一种PCB板及其适用于窄中心距BGA芯片的焊盘结构的制作方法

本发明涉及pcb技术领域，特别涉及一种适用于窄中心距bga芯片的焊盘结构。本发明还涉及一种pcb板。

背景技术：

随着电子产品设计越来越趋于小型化且功能越来越复杂强大，从而导致电路系统中芯片设计及选型越来越趋于小型化，并且芯片功能增强，芯片pin数增加，通常高密度复杂芯片均为bga(ballgridarray，球栅阵列)封装。

在pcb设计过程中，随着pcb板卡面积越来越小及产品电路功能越来越强大，导致其在电路元器件选型时，越来越选择小型化器件，bga封装芯片pitch逐渐向0.5mm改进。

常用的0.5mmpitchbga封装设计，其焊盘通常设计为直径为0.26mm的圆形焊盘，两焊盘之间走线通道只剩下0.24mm，因此采用此类芯片时，pcb通常为hdi盲埋孔设计，但是采用hdi设计会极大的增加pcb生产成本。若不采用hdi设计，则bga内圈焊盘需采用0.075mm线宽扇出，且信号走线距离焊盘仅为0.082mm，此种pcb设计超过大部分pcb生产厂家的制程能力，且pcb生产良率降低，仍然增加了pcb生产成本。同时此种pcb设计由于走线距离其他信号焊盘过近，增加了信号间的串扰影响；信号走线在扇出bga后线宽会变宽，造成其信号走线阻抗突变，增加了信号自身的反射影响，两种影响均对信号的电气性能造成不良后果。

现有技术中的窄pitchbgapcb设计增加了pcb生产成本，降低了pcb生产良率，同时bga的圆形焊盘面积设计较小，会导致芯片焊接对位不准，或者上锡量不足导致芯片虚焊，并且由于信号走线距离其他信号焊盘过近，容易造成信号间串扰，信号走线线宽突变而造成信号阻抗不连续产生信号反射，均对电路系统的整体电气性能造成严重影响。

因此，如何提高bga芯片焊接上锡量，避免焊接不良，同时增大扇出信号线与焊盘的间距，减小信号串扰，是本领域技术人员面临的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种适用于窄中心距bga芯片的焊盘结构，能够提高bga芯片焊接上锡量，避免焊接不良，同时增大扇出信号线与焊盘的间距，减小信号串扰。本发明的另一目的是提供一种pcb板。

为解决上述技术问题，本发明提供一种适用于窄中心距bga芯片的焊盘结构，包括pcb基板、设置于所述pcb基板表面上的若干个外圈焊盘、设置于所述pcb基板表面上的若干个内圈焊盘，各所述外圈焊盘及各所述内圈焊盘均呈面积较基准圆大的椭圆形，且各所述外圈焊盘的长轴排列方向分别平行于各自对应的所述内圈焊盘的扇出信号线的延伸方向。

优选地，各所述外圈焊盘及各所述内圈焊盘的长半轴长度均处于(1.4r，1.5r)内，各所述外圈焊盘及各所述内圈焊盘的短半轴长度均处于(0.75r，0.85r)内；其中，r为基准圆的半径。

优选地，各所述外圈焊盘及各所述内圈焊盘均沿矩形环状均匀分布，且相邻两个所述外圈焊盘之间、相邻两个所述内圈焊盘之间、对应两个所述外圈焊盘及所述内圈焊盘之间的中心距均相等。

优选地，相邻两个所述外圈焊盘之间、相邻两个所述内圈焊盘之间、对应两个所述外圈焊盘及所述内圈焊盘之间的中心距均为0.5mm。

优选地，各所述外圈焊盘的长轴排列方向均垂直于所述pcb基板的对应侧侧边。

优选地，各所述内圈焊盘的长轴排列方向均与对应的各所述外圈焊盘的长轴排列方向呈30°～60°夹角。

优选地，各所述内圈焊盘的长轴排列方向均与对应的各所述外圈焊盘的长轴排列方向呈45°夹角，且各所述内圈焊盘的长轴排列方向在所述pcb基板的表面上均保持同向。

优选地，各所述内圈焊盘对应的扇出信号线均位于相邻两个所述外圈焊盘之间的中心位置。

本发明还提供一种pcb板，包括如上述任一项所述的适用于窄中心距bga芯片的焊盘结构。

本发明所提供的适用于窄中心距bga芯片的焊盘结构，主要包括pcb基板、外圈焊盘和内圈焊盘。其中，pcb基板为本焊盘结构的底层结构，同时也是pcb板的重要组成部件，bga芯片即安装在pcb基板的表面上，具体位于预设的安装区域内。外圈焊盘和内圈焊盘均设置在pcb基板的表面上，并且外圈焊盘具体位于pcb基板的外圈位置，而内圈焊盘具体位于pcb基板的内圈位置。外圈焊盘和内圈焊盘均呈椭圆形(具有长轴和短轴)，且其面积均比基准圆(与bga芯片上的锡球对应的圆形面)的面积大，同时，各个外圈焊盘的长轴排列方向与各个对应的内圈焊盘的扇出信号线的延伸方向平行，或者各个外圈焊盘的短轴排列方向与各个对应的内圈焊盘的扇出信号线的延伸方向垂直。如此，本发明所提供的适用于窄中心距bga芯片的焊盘结构，由于各个外圈焊盘和内圈焊盘的面积均比基准圆面积大，相比于现有技术增大了焊盘面积，从而增加了焊接时的上锡量，进而能够有效避免虚焊等各种焊接不良现象，提高了焊接质量；同时，由于各个外圈焊盘的长轴排列方向与对应的内圈焊盘的扇出信号线的延伸方向平行，因此当各个内圈焊盘的扇出信号线从相邻两个外圈焊盘中间扇出时，其信道宽度相当于已经通过各个外圈焊盘的短半轴进行了增加，增加值即为基准圆的直径与外圈焊盘的短轴之差，因此增大了扇出信号线与焊盘的间距，减小了信号串扰。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图。

其中，图1中：

扇出信号线—a；

pcb基板—1，外圈焊盘—2，内圈焊盘—3。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1为本发明所提供的一种具体实施方式的整体结构示意图。

在本发明所提供的一种具体实施方式中，适用于窄中心距bga芯片的焊盘结构主要包括pcb基板1、外圈焊盘2和内圈焊盘3。

其中，pcb基板1为本焊盘结构的底层结构，同时也是pcb板的重要组成部件，bga芯片即安装在pcb基板1的表面上，具体位于预设的安装区域内。

外圈焊盘2和内圈焊盘3均设置在pcb基板1的表面上，并且外圈焊盘2具体位于pcb基板1的外圈位置，而内圈焊盘3具体位于pcb基板1的内圈位置。

外圈焊盘2和内圈焊盘3均呈椭圆形(具有长轴和短轴)，且其面积均比基准圆(与bga芯片上的锡球对应的圆形面)的面积大，同时，各个外圈焊盘2的长轴排列方向与各个对应的内圈焊盘3的扇出信号线a的延伸方向平行，或者各个外圈焊盘2的短轴排列方向与各个对应的内圈焊盘3的扇出信号线a的延伸方向垂直。

如此，本实施例所提供的适用于窄中心距bga芯片的焊盘结构，由于各个外圈焊盘2和内圈焊盘3的面积均比基准圆面积大，相比于现有技术增大了焊盘面积，从而增加了焊接时的上锡量，进而能够有效避免虚焊等各种焊接不良现象，提高了焊接质量；同时，由于各个外圈焊盘2的长轴排列方向与对应的内圈焊盘3的扇出信号线a的延伸方向平行，因此当各个内圈焊盘3的扇出信号线a从相邻两个外圈焊盘2中间扇出时，其信道宽度相当于已经通过各个外圈焊盘2的短半轴进行了增加，增加值即为基准圆的直径与外圈焊盘2的短轴之差，因此增大了扇出信号线a与焊盘的间距，减小了信号串扰。

在关于外圈焊盘2及内圈焊盘3的一种优选实施例中，为适当增加各个外圈焊盘2及内圈焊盘3的焊接面积，同时避免占用走线空间，本实施例中，各个外圈焊盘2及内圈焊盘3的长半轴长度均处于(1.4r，1.5r)内，同时各个外圈焊盘2及内圈焊盘3的短半轴长度均处于(0.75r，0.85r)内。其中，r为基准圆的半径。如此设置，各个外圈焊盘2及内圈焊盘3均呈椭圆形，且其面积总是大于基准圆的面积，从而增加了焊盘上锡量。

举例说明，目前窄pitchbga焊盘通常设计为直径为0.26mm的圆形焊盘，本实施例中更改为长轴为0.36mm、短轴为0.2mm的椭圆形焊盘，如此设置，圆形焊盘面积为0.0169π，而椭圆形焊盘面积为0.018π。

此外，考虑到bga芯片封装结构一般呈矩形，因此焊盘结构整体也呈类似的矩形，为方便各个外圈焊盘2及内圈焊盘3的分布，本实施例中，各个外圈焊盘2及内圈焊盘3均在pcb基板1的表面上沿矩形环状均匀分布，即各个外圈焊盘2排列成矩形环状，且各个内圈焊盘3也排列成矩形环状，同时各个内圈焊盘3均处于各个外圈焊盘2的内部。当然，为保证bga芯片封装的pitch规格，相邻两个外圈焊盘2之间的中心距、相邻两个内圈焊盘3之间的中心距，以及互相对应的两个外圈焊盘2及内圈焊盘3之间的中心距均保持相等，一般的，该中心距可为0.5mm，当然，若中心距低于0.5mm也同样可以采用。

为方便规划各个外圈焊盘2及内圈焊盘3的扇出信号线a，一般的，由于各个外圈焊盘2设置于pcb基板1的外圈位置，因此各个外圈焊盘2的长轴排列方向可均垂直于pcb基板1的对应侧侧边。如pcb基板1为矩形，具有四个侧边，则各个外圈焊盘2可分别按照pcb基板1的各个侧边进行排列，每一侧的外圈焊盘2的长轴排列方向均垂直于各个pcb基板1的侧边。同时，各个外圈焊盘2的扇出信号线a比较方便规划，只需从各个外圈焊盘2的圆心处开始沿着长轴方向向外延伸即可。

对于各个内圈焊盘3的扇出信号线a，考虑到各个内圈焊盘3均设置在各个外圈焊盘2的内部，为方便扇出信号线a的设置，一般的，各个内圈焊盘3的扇出信号线a可从对应的相邻两个外圈焊盘2之间的间隙向外延伸，也同样垂直于pcb基板1的对应侧侧边。如此设置，由于相邻两个外圈焊盘2之间的间隙宽度恒定，因此扇出信号线a的线宽可保持一致，能够避免阻抗不连续的情况。并且，由于各个外圈焊盘2的长轴平行于扇出信号线a的延伸方向，因此，相邻两个外圈焊盘2之间的间隙宽度相当于增加了基准圆的直径与外圈焊盘2的短轴之差。此处优选地，各个内圈焊盘3的扇出信号线a可均位于对应的相邻两个外圈焊盘2之间的间隙中心位置，如此设置，扇出信号线a至两侧的外圈焊盘2的间距保持均等，避免出现一侧间距大而另一侧间距小的情况。

举例说明，若各个外圈焊盘2的长轴为0.36mm、短轴为0.2mm，则外圈焊盘2之间的空间距达到0.3mm，此时内圈焊盘3的扇出信号走线可以按照0.1mm的线宽，且走线距离外圈焊盘2的空间距离为0.1mm。此种走线扇出方式，线宽保持在0.1mm，为常用单端走线的50ω阻抗线宽，不需要再更改线宽，保证了信号走线的阻抗连续性，防止了信号的反射问题。同时，扇出信号线a距离外圈焊盘2的间距为0.1mm，相比于现有技术的间距加大了30％以上，从而减弱了信号间的串扰问题，同时0.1mm的线宽及间距满足了常规的pcb生产工艺的制程能力，不会降低pcb的生产良率，从而避免了不必要的生产成本浪费。

同时，为尽量减小各个外圈焊盘2与各个内圈焊盘3之间的间距，满足常规pcb生产工艺的制程能力，本实施例中，各个内圈焊盘3的长轴排列方向均与对应的各个外圈焊盘2的长轴排列方向呈预设夹角。一般的，该夹角可为30°～60°。如此设置，当夹角处于该范围内时，各个内圈焊盘3与各个外圈焊盘2的平面间距比较均衡，避免出现各个内圈焊盘3与一侧外圈焊盘2的间距较大而与另一侧外圈焊盘2的间距较小的情况。此处优选地，各个内圈焊盘3的长轴排列方向均与对应的各个外圈焊盘2的长轴排列方向呈45°夹角，此时，各个内圈焊盘3与对应的各个外圈焊盘2的平面间距均相等，方便pcb工艺进行统一生产制造。当然，各个内圈焊盘3的长轴排列方向在pcb基板1的表面上可均保持同一方向，如此有利于批量生产和保持相邻两个内圈焊盘3的平面间距一致。

本实施例还提供一种pcb板，主要包括刻划于pcb基板1表面上的电路结构和设置于pcb基板1表面上的适用于窄中心距bga芯片的焊盘结构，其中，该适用于窄中心距bga芯片的焊盘结构的具体内容与上述相关内容相同，此处不再赘述。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。