CN210325759U - Lga封装模块、底板、电路板和设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种LGA封装模块、底板、电路板和设备。LGA封装模块包括设于模块板体边缘的模块半孔焊盘，以及与边缘间隔设置的模块板面焊盘；其中，模块半孔焊盘用于与底板的底板板面焊盘电性连接；模块板面焊盘用于与底板的底板半孔焊盘电性连接；并且，底板半孔焊盘设于底板的镂空区的侧壁。基于上述结构，形成城堡型焊端设计，可得到高可靠性的焊点；模块半孔焊盘与底板板面焊盘的焊接效果可直接从正面检测得到，模块板面焊盘与底板半孔焊盘的焊接效果可通过镂空区检测得到。具体而言，采用SMT通用设备AOI即可检出LGA封装模块和底板结合部位出现的虚焊、短路、少锡、偏移等焊接缺陷，大大降低检测难度和生产成本，提高产品的生产效率。

Description

LGA封装模块、底板、电路板和设备

技术领域

本申请涉及电子设计技术领域，特别是涉及一种LGA封装模块、底板、电路板和设备。

背景技术

随着电子技术领域的飞速发展，在汽车电子、通信、消费终端等领域对集成度要求越来越高，栅格阵列LGA(Land Grid Array)封装模块得到广泛应用，LGA模块普遍使用高密互联HDI(High Density Interconnect)印刷电路板，可允许更高密度的布线，更小的器件间距，其电气性能更强大。

在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：LGA模块的焊端焊接效果难以检测。

实用新型内容

基于此，有必要针对LGA模块存在焊端焊接效果难以检测的问题，提供一种LGA封装模块、底板、电路板和设备。

为了实现上述目的，一方面，本申请实施例提供了一种LGA封装模块，包括：

模块板体，模块板体包括焊接区。

焊接区包括设于模块板体的边缘的模块半孔焊盘，以及与边缘间隔设置的模块板面焊盘。

模块半孔焊盘用于与底板的底板板面焊盘电性连接。

模块板面焊盘用于与底板的底板半孔焊盘电性连接；其中，底板半孔焊盘设于底板的镂空区的侧壁。

在其中一个实施例中，模块板体还包括布件区。布件区与焊接区间隔设置。

在其中一个实施例中，模块板体为矩形板体；模块半孔焊盘中的各焊盘沿矩形板体的边缘间隔设置。

模块板体的焊接面的面积大于镂空区的面积；其中，焊接面为模块板体中、模块板面焊盘所处的面。

模块板体在相对焊接面的另一面上设有方向标识。

在其中一个实施例中，模块板面焊盘中的各焊盘均以第一间距与边缘间隔设置。

在其中一个实施例中，模块板体为DQFN封装板体。

另一方面，本申请实施例还提供了一种底板，包括：

底板本体；底板本体包括焊接区和镂空区。

焊接区包括设于镂空区的侧壁的底板半孔焊盘，以及与侧壁间隔设置的底板板面焊盘。

底板半孔焊盘用于与LGA封装模块的模块板面焊盘电性连接。

底板板面焊盘用于与LGA封装模块的模块半孔焊盘电性连接；其中，模块半孔焊盘设于LGA封装模块的板体边缘。

在其中一个实施例中，镂空区的轮廓为方形；底板半孔焊盘中的各焊盘沿侧壁间隔设置。

在其中一个实施例中，底板板面焊盘中的各焊盘均以第二间距与侧壁间隔设置。

在其中一个实施例中，提供了一种电路板，包括如上述的LGA封装模块，以及如上述的底板。

在其中一个实施例中，提供了一种设备，包括如上述的电路板。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：

LGA封装模块包括设于模块板体边缘的模块半孔焊盘，以及与边缘间隔设置的模块板面焊盘；其中，模块半孔焊盘用于与底板的底板板面焊盘电性连接；模块板面焊盘用于与底板的底板半孔焊盘电性连接；并且，底板半孔焊盘设于底板的镂空区的侧壁。基于上述结构，形成城堡型焊端设计，可得到高可靠性的焊点；模块半孔焊盘与底板板面焊盘的焊接效果可直接从正面检测得到，模块板面焊盘与底板半孔焊盘的焊接效果可通过镂空区检测得到。具体而言，采用SMT(Surface Mounted Technology，表面贴装技术)通用设备AOI即可检出LGA封装模块和底板结合部位出现的虚焊、短路、少锡、偏移等焊接缺陷，不需借助测试夹具和仪器确定模块焊接质量，大大降低生产成本，提高产品的生产效率。此外，在发现焊接不良时无需拆出整个模块，避免拆装造成模块的报废，且提高返修成功率；同时，在同等布局尺寸下，采用上述结构可布置更多的IO信号管脚，实现模块功能的扩展。

附图说明

通过附图中所示的本申请的优选实施例的更具体说明，本申请的上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本申请的主旨。

图1为一个实施例中LGA封装模块的第一示意性结构图；

图2为一个实施例中LGA封装模块的第二示意性结构图；

图3为一个实施例中LGA封装模块的第三示意性结构图；

图4为一个实施例中底板的结构示意图；

图5为一个实施例中电路板的第一表面示意图；

图6为一个实施例中电路板的第二表面示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的首选实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“边缘”、“侧壁”、“区”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

目前的LGA封装模块在焊接工艺、焊点检查和返修方面还存在以下问题和缺陷：

1.随着集成度增加，模块尺寸越来越大，导致焊接方面的难度提升：平面度控制困难，轻微形变的发生就容易导致虚焊不良率升高；模块尺寸超出贴片设备的相机识别范围，当模块贴片到对应的底板时，无法使用设备贴片，同时，手工置件存在质量风险。

2.底部焊端焊接问题无法有效检出：自动光学检测AOI(Automatic OpticInspection)不能检出；借助X射线(X-RAY)进行检测，效率低且虚焊问题不能100％检出。

3.返修困难：出现坏板需要拆下整个模块，拆卸时间长，容易导致模块焊端脱落和模块上器件的失效。

针对上述问题，行业内有采用的方式是，在模块上下表面焊端加电镀通孔，然后借助检测设备、使用探针从上表面插入，进而检测焊接的问题；发现焊接问题后在对应的通孔进行加锡补焊，避免模块的拆卸。这种方式表面上解决了以上焊点检查和返修困难的问题，但该方式无法广泛应用，主要存在以下缺陷：

1.每个焊端的模块上下表面均需要预留电镀通孔，极大压缩了器件的布局空间，不利于研发功能的实现。

2.焊盘上的电镀通孔，受限于PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)厂家钻孔和电镀等工艺的限制，孔径最小为0.2mm(毫米)，会存在寄生电容，进而延长信号的上升时间，降低了电路的速度。

3.焊盘上的电镀通孔会存在寄生电感，寄生串联电感会削弱旁路电容的作用，减弱整个电源系统的滤波效用；尤其是板厚较大时，过孔的寄生电感影响更为明显。

4.需要借助类似ICT(In-Circuit-Tester，自动在线测试仪)检测设备进行焊接效果的确认，测试夹具开发和调试存在一定周期和成本。

针对传统技术存在的问题，本申请实施例提出新的焊端布局及底板结构设计方式，能够克服LGA封装模块焊端难以检测，LGA封装模块维修困难、容易报废等问题。并且，基于本申请实施例的结构，可布置更多的IO信号管脚，并有效控制LGA封装模块的尺寸，从而使模块的平面度控制在较小的范围，降低焊接难度和焊接可靠性的风险，且能够更理想地实现电路板的性能。

在一个实施例中，提供了LGA封装模块，如图1所示，包括：

模块板体，模块板体包括焊接区。

焊接区包括设于模块板体的边缘的模块半孔焊盘，以及与边缘间隔设置的模块板面焊盘。

模块半孔焊盘用于与底板的底板板面焊盘电性连接。

模块板面焊盘用于与底板的底板半孔焊盘电性连接；其中，底板半孔焊盘设于底板的镂空区的侧壁。

具体而言，LGA封装模块的模块板体设有焊接区，该焊接区包括多个焊盘；具体地，该焊接区涵盖了模块板体的部分边缘或全部边缘。焊接区至少包括两种焊盘，其中一种是设于模块板体边缘的焊盘，即模块半孔焊盘；另一种是与模块板体边缘间隔设置的焊盘，即模块板面焊盘。基于此，模块板体上可形成双排焊盘，两种焊盘可同时用于与底板焊接，进而可增加模块上的引脚数，丰富模块的功能。

具体地，模块半孔焊盘为位于模块板体外边缘的邮票孔，该半孔为电镀通孔；其中，模块半孔焊盘可包括设于模块板体外边缘、可用于导通模块板体上下板面的半孔(槽)，以及设于模块板体下表面上、与上述半孔导通的焊盘。同时，底板板面焊盘为设于底板上表面、与底板镂空区的侧壁间隔设置的焊盘。模块半孔焊盘中的各半孔焊盘，可与底板板面焊盘中的各板面焊盘一一对应。基于此，模块半孔焊盘与底板的底板板面焊盘焊接时，邮票孔焊盘可与底板的焊盘形成良好的润湿坡度，在底板的上表面采用自动光学检测(AOI)，即可对焊接结合部位的焊接情况，以及是否形成爬锡高度进行检测，能够检出虚焊、短路、少锡和偏位等问题，克服传统技术需要通过探针等测试夹具才能对LGA封装模块的焊接质量进行确认的问题。在发现焊接不良时无需拆出整个模块，可直接从底板上表面对焊接不良的地方进行拖焊维修。

模块板面焊盘为设于模块板体的下表面上的、与模块板体边缘间隔设置的焊盘。相应地，底板的板体开设有镂空区，底板半孔焊盘为设于镂空区的侧壁的邮票孔，该半孔为电镀通孔；具体地，底板半孔焊盘可包括设于镂空区侧壁、可用于导通底板上下板面的半孔(槽)，以及设于底板本体上表面上、与上述半孔导通的焊盘。底板半孔焊盘中的各半孔焊盘，可与模块板面焊盘中的各板面焊盘一一对应。基于此，模块板面焊盘与底板的底板半孔焊盘焊接时，底板的邮票孔焊盘可与LGA封装模块的板面焊端形成良好的润湿坡度，在底板的下表面采用自动光学检测，即可对焊接结合部位的焊接情况，以及是否形成爬锡高度进行检测，能够检出虚焊、短路、少锡、偏位等问题，克服传统技术需要通过探针等测试夹具才能对LGA封装模块的焊接质量进行确认的问题。在发现焊接不良时无需拆出整个模块，可直接从底板下表面对焊接不良的地方进行拖焊维修。

需要说明的是，焊接区主要用于实现模块板体与外部的电性连接；具体地，模块板体的焊接区可与底板的焊接区对应设置；相应地，模块板体上还可设有布件区、布线区等。进一步地，焊接区可至少包括一个模块半孔焊盘，以及至少一个模块板面焊盘；示例性地，焊接区可遍布模块板体的边缘，也可只覆盖板体部分边缘。具体地，模块半孔焊盘可包括至少一个半孔焊盘，各半孔焊盘沿模块板体的边缘设置；模块板面焊盘可包括至少一个板面焊盘，各板面焊盘均与模块板体的边缘间隔设置，位于板体的内侧。

模块半孔焊盘的孔径可根据底板板面焊盘的尺寸来设置；优选地，孔径可与焊盘大小匹配。相应地，模块板面焊盘的尺寸可与底板半孔焊盘的孔径匹配设置。同时，一个模块板体可对应底板上的多个镂空区，也就是说，底板可为一个LGA封装模块上的多个模块板面焊盘设置对应的镂空区，在方便检测的同时，提高底板的利用率；底板上的一个镂空区也可用于并排焊接多个模块板体。此外，底板还可设置多个镂空区，用于同时焊接多个上述LGA封装模块，提高底板的功能。应该注意的是，本申请实施例提及的焊接区、镂空区或布件区等区是便于设计制备需求以及功能划分而设置的虚拟区域，其并未定义板体上的实际边界，各个区可交错形成重叠的区域。

基于上述结构，本申请实施例形成城堡型焊端设计，可得到高可靠性的焊点；模块半孔焊盘与底板板面焊盘的焊接效果可直接从正面检测得到，模块板面焊盘与底板半孔焊盘的焊接效果可通过镂空区检测得到。具体而言，采用SMT通用设备AOI即可检出LGA封装模块和底板结合部位出现的虚焊、短路、少锡、偏移等焊接缺陷，不需借助测试夹具和仪器确定模块焊接质量，大大降低生产成本，提高产品的生产效率。此外，检出焊接不良时不再需要拆出整个模块，直接在对应的半孔焊盘进行拖锡维修，具有操作简单，返修时间短，返修成功率高的优势，克服现有技术返修容易导致LGA封装模块的焊盘脱落报废，以及容易引起LGA封装模块上器件失效的问题。同时，在同等布局尺寸下，采用上述结构可布置更多的IO信号管脚，实现模块功能的扩展。

在一个实施例中，如图2所示，模块板体还包括布件区。布件区与焊接区间隔设置。

具体而言，LGA封装模块上还包括与焊接区间隔设置的布件区。该布件区用于器件布置，形成功能电路。示例性地，布件区可位于模块板体的中心区；焊接区则围绕布件区设置。基于此，可便于模块板体的空间利用。

在一个实施例中，模块板体为矩形板体；模块半孔焊盘中的各焊盘沿矩形板体的边缘间隔设置。

具体而言，LGA封装模块可为轮廓为矩形的封装模块。示例性地，各个半孔焊盘可遍布设置在矩形轮廓的四个侧边上，形成四组模块半孔焊盘；进一步地，模块半孔焊盘中的各半孔焊盘可沿着边缘等间距排布设置。基于此，可提高模块焊接的机械稳定性。应该注意的是，LGA封装模块的板体轮廓形状可根据实际需求做适应性调整，形成多种轮廓形状。

在一个实施例中，模块板体的焊接面的面积大于镂空区的面积；其中，焊接面为模块板体中、模块板面焊盘所处的面。

具体而言，模块板体的下表面，即用于与底板接触的面，为焊接面。模块板面焊盘位于该焊接面上；同时，焊接面的面积大于对应的镂空区的面积，在完成焊接后，可完全覆盖该镂空区。基于此，可提高模块焊接的稳定性。

在一个实施例中，如图3所示，模块板体在相对焊接面的另一面上设有方向标识。

具体而言，模块板体的上表面设有方向标识，该方向标识可用于指示模块的焊接方位，便于焊接时的确认，减少焊接错误。可选地，方向标识可为边缘缺口、三角标识或箭头标识等，此处不做具体限制。

在一个实施例中，模块板面焊盘中的各焊盘均以第一间距与边缘间隔设置。

具体而言，在模块板面焊盘中，各个板面焊盘均以第一间距与对应的边缘间隔设置；其中，第一间距可根据实际模块的布件设计、与底板的配合要求等进行设置，此处不做具体限制。

在一个实施例中，模块板体为DQFN封装(Depopulated very-thin Quad Flat-Pack No-leads，微缩超薄四方扁平无引脚封装)板体。

具体而言，LGA封装模块采用DQFN封装，能够减少改变器件性能和信号形式的寄生效应。

在一个实施例中，提供了一种底板，如图4所示，包括：

底板本体；底板本体包括焊接区和镂空区。

焊接区包括设于镂空区的侧壁的底板半孔焊盘，以及与侧壁间隔设置的底板板面焊盘。

底板半孔焊盘用于与LGA封装模块的模块板面焊盘电性连接。

底板板面焊盘用于与LGA封装模块的模块半孔焊盘电性连接；其中，模块半孔焊盘设于LGA封装模块的板体边缘。

具体而言，底板的本体设有焊接区和镂空区，其中，焊接区中的底板半孔焊盘设于镂空区的侧壁，用于与LGA封装模块的板面焊盘电性连接。同时，焊接区中的底板板面焊盘与镂空区的侧壁间隔设置，可用于与LGA封装模块的半孔焊盘电性连接。镂空区可为穿透底板上下表面的开口。

关于底板的具体描述，可参考上文对LGA封装模块中的相关说明，此处不再赘述。

在一个实施例中，镂空区的轮廓为方形；底板半孔焊盘中的各焊盘沿侧壁间隔设置。

具体而言，镂空区的轮廓可为类似方形的轮廓，具体可为正方形轮廓、长方形轮廓或圆角矩形轮廓等。实际应用中，可根据焊接检测的需求，设置相应的镂空区形状，以便于从底板下表面进行焊接效果检测。示例性地，各半孔焊可沿着方形轮廓的镂空区侧壁进行间隔设置，形成四组底板半孔焊盘，提高模块焊接的稳定性。

进一步地，镂空区可与LGA封装模块的布件区相对应，有利于模块板体的散热，保证封装模块的性能。

在一个实施例中，底板板面焊盘中的各焊盘均以第二间距与侧壁间隔设置。

具体而言，各板面焊盘均以第二间距与侧壁间隔设置，可进一步提高模块焊接的稳定性，减少不良焊接效果的产生。

在一个实施例中，底板板面上还设有方向标识，用于指示封装模块的焊接方位。

在一个实施例中，提供了一种电路板，包括如上述的LGA封装模块，以及如上述的底板。

具体而言，LGA封装模块的模块半孔焊盘与底板的底板板面焊盘焊接，同时，LGA封装模块的模块板面焊盘与底板的底板半孔焊盘焊接。图5为一个示例中电路板的上表面示意图，LGA封装模块焊接在底板上，其边缘的半孔焊盘与底板的板面焊盘一一对应。图6为另一个示例中电路板的下表面示意图，底板的镂空区对应LGA封装模块，其侧壁的半孔焊盘与LGA封装模块的板面焊盘一一对应。基于上述结构，可直接从底板的上表面检测模块半孔焊盘与底板板面焊盘的焊接效果，还可直接从底板的下表面检测模块板面焊盘与底板半孔焊盘的焊接效果；也就是说，电路板上模块与底板的焊接结合部位均可直接通过自动光学检测来进行焊接质量确认，无需使用探针，降低检测难度和生产成本，提高产品的生产效率。

关于电路板的具体限定，可参上文对LGA封装模块和底板的描述，此处不再重复赘述。

在一个实施例中，提供了一种设备，包括如上述的电路板。

关于设备的具体限定，可参上文对LGA封装模块和底板的描述，此处不再重复赘述。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种LGA封装模块，其特征在于，包括：

模块板体，所述模块板体包括焊接区；

所述焊接区包括设于所述模块板体的边缘的模块半孔焊盘，以及与所述边缘间隔设置的模块板面焊盘；

所述模块半孔焊盘用于与底板的底板板面焊盘电性连接；

所述模块板面焊盘用于与所述底板的底板半孔焊盘电性连接；其中，所述底板半孔焊盘设于所述底板的镂空区的侧壁。

2.根据权利要求1所述的LGA封装模块，其特征在于，所述模块板体还包括布件区；

所述布件区与所述焊接区间隔设置。

3.根据权利要求1所述的LGA封装模块，其特征在于，

所述模块板体为矩形板体；所述模块半孔焊盘中的各焊盘沿所述矩形板体的边缘间隔设置；

所述模块板体的焊接面的面积大于所述镂空区的面积；其中，所述焊接面为所述模块板体中、所述模块板面焊盘所处的面；

所述模块板体在相对所述焊接面的另一面上设有方向标识。

4.根据权利要求1至3任一项所述的LGA封装模块，其特征在于，

所述模块板面焊盘中的各焊盘均以第一间距与所述边缘间隔设置。

5.根据权利要求1至3任一项所述的LGA封装模块，其特征在于，

所述模块板体为DQFN封装板体。

6.一种底板，其特征在于，包括：

底板本体；所述底板本体包括焊接区和镂空区；

所述焊接区包括设于所述镂空区的侧壁的底板半孔焊盘，以及与所述侧壁间隔设置的底板板面焊盘；

所述底板半孔焊盘用于与LGA封装模块的模块板面焊盘电性连接；

所述底板板面焊盘用于与所述LGA封装模块的模块半孔焊盘电性连接；其中，所述模块半孔焊盘设于所述LGA封装模块的板体边缘。

7.根据权利要求6所述的底板，其特征在于，

所述镂空区的轮廓为方形；所述底板半孔焊盘中的各焊盘沿所述侧壁间隔设置。

8.根据权利要求6或7所述的底板，其特征在于，

所述底板板面焊盘中的各焊盘均以第二间距与所述侧壁间隔设置。

9.一种电路板，其特征在于，包括如权利要求1至5任一项所述的LGA封装模块，以及如权利要求6至8任一项所述的底板。

10.一种设备，其特征在于，包括如权利要求9所述的电路板。

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