Ball Grid Array (BGA), eine Art oberflächenmontiertes Gehäuse (ein Chipträger), das für integrierte Schaltkreise verwendet wird.
OEMs benötigen kleinere und vielfältigere Verpackungsoptionen, um den Herausforderungen des Produktdesigns gerecht zu werden und die Wettbewerbsfähigkeit auf ihren jeweiligen Märkten zu gewährleisten. BGA-Gehäuse (Ball Grid Array) werden immer beliebter, um diese Designanforderungen zu erfüllen. Darüber hinaus sind sie ideale Lösungen, da sich die E / A-Anschlüsse im Inneren des Geräts befinden und das Verhältnis von Pins zu Leiterplattenfläche zunimmt. Darüber hinaus ist BGA mit starken Lötkugeln stärker als QFP-Blei und daher robuster.
BGA-Pakete (Ball-Grid Array) werden zum Mainstream für das PCB-Design
BGA PCB Design Richtlinien und Regeln
BGA PCB Design Regeln
Gegenwärtig wird der Standard, der zur Aufnahme verschiedener fortschrittlicher und vielseitiger Halbleiterbauelemente (wie z. B. FPGA und Mikroprozessor) verwendet wird, von BGA-Bauelementen (Ball Grid Array) gekapselt.
Um mit dem technologischen Fortschritt der Chiphersteller Schritt zu halten, haben die BGA-Softwarepakete für Embedded Design in den letzten Jahren beachtliche Fortschritte gemacht.
Diese spezielle Verpackungsart kann in Standard-BGA und Micro-BGA zerlegt werden.
Mit der heutigen Elektroniktechnologie stellt die Forderung nach E / A-Verfügbarkeit auch erfahrene Leiterplattenentwickler vor eine Reihe von Herausforderungen, da mehrere Ausgangsrouten vorhanden sind.
Die korrekte BGA-Partitionierung berücksichtigt zunächst die Einheitlichkeit der Partitionierung. Denn eine präzise BGA-Partitionierung auf einer Leiterplatte ist ein entscheidender Designaspekt, um Übersprechen und Rauschen sowie Herstellungsprobleme zu minimieren oder zu beseitigen.
Speichersignale müssen bei der BGA-Partitionierung besonders berücksichtigt werden. Sie müssen sich von oszillierenden Signalen und dem Schalten der Stromversorgung fernhalten. Dies ist wichtig, da Speichersignale sauber sein müssen. Wenn sich Spuren, die diese Signale führen, in der Nähe von Schwingungssignalen oder Schaltnetzteilsignalen befinden, erzeugen sie Welligkeiten in den Speichersignalspuren, wodurch die Systemgeschwindigkeit verringert wird. Das System ist betriebsbereit, jedoch mit nicht optimaler Geschwindigkeit.
BGA PCB Design Richtlinien
BGA-Entwurfsstrategie 1: Definieren Sie einen geeigneten Ausgangspfad
Die Hauptherausforderung für Leiterplattenentwickler besteht darin, geeignete Ausstiegswege zu entwickeln, ohne Fertigungsfehler oder andere Probleme zu verursachen. Mehrere Leiterplatten müssen die richtigen Strategien für die Fan-Out-Verdrahtung sicherstellen, einschließlich der Pad- und Pass-Größe, der I / O-Pin-Nummer, der für den Fan-Out-BGA erforderlichen Schichten und des Leitungsbreitenabstands.
BGA-Entwurfsstrategie 2: Identifizieren Sie die erforderlichen Schichten
Eine andere Frage ist, wie viele Schichten das PCB-Layout haben sollte, was keineswegs eine einfache Entscheidung ist. Mehr Schichten bedeuten höhere Gesamtkosten des Produkts. Andererseits benötigen Sie manchmal mehr Schichten, um das möglicherweise auftretende Rauschen auf der Leiterplatte zu unterdrücken.
Sobald die Ausrichtung und die Raumbreite des PCB-Designs, die Größe der Durchgangslöcher und die Ausrichtung in einem einzelnen Kanal festgelegt sind, können sie die Anzahl der benötigten Schichten bestimmen. Es wird empfohlen, die Verwendung von E / A-Pins zu minimieren, um die Anzahl der Schichten zu verringern. Normalerweise benötigen die ersten beiden Außenseiten des Geräts keine Durchgangsbohrungen, während der Innenteil Durchgangsbohrungen darunter anordnen muss.
Viele Designer nennen es Hundeknochen. Dies ist ein kurzer Pfad des BGA-Gerätepads mit einem Durchgangsloch am anderen Ende. Der Hundeknochenfächer kommt heraus und teilt die Ausrüstung in vier Teile. Auf diese Weise kann auf die verbleibende interne Polsterung von einer anderen Ebene zugegriffen werden, und es werden Fluchtwege vom Rand des Geräts weg bereitgestellt. Dieser Prozess wird fortgesetzt, bis alle Matten vollständig entwickelt sind.
Das Entwerfen von BGA ist nicht einfach. Es sind viele Entwurfsregelprüfungen (DRCs) erforderlich, um sicherzustellen, dass alle Ablaufverfolgungen ordnungsgemäß verteilt sind und sorgfältig untersucht wurden, um festzustellen, wie viele Ebenen für einen erfolgreichen Entwurf erforderlich sind. Mit dem rasanten Wachstum der Technologie wächst auch die Herausforderung, vor der jeder Designer steht und der das Design auf engstem Raum einführt.
BGA-Pakettypen
Es gibt sechs verschiedene BGA-Pakete.
1. MAPBGA (Molded Array Process Ball Grid Array) : Ein BGA-Gehäuse mit niedriger Induktivität und einfacher Oberflächenmontage.
2. Plastic Ball Grid Array (PBGA) : Auch dieses BGA-Paket bietet niedrige Induktivität, einfache Oberflächenmontage, hohe Zuverlässigkeit und ist kostengünstig.
3. Thermisch verbessertes Kunststoff-Kugelgitter-Array (TEPBGA) : Dieses BGA-Paket kann genau wie sein Name den hohen Grad an Wärmeabgabe bewältigen. Sein Substrat hat feste Kupferebenen.
4. Tape Ball Grid Array (TBGA) : Sie können dieses BGA-Paket als Lösung für mittlere bis hohe Endanwendungen verwenden.
5. Package on Package (PoP) : Hiermit können Sie ein Speichergerät auf ein Basisgerät setzen.
6. Micro BGA : Dieses BGA-Paket ist im Vergleich zu Standard-BGA-Paketen recht klein. Derzeit dominieren in der Branche Rastergrößen von 0,65, 0,75 und 0,8 mm.
BGA-Leiterplattenbestückung
Zuvor waren sich die Ingenieure nicht sicher, ob die Leiterplatten-BGA-Bestückung das Zuverlässigkeitsniveau herkömmlicher SMT-Methoden erreichen kann. Gegenwärtig ist dies jedoch kein Problem mehr, da BGA in der Leiterplattenbestückung von Prototypen und in der Massenproduktion weit verbreitet ist.
Sie müssen Reflow-Methoden verwenden, um ein BGA-Gehäuse zu löten. Denn nur die Rückflussmethode kann das Schmelzen des Lotes unter dem BGA-Modul gewährleisten.
Wir verfügen über umfangreiche Erfahrung im Umgang mit allen Arten von BGAs, einschließlich DSBGA und anderen komplexen Komponenten, von Mikro-BGAs (2 mm x 3 mm) bis zu großen BGAs (45 mm). von Keramik-BGAs zu Kunststoff-BGAs. Wir sind in der Lage, BGAs mit einem Mindestabstand von 0,4 mm auf Ihrer Leiterplatte zu platzieren.
PCB BGA Vorteile
Mit PCB BGA erhalten Sie folgende Vorteile:
1. BGA-Gehäuse eliminiert das Problem der Entwicklung kleiner Gehäuse für ICs mit vielen Pins.
2. Auch hier weist das BGA-Gehäuse im Vergleich zu Gehäusen mit Beinen einen geringeren Wärmewiderstand auf, wenn es auf der Leiterplatte platziert wird.
3. Wissen Sie, welche Eigenschaft unerwünschte Signalverzerrungen in elektronischen Hochgeschwindigkeitsschaltungen verursacht? Die unerwünschte Induktivität in einem elektrischen Leiter ist für dieses Phänomen verantwortlich. BGAs haben jedoch einen sehr geringen Abstand zwischen der Leiterplatte und dem Gehäuse, was wiederum zu einer geringeren Leitungsinduktivität führt. So erhalten Sie mit gesteckten Geräten eine erstklassige elektrische Leistung.
4. Mit BGAs können Sie den Platz auf der Leiterplatte effektiv nutzen.
5. Ein weiterer Vorteil von BGA ist die geringere Packungsdicke.
6. Zu guter Letzt erhalten Sie eine verbesserte Nachbearbeitbarkeit aufgrund größerer Polstergrößen.
zusätzliche Information
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