Produzione di PCB BGA

Il circuito stampato a griglia asferica (BGA PCB) è un PCB incapsulato a montaggio superficiale progettato per circuiti integrati. L'uso di schede BGA per il montaggio superficiale è un'applicazione permanente, ad esempio, in dispositivi come i microprocessori. Si tratta di circuiti stampati monouso e non possono essere riutilizzati. La scheda BGA ha più pin di interconnessione rispetto ai PCB ordinari. Ogni punto sulla scheda BGA può essere saldato indipendentemente. Tutte le connessioni di questi PCB sono disperse in una matrice uniforme o mesh superficiale. Questi PCB sono progettati per rendere l'intero fondo facile da usare, non solo l'area circostante.

Il pin incapsulato BGA è molto più corto di un PCB ordinario perché ha solo una forma perimetrale. Per questo motivo, può fornire maggiore velocità e migliori prestazioni. La saldatura BGA richiede un controllo preciso ed è più spesso guidata da macchine automatiche. Ecco perché i dispositivi BGA non sono adatti per l'installazione di prese.

BGA è un componente comune su PCB. Generalmente, CPU, North Bridge, South Bridge, chip AGP, chip bus della carta, ecc. sono principalmente confezionati sotto forma di BGA. In breve, l'80% dei segnali ad alta frequenza e dei segnali speciali verrà estratto da questo tipo di pacchetto. Pertanto, come gestire il routing del pacchetto BGA avrà un grande impatto sui segnali importanti.

Generalmente, piccole parti che circondano BGA possono essere suddivise in diverse categorie in base alla priorità di importanza:

1. Bypass.

2. Circuito RC terminale dell'orologio. (sotto forma di resistenza di serie e gruppo di fila, ad esempio, segnale del bus di memoria)

4. circuito RC EMI (sotto forma di smorzamento e altezza di tiro; per esempio, segnale USB).

5. altri circuiti speciali (circuiti speciali aggiunti secondo chip differenti; come il circuito di rilevamento della temperatura della CPU).

6. piccolo gruppo del circuito di alimentazione elettrica inferiore a 40mil (sotto forma di C, l, R, ecc.; questo circuito appare spesso vicino a chip o chip AGP con funzione AGP e diversi gruppi di alimentazione sono separati attraverso R e L).

7. tirare basso.

8. gruppo di circuito generale piccolo (sotto forma di R, C, Q, u, ecc.; nessun requisito di cablaggio).

9. altezza di tiro RP.

Progettazione del pacchetto PCB BGA

I circuiti degli elementi 1-6 sono solitamente al centro del posizionamento. Saranno organizzati il più vicino possibile alla BGA, che necessita di un trattamento speciale. Il circuito del punto 7 è secondo per importanza, ma sarà anche organizzato più vicino alla BGA. 8. L'articolo 9 è un circuito generale, che appartiene al segnale che può essere collegato.

Relativamente alla priorità dell'importanza delle piccole parti vicino a BGA, i requisiti sul routing sono i seguenti:

1. by pass = > quando è sullo stesso lato del chip, collegarlo direttamente dal pin del chip al by pass, e poi tirarlo fuori dal pass per connettersi via al piano; Quando è diverso dal chip, può condividere lo stesso via con VCC e GND pin di BGA. La lunghezza della linea non deve superare 100ml.

2. circuito RC del terminale dell'orologio = > ci sono requisiti per larghezza della linea, distanza della linea, lunghezza della linea, o pacchetto GND; Il percorso deve essere il più breve e regolare possibile e non deve attraversare per quanto possibile la linea di separazione VCC.

3. smorzamento =>

Esistono requisiti per la larghezza della linea, la spaziatura, la lunghezza della linea e l'instradamento di raggruppamento; Il percorso deve essere il più breve e fluido possibile. Il percorso deve essere di gruppo per gruppo e gli altri segnali non devono essere misti.

4. EMI RC circuit = > ci sono requisiti per larghezza di linea, spaziatura linea, routing parallelo, pacchetto GND, ecc; Completo secondo le esigenze del cliente.

5. altri circuiti speciali = > ci sono requisiti per la larghezza della linea, il GND del pacchetto o lo spazio di routing; Completo secondo le esigenze del cliente.

6. piccolo gruppo del circuito di alimentazione elettrica sotto 40mil = > larghezza del cavo e altri requisiti; Cercare di finire con lo strato superficiale, riservare completamente lo spazio interno per la linea del segnale e cercare di evitare inutili interferenze causate dal segnale di alimentazione che passa attraverso il livello sopra e sotto l'area BGA.

7. tirare basso R, C = > nessun requisito speciale; Il percorso è regolare.

I progettisti PCB e Embedded richiedono sempre il numero minimo di strati del circuito stampato. Per ridurre i costi, il numero di strati deve essere ottimizzato. Tuttavia, a volte il designer deve fare affidamento su un certo numero di strati. Ad esempio, al fine di sopprimere il rumore, lo strato di cablaggio effettivo deve essere inserito tra due strati di piano di messa a terra.

Oltre ai fattori di progettazione insiti nel progetto embedded utilizzando un BGA specifico, il progetto include generalmente due metodi di base che il progettista embedded deve adattare per deviare correttamente l'instradamento del segnale dal BGA: fanout dell'osso del cane (Fig. 1) e via nel pad (Fig. 2). Il fanout dell'osso del cane è utilizzato per BGA con spaziatura della sfera di 0,5 mm e superiore, mentre la via nel pad è utilizzata per BGA e micro BGA con spaziatura della sfera di meno di 0,5 mm (noto anche come spaziatura ultra-fine). Lo spazio è definito come la distanza tra il centro di una palla di BGA e il centro delle palle adiacenti.

Ventilatore passante fuori il metodo nel cuscinetto di saldatura

È importante comprendere alcuni termini di base relativi a queste tecnologie di cablaggio del segnale BGA 'Through-hole' si riferisce al pad con foro di semina caricato, che viene utilizzato per collegare il filo di rame di uno strato PCB con il filo di rame di un altro strato. Il circuito multistrato ad alta densità può essere utilizzato per accecare fori o fori sepolti, noti anche come micro vias. Solo un lato del foro cieco è visibile e nessuno dei due lati del foro sepolto è visibile.

Cablaggio PCB BGA

Tre diversi confini relativi alla BGA

Il primo passo è determinare la dimensione della via richiesta per l'uscita del ventilatore BGA. La dimensione della via dipende da molti fattori: la spaziatura dei componenti, lo spessore del PCB e il numero di fili instradati da un'area o perimetro della via ad un'altra. Il perimetro è una matrice, quadrato o poligonale che circonda il BGA.

Il secondo passo è quello di definire la larghezza della linea dal BGA allo strato interno del circuito stampato. Ci sono molti fattori da considerare quando si conferma la larghezza di linea. Lo spazio minimo richiesto tra i percorsi limita lo spazio di cablaggio di deviazione BGA. Vale la pena notare che la riduzione dello spazio tra i cavi aumenterà il costo di produzione del circuito stampato.

In terzo luogo, il progettista deve mantenere la corrispondenza di impedenza come richiesto e determinare il numero di strati di cablaggio utilizzati per decomporre completamente il segnale BGA. Successivamente, utilizzare lo strato superiore del circuito stampato o lo strato in cui è posizionato il BGA per completare il cablaggio esterno dell'anello BGA.

I restanti parametri sono distribuiti sullo strato di cablaggio interno. Il numero di strati necessari per completare l'intero cablaggio BGA è stimato in base al numero di cablaggio interno di ciascun canale. Dopo che l'anello esterno è cablato, porre un altro cerchio. Quindi instradare gli anelli interni successivi nello stesso modo fino a quando tutto il cablaggio BGA è completato.

Vantaggi dell'imballaggio BGA

L'incapsulamento BGA ha molti vantaggi, ma solo i migliori professionisti sono descritti di seguito.

1. l'incapsulamento BGA utilizza efficacemente lo spazio PCB: l'incapsulamento BGA utilizza componenti più piccoli e più piccolo spazio occupato. Questi pacchetti aiutano anche a risparmiare spazio sufficiente per la personalizzazione nel PCB per migliorarne l'efficacia.

2. Miglioramenti nelle prestazioni elettriche e termiche: La dimensione dei pacchetti BGA è molto piccola, quindi questi PCB hanno meno perdita di calore e sono facili da raggiungere il processo di dissipazione. Ogni volta che il wafer di silicio è montato sulla parte superiore, la maggior parte del calore viene trasferito direttamente alla griglia. Tuttavia, quando il wafer è montato nella parte inferiore, il wafer è collegato alla parte superiore della confezione. Ecco perché è considerata la scelta migliore per la tecnologia di raffreddamento. Non ci sono perni pieghevoli o fragili nel pacchetto BGA, che aumenta la durata di questi PCB garantendo al contempo buone prestazioni elettriche.

3. migliorare la redditività di produzione migliorando la saldatura: i cuscinetti incapsulati BGA sono abbastanza grandi da renderli facili da saldare e facili da usare. Pertanto, è facile da saldare e maneggiare per renderlo molto veloce. I pad più grandi di questi PCB possono anche essere facilmente rielaborati se necessario.

4. Ridurre il rischio di danni: i pacchetti BGA sono solidificati e quindi forniscono una forte durata e durata in tutte le condizioni.

5 of. Riduzione dei costi: questi vantaggi aiutano a ridurre il costo degli imballaggi BGA. L'uso efficace dei circuiti stampati offre ulteriori opportunità per risparmiare materiali e migliorare le prestazioni termoelettriche, contribuendo a garantire prodotti elettronici di alta qualità e ridurre i difetti.