МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СОВЕТ ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

(МГС)

INTERSTATE COUNCIL FOR STANDARDIZATION, METROLOGY AND CERTIFICATION

(ISC)

ГОСТ

IEC 61188-5-8— 2013

ПЕЧАТНЫЕ ПЛАТЫ И ПЕЧАТНЫЕ УЗЛЫ ПРОЕКТИРОВАНИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ

Часть 5-8 Общие требования Анализ соединений (посадочные места для монтажа компонентов) Компоненты с матрицей контактов (BGA, FBGA, CGA, LGA)

(IEC 61188-5-8:2007, ЮТ)

Издание официальное

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порнаок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-92«Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2009 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, применения, обновления и отмены»

Сведения о стандарте

1 ПОДГОТОВЛЕН Некоммерческим образовательным частным учреждением «Новая инженерная школа» (НОЧУ «НИШ») на основе аутентичного перевода на русский язык, указанного в пункте 5 стандарта, который выполнен Российской комиссией экспертов МЭК/ТК 91

2    ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 420 «Базовые несущие конструкции, печатные платы, сборка и монтаж электронных модулей»

3    ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 14 ноября 2013 г. № 44)

Краткое наименование страны no МК (ИСО 3166) 004-97	Код страны no МК (ИСО 3166)004-97	Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Беларусь	BY	Госстандарт Республики Беларусь
Киргизия	KG	Кыргызстандарт
Россия	RU	Росстандарт

4    Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 16 сентября 2014 года № 1113-ст межгосударственный стандарт ГОСТ IEC 61188-5-8-2013 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 марта 2015 года.

5    Настоящий стандарт идентичен международному стандарту 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) (МЭК 61188-5-8:2007 Платы печатные и сборки печатных плат. Конструкция и назначение. Часть 5-8. Проблемы крепления (контактные площадки/стыки). Компоненты зональной антенны (BGA. FBGA. CGA. LGA)).

Перевод с английского языка (еп).

Международный стандарт разработан Техническим комитетом по стандартизации IEC/TC 91 «Технология сборки электронного оборудования» международной электротехнической комиссии (IEC).

Официальные экземпляры международного стандарта, на основе которого подготовлен настоящий межгосударственный стандарт, и международных стандартов, на которые даны ссылки, имеются в национальных органах по стандартизации.

В разделе «Нормативные ссылки» и тексте стандарта ссылки на международные стандарты актуализированы.

Степень соответствия - идентичная (IDT).

6 ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

ГОСТ IEC 61188-5-8-2013

Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном информационном указателе «Национальные стандарты», а текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ежемесячном информационном указателе «Национальные стандарты». Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет

© Стандартинформ. 2014

В Российской Федерации настоящий стандарт не может быть полностью или частично воспроизведен, тиражирован и распространен в качестве официального издания без разрешения Федерального агентства по техническому регулированию и метрологи

Введение

Серия IEC 61188-5 включает в себя:

Часть 5-1 Общие требования;

Часть 5-2 Дискретные компоненты;

Часть 5-3 Компоненты с выводами в форме крыла чайки с двух сторон;

Часть 5-4 Компоненты с J-образными выводами по двум сторонам;

Часть 5-5 Компоненты с выводами в форме крыла чайки с четырех сторон;

Часть 5-6 Компоненты с J-образными выводами по четырем сторонам;

Часть 5-8 Компоненты с матрицей выводов (BGA, FBGA, CGA, LGA).

Настоящий стандарт содержит информацию о посадочных местах для монтажа компонентов с матрицей контактов, включая корпуса BGA (на жестких, гибких или керамических подложках); корпуса FBGA (на жестких или гибких подложках); корпуса CGA (керамические подложки) и корпуса LGA (керамические подложки). Каждый раздел содержит информацию относительно семейств компонентов с матрицей контактов, а также требования к соответствующим посадочным местам.

Предлагаемые размеры посадочного места в настоящем стандарте основаны на расчете допусков и устанавливаемых выступов контактной площадки и запасов области установки (см. IEC 61188-5-1 Общие требования). Анализ области установки включает в себя все вопросы, связанные со стандартными производственными требованиями.

Размеры посадочного места, представленные в настоящем стандарте, применимы, главным образом, к процессам оплавления паяльных паст.

Несмотря на то. что в других стандартах серии IEC 61188-5 представлены трехуровневые размеры посадочного места, в настоящем стандарте представлены два уровня. Один уровень (уровень 2) представлен для недеформируемых шариков корпуса BGA; другой уровень (уровень 3) представлен для компонентов в корпусе BGA. у которых шарики сплющиваются на поверхности площадки. Во всех описаниях контактных площадок паяльная маска не определена. Каждому посадочному месту присваивается идентификационный номер, отражающий характеристики посадочных мест. Разработчики имеют возможность организовать информацию таким образом, чтобы она была наиболее удобна для их конкретного проекта.

Если у разработчика имеются обоснованные причины использовывать другие принципы, отличные от изложенных в IEC 61188-5-1. или использовать другую геометрию контактных площадок, то в таком случае настоящий стандарт допускается использовать для проверки относительного расположения шарика и контактной площадки.

На разработчика возложена ответственность за соответствие посадочного места требованиям процесса поверхностного монтажа (SMD). обеспечивающим его стабильность, включая контроль и надежную работоспособность изделия при эксплуатации в жестких условиях. Размер и форма рассчитываемого посадочного места могут быть изменены в зависимости от освобождения в паяльной маске, размера расширения контактной площадки (собачья косточка) с переходным отверстием или от размера переходных отверстий в самих посадочных местах.

Размеры компонентов, приведенные в настоящем стандарте, доступны при их заказе. В настоящем стандарте они приведены только для справки.

IV

2    Нормативные ссылки

Для применения настоящего стандарта необходимы следующие ссылочные документы. Для недатированных ссылок применяют последнее издание ссылочного документа (включая все его изменения).

IEC 60068-2-58 Environmental testing - Part 2-58: Tests - Test Td: Test methods for solderability, resistance to dissolution of metallization and to soldering heat of surface mounting devices (SMD) (Испытания на воздействие окружающей среды. Часть 2-58 Испытания. Испытание Td. Методы испытания паяемости. стойкости к расплавлению металлизации и к воздействию тепла при пайке компонентов поверхностного монтажа (SMD)_

IEC 60191-2 (все части) Mechanical standardization of semiconductor devices -Part 2: Dimensions (Стандартизация конструкций полупроводниковых приборов. Часть 2. Размеры)

IEC 61188-5-1 Printed boards and printed board assemblies - Design and use -Pari 5-1: Attachment (land/joint) considerations - Generic requirements (Печатные платы и печатные узлы. Проектирование и применение. Часть 5-1. Анализ соединений (посадочные места для монтажа компонентов). Общие требования)

IEC 62090 Product package labels for electronic components using bar code and twodimensional symbologies (Этикетки упаковочных изделий для электронных блоков, использующие штриховой код и двухразмерную символику)

3    Общие сведения

3.1 Общее описание компонентов

Семейство компонентов с матрицей контактов характеризуется контактами, которые располагаются с определенным шагом по рядам и столбцам (образуя матрицу) для формирования общего количества контактов ввода-вывода. В корпусах семейства BGA в качестве контакта применяют шарик припоя. Сами корпуса могут иметь квадратную или прямоугольную форму.

Семейство компонентов включает в себя как формованный пластиковый, так и керамический тип корпуса. Аббревиатуры PBGA (пластиковый корпус с матричным расположением шариковых контактов). CBGA (керамический корпус с матричным расположением шариковых контактов). FBGA (корпус с матричным расположением шариковых контактов с малым шагом), а также TBGA (корпус с матричным расположением шариковых контактов на гибком пленочном основании) также используют для описания компонентов этого семейства, так как во всех корпусах применяются матрицы шариковых контактов. Другие решения, расширяющие технические возможности, такие как дополнительные теплораслределители (теплоотводы) могут быть включены в любой описываемый вид корпуса.

В рамках семейства компонентов существует несколько вариантов шага контактов в пределах от 1.50 до 0.25 мм. как представлено в таблице 1. Мелкий шаг контактов (менее 0.40 мм) предусматривается для использования в конструкциях компонентов, которые будут разрабатываться в будущем.

2

ГОСТ IEC 61188-5-8-2013

Таблица 1- Размеры шариковых контактов Размеры в миллиметрах

Шаг контактов Номинальный диаметр контакта Отклонения диаметра контакта 1.50: 1.27 0.75 От 0.65 Ж. 0,90 1.00 0.60 « 0.50 « 0.70 1.00:0.80 0.50 « 0.45 « 0.55 1.00:0.80:0,75 0.45 « 0.40 « 0,50 0.80:0.75:0.65 0.40 « 0.35 « 0.45 0.80; 0.75; 0,65; 0,50 0.30 « 0.25 « 0.35 0.40 0.25 « 0.22 « 0,28 0.30 0.20 « 0,18 « 0,22 0.25 0.15 <( 0.13 « 0.17

3.2    Маркировка

Семейство компонентов с матрицей контактов, как правило, маркируют номерами компонентов, установленных производителем, названием и символом производителя, и указателем контакта 1. Некоторые компоненты могут иметь метку контакта 1 в теле корпуса и не иметь данной маркировки. Дополнительные маркировки могут включать в себя обозначения даты изготовления партии и/или места производства. Рекомендуется, чтобы штрих-кодовая маркировка соответствовала IEC 62090.

3.3    Вид упаковки

Упаковка может быть в виде ленты или лотков. Оба вида упаковки допустимы и определяются производителем компонентов или заказчиком. Выбор упаковки, как правило, зависит от размера компонента и объема партии компонентов, которые будут использованы при сборке. Упаковка россыпью не приемлема из-за проблемы плоскостности контактов, требуемой для установки и пайки.

3.4    Анализ процесса

Корпуса компонентов с матрицей контактов, как правило, монтируют с помощью пайки оплавлением. Существует разница мехщу процессом пайки, в котором контакты несколько деформируются в ходе оплавления (представлен в рамках уровня 3 настоящего стандарта), и процессом без деформации контактов (уровень 2), который требует дополнительного количества пасты.

Наряду с правильным размером площадки количество используемой паяльной пасты является основным параметром, позволяющим держать процесс под контролем для того чтобы получить на выходе хорошее качество пайки и надежное паяное соединение. Объем нанесения пасты может быть предметом выбора на основе опыта и статистики на стадии ее нанесения.

Компоненты с малым шагом шариковых контактов могут потребовать особого процесса обработки, выходящего за рамки обычных операций установки и пайки. Эти требования имеют отношение к количеству паяльной пасты, точности установки и температурному профилю процесса пайки с целью допустить монтаж всех компонентов одновременно с пайкой компонентов FBGA.

4 Корпус BGA (квадратный)

4.1    Область применения

В настоящем разделе представлены размеры корпусов и посадочных мест компонентов BGA квадратного типа. Также рассматривается основная конструкция компонента BGA В конце раздела перечислены допуски и заданные размеры паяного соединения, используемые для получения размеров посадочного места.

4.2    Описание компонентов

Компоненты BGA широко применяются в коммерческой, промышленной и военной электронике.

4.2.1 Основная конструкция

Корпус с матричным расположением шариковых контактов был разработан для применения в тех устройствах, где требуются малая высота и высокая плотность монтажа компонентов. Компоненты BGA могут иметь различные конструктивные решения, как показано на рисунке 2. Различные конструктивные решения включают в себя:

- метод крепления кристалла (проволочный монтаж, монтаж методом перевернутого кристалла и др).

3

ГОСТ IEC 61188-5-8-2013

Деформируемы* контакт    Недеформируемы*    контакт

4.2.3    Маркировка

Все компоненты должны иметь маркировку обозначения компонента и указателя первого контакта.

4.2.4    Вид упаковки

Для компонентов BGA допускается применять упаковку в виде лотка или ленты в катушке. В большинстве случаев, компоненты BGA поставляются в лотках.

4.2.5    Анализ процесса

Компоненты BGA. как правило обрабатывают с помощью стандартного процесса пайки оплавлением. Компоненты должны выдержать три цикла стандартной системы оплавления, работающей при температуре от 235 °С до 260 °С. в зависимости от состава припоя. Каждый цикл должен включать в себя воздействие заданной температуры в течение 60 - 90 с. Пластмассовые части корпуса BGA. изображенные на рисунке 4. должны выдерживать воздействие температуры. Данная характеристика может быть проверена в процессе проведения методов испытания, представленных в IEC 60068-2-58, метод 2 (три цикла с перерывами, в течение которых образцы остывают).

Следует учитывать, что пластмассовые корпуса чувствительны к влажности. Должны быть предприняты меры предосторожности во время процесса поверхностного монтажа печатных узлов, чтобы избежать повреждений (расслаиваний, разрывов, др.) влагочувствительных компонентов. Оперативного контропь просушки корпусов PBGA может потребоваться в основном при пайке оплавлением корпусов на обе стороны печатной платы.

4.3 Размеры компонентов

В настоящем подразделе представлены размеры компонентов PBGA разных типоразмеров, необходимые для анализа посадочных мест. Размеры посадочного места могут потребовать корректировки, если данные о размерах компонента не соответствуют справочным техническим данным JEDEC (Объединенный совет по разработке электронных устройств) и/или JEITA (Японская ассоциация отраслей электронной промышленности).

5

ГОСТ IEC 61188-5-8-2013

Представленные ниже таблицы разделены в соответствии с шагом, используемым в компонентах, которые применяются в настоящее время. Требования подробно представлены в IEC 60191-2. Информация представлена для компонентов с полностью заполненной матрицей контактов, поэтому все соответствующие производные посадочные места компонента (с удаленными контактами) допускается использовать. Пользователи данной информации должны быть уверены в том, что их версия посадочных мест идентична компоненту, который они приобрели от поставщика. Также следует знать, что не каищый производитель удаляет одинаковые контакты в подобной продукции. Таким образом, при просмотре разных источников разработчик должен установить полное соответствие выбранного компонента с посадочным местом в электронной библиотеке, прееде чем принять решение о возможности использования конкретных посадочных мест для монтажа компонентов BGA. поставляемых изготовителем.

4.3.1 Размеры компонента PBGA (квадратного) с шагом 1,5 мм

Требования к компонентам BGA с шагом 1.5 мм представлены в таблице 2.

6