BGA Leiterplattenherstellung

Die asphärische Rasterarray-Leiterplatte (BGA PCB) ist eine gekapselte Leiterplatte für integrierte Schaltungen. Der Einsatz von BGA-Platinen zur Oberflächenmontage ist eine permanente Anwendung, beispielsweise in Geräten wie Mikroprozessoren. Dies sind Einweg-Leiterplatten und können nicht wiederverwendet werden. Die BGA-Platine hat mehr Verbindungspins als gewöhnliche Leiterplatten. Jeder Punkt auf der BGA-Platte kann unabhängig voneinander geschweißt werden. Die gesamten Verbindungen dieser Leiterplatten sind in einer einheitlichen Matrix oder Oberflächengeflecht verteilt. Diese Leiterplatten sind so konzipiert, dass der gesamte Boden einfach zu bedienen ist, nicht nur die Umgebung.

Der BGA-gekapselte Pin ist viel kürzer als eine gewöhnliche Leiterplatte, da er nur eine Perimeter-Form hat. Aus diesem Grund kann es höhere Geschwindigkeit und bessere Leistung bieten. BGA-Schweißen erfordert eine präzise Steuerung und wird häufiger von automatisierten Maschinen geführt. Aus diesem Grund sind BGA-Geräte nicht für den Steckdoseneinbau geeignet.

BGA ist eine häufige Komponente auf Leiterplatten. Im Allgemeinen werden CPU, North Bridge, South Bridge, AGP-Chip, Card Bus Chip, etc. meist in Form von BGA verpackt. Kurz gesagt, 80% Hochfrequenzsignale und Sondersignale werden aus dieser Art von Gehäuse gezogen. Daher wird der Umgang mit dem Routing des BGA-Pakets einen großen Einfluss auf wichtige Signale haben.

Grundsätzlich können Kleinteile rund um BGA nach Priorität in mehrere Kategorien unterteilt werden:

1. Umgehung.

2. Taktklemme RC Schaltung. (in Form von Reihenwiderstand und Reihengruppe, zum Beispiel Speicherbussignal)

4. EMI RC Schaltung (in Form von Dämpfung und Zughöhe; zum Beispiel USB-Signal).

5. Andere spezielle Schaltungen (spezielle Schaltungen, die entsprechend verschiedenen Chips hinzugefügt werden; wie Temperaturerfassungskreislauf der CPU).

6. Kleine Stromversorgungs-Schaltungsgruppe unter 40mil (in Form von C, l, R, etc.; diese Schaltung erscheint oft in der Nähe von AGP-Chip oder Chip mit AGP-Funktion, und verschiedene Stromversorgungsgruppen werden durch R und L getrennt).

7. Tief ziehen.

8. Allgemeine kleine Schaltungsgruppe (in Form von R, C, Q, u, etc.; keine Verdrahtungsanforderungen).

9. Zughöhe RP.

BGA PCB Package Design

Die Schaltungen von Items 1-6 sind in der Regel der Fokus der Platzierung. Sie werden so nah wie möglich an BGA angeordnet, die eine besondere Behandlung erfordert. Der Schaltkreis von Artikel 7 ist zweitrangig, wird aber auch näher an BGA angeordnet. 8. Artikel 9 ist eine allgemeine Schaltung, die zu dem Signal gehört, das angeschlossen werden kann.

Im Verhältnis zur Priorität der Bedeutung von Kleinteilen in der Nähe von BGA sind die Anforderungen an die Routing wie folgt:

1. By pass =wenn es auf der gleichen Seite wie Chip ist, verbinden Sie es direkt vom Chip-Pin zum By-Pass, und ziehen Sie es dann durch Pass heraus, um über die Ebene zu verbinden; Wenn es sich vom Chip unterscheidet, kann es dasselbe über VCC und GND-Pin von BGA teilen. Die Linienlänge sollte 100ml nicht überschreiten.

2. RC-Schaltung des Uhrterminals =es gibt Anforderungen für Linienbreite, Linienabstand, Linienlänge oder Paket GND; Die Strecke muss so kurz und glatt wie möglich sein und darf die VCC-Trennlinie nicht so weit wie möglich überqueren.

3. Dämpfung =>

Es gibt Anforderungen an Linienbreite, Linienabstand, Linienlänge und Gruppierungsrouting; Die Streckenführung muss so kurz und reibungslos wie möglich sein. Das Routing muss gruppenweise erfolgen, und andere Signale dürfen nicht gemischt werden.

4. EMI RC Schaltung =es gibt Anforderungen für Linienbreite, Linienabstand, paralleles Routing, Paket GND, etc; Komplett nach Kundenwunsch.

5. Andere spezielle Schaltkreise =es gibt Anforderungen an Linienbreite, Paket GND oder Routing Freigabe; Komplett nach Kundenwunsch.

6. Kleine Stromversorgungskreislaufgruppe unterhalb 40mil =Drahtbreite und andere Anforderungen; Versuchen Sie, mit der Oberflächenschicht zu beenden, den inneren Raum vollständig für die Signalleitung zu reservieren und versuchen Sie, unnötige Störungen zu vermeiden, die durch das Leistungssignal verursacht werden, das die Schicht über und unter dem BGA-Bereich durchläuft.

7. Ziehen Sie niedriges R, C =keine speziellen Anforderungen; Die Route verläuft reibungslos.

PCB- und Embedded-Designer benötigen immer die minimale Anzahl von Leiterplattenschichten. Um Kosten zu senken, muss die Anzahl der Schichten optimiert werden. Manchmal muss sich der Designer jedoch auf eine bestimmte Anzahl von Schichten verlassen. Um beispielsweise Rauschen zu unterdrücken, muss die eigentliche Verdrahtungsschicht zwischen zwei Erdungsebenen eingeklemmt werden.

Zusätzlich zu den dem Embedded Design inhärenten Designfaktoren unter Verwendung eines spezifischen BGA umfasst das Design in der Regel zwei grundlegende Methoden, die der Embedded Designer anpassen muss, um die Signalführung von der BGA korrekt umzuleiten: Dogbone Fanout (Abb. 1) und Via im Pad (Abb. 2). Der Hundeknochen-Fanout wird für BGA mit Kugelabstand von 0,5mm und höher verwendet, während das Via im Pad für BGA und Micro-BGA mit Kugelabstand von weniger als 0,5mm (auch als ultrafeiner Abstand bekannt) verwendet wird. Abstand ist definiert als der Abstand zwischen der Mitte einer Kugel von BGA und der Mitte von benachbarten Kugeln.

Durchgangslochlüfter aus der Methode im Schweißpad

Es ist wichtig, einige grundlegende Begriffe im Zusammenhang mit diesen BGA-Signalverdrahtungstechnologien zu verstehen. "Durchgangsloch" bezieht sich auf das Pad mit geladenem Pflanzloch, das verwendet wird, um den Kupferdraht einer PCB-Schicht mit dem Kupferdraht einer anderen Schicht zu verbinden. Die mehrschichtige Leiterplatte mit hoher Dichte kann verwendet werden, um Löcher oder vergrabene Löcher zu verschließen, auch bekannt als Mikrodurchgänge. Nur eine Seite des toten Lochs ist sichtbar, und keine Seite des vergrabenen Lochs ist sichtbar.

BGA PCB Verdrahtung

Drei verschiedene Grenzen im Zusammenhang mit BGA

Im ersten Schritt wird die benötigte Durchgangsgröße für den BGA-Lüfterausgang ermittelt. Die Durchgangsgröße hängt von vielen Faktoren ab: Bauteilabstand, Leiterplattendicke und Anzahl der Leitungen, die von einem Bereich oder Umfang des Durchgangs zu einem anderen geführt werden. Der Umfang ist eine Matrix-, Quadrat- oder Polygonalgrenze, die den BGA umgibt.

Im zweiten Schritt wird die Linienbreite von BGA bis zur inneren Schicht der Leiterplatte definiert. Es gibt viele Faktoren, die bei der Bestätigung der Linienbreite zu berücksichtigen sind. Der minimale Platzbedarf zwischen den Routen begrenzt den BGA Umleitungsraum. Es ist erwähnenswert, dass die Verringerung des Platzes zwischen den Drähten die Herstellungskosten der Leiterplatte erhöht.

Drittens muss der Designer die Impedanzanpassung bei Bedarf beibehalten und die Anzahl der Verdrahtungsschichten bestimmen, die verwendet werden, um das BGA-Signal vollständig zu zerlegen. Als nächstes verwenden Sie die oberste Schicht der Leiterplatte oder die Schicht, in der die BGA platziert wird, um die BGA Außenring Verdrahtung abzuschließen.

Die restlichen Parameter werden auf der internen Verdrahtungsschicht verteilt. Die Anzahl der Schichten, die erforderlich sind, um die gesamte BGA-Verdrahtung abzuschließen, wird anhand der Anzahl der internen Verdrahtung jedes Kanals geschätzt. Nachdem der äußere Ring verdrahtet ist, legen Sie einen weiteren Kreis. Dann führen Sie die nachfolgenden Innenringe auf die gleiche Weise, bis alle BGA-Verkabelungen abgeschlossen sind.

Vorteile von BGA-Verpackungen

BGA-Verkapselung hat viele Vorteile, aber nur die Top-Profis sind unten beschrieben.

1. BGA-Verkapselung nutzt effektiv PCB-Raum: BGA-Verkapselung verwendet kleinere Komponenten und kleineren Platz belegt. Diese Pakete helfen auch, genügend Platz für die Anpassung in der Leiterplatte zu sparen, um ihre Wirksamkeit zu verbessern.

2. Verbesserungen in der elektrischen und thermischen Leistung: Die Größe der BGA-Pakete ist sehr klein, so dass diese Leiterplatten weniger Wärmeverlust haben und leicht sind, den Dissipationsprozess zu erreichen. Wenn der Silizium-Wafer oben montiert wird, wird die meiste Wärme direkt an das Gitter übertragen. Wenn der Wafer jedoch unten montiert ist, wird der Wafer mit der Oberseite des Gehäuses verbunden. Deshalb gilt es als die beste Wahl für Kühltechnik. Es gibt keine biegbaren oder zerbrechlichen Stifte im BGA-Paket, was die Haltbarkeit dieser Leiterplatten erhöht und gleichzeitig eine gute elektrische Leistung gewährleistet.

3. Verbesserung der Fertigungsrentabilität durch Verbesserung des Schweißens: BGA-gekapselte Pads sind groß genug, um sie einfach zu schweißen und einfach zu bedienen. Daher ist es einfach zu schweißen und zu handhaben, um es sehr schnell zu machen. Auch die größeren Pads dieser Leiterplatten können bei Bedarf problemlos nachgearbeitet werden.

4. Verringern Sie das Risiko von Beschädigungen: BGA-Pakete sind erstarrt und bieten daher starke Haltbarkeit und Haltbarkeit unter allen Bedingungen.

5 von. Kostensenkung: Diese Vorteile helfen, die Kosten für BGA-Verpackungen zu senken. Der effektive Einsatz von Leiterplatten bietet weitere Möglichkeiten, Materialien zu sparen und die thermoelektrische Leistung zu verbessern, um hochwertige elektronische Produkte sicherzustellen und Fehler zu reduzieren.