PCB顶层或者PCB底层需要设置BGA焊盘的位置；S22.在每个需要设置BGA焊盘的位置设置凹形槽焊盘，所述凹形槽焊盘内部中空，且在凹形槽焊盘内部设置弹片。5.如权利要求1所述的防止BGA锡裂的PCB缓冲设计方法，其特征在于，步骤S22具体步骤如下：S221.在每个需要设置BGA焊盘的位置设置截面为漏斗型的凹形槽，且凹形槽最大内径与BGA焊接锡球外径的比例为预设比例；S222.采用镀锡或镀铜在凹形槽内铺设预定厚度的凹槽壁；S223.在凹槽壁处设...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕瑞倩，吕振山，
申请(专利权)人：苏州浪潮智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：