Rozprowadzanie sygnałów w układzie BGA

Ile razy próbowałeś prowadzić ścieżki do BGA, tylko po to, aby zostać zatrzymanym przez ograniczenia odstępów i szerokości ścieżek? Jest to proces czasochłonny w większości oprogramowania do projektowania, ale Altium Designer posiada narzędzia, które ułatwiają ten proces. Zamiast spędzać czas na ręcznej modyfikacji szerokości ścieżek w strategii routingu BGA, Altium Designer pozwala na zastosowanie zwężania ścieżek podczas prowadzenia ich do BGA. Będziesz miał również do dyspozycji kompletny zestaw narzędzi do projektowania PCB, w tym projektowanie HDI z BGA o małym rozstawie.

ALTIUM DESIGNER

W pełni zintegrowany pakiet do projektowania PCB, który prowadzi Cię od projektu do produkcji.

Ze względu na ograniczoną przestrzeń pod BGA, użycie uproszczenia przez zwężanie ścieżek dla routingu BGA staje się ważnym sposobem na prowadzenie ścieżek z kontrolowaną impedancją do i z BGA o małym rozstawie. Te ścieżki mogą być dość szerokie, aby utrzymać pożądaną impedancję, i mogą nie mieścić się między kulami BGA na powierzchni lub wewnętrznych warstwach. Zmiana szerokości ścieżki podczas jej prowadzenia jest czasochłonna w większości programów do projektowania PCB, ale nie w Altium Designer.

Aby złagodzić ten problem, stosowanie uproszczenia przez zwężenie ścieżek (neck-down) dla trasowania BGA jest odpowiedzią. Zwężenie ścieżek to proces zmniejszania szerokości ścieżki do mniejszej szerokości w ramach ograniczeń reguł, aby umożliwić trasowanie w ciasnych przestrzeniach. Dzięki pełnemu zestawowi funkcji trasowania i układu w Altium Designer, możesz łatwo wykonać zwężenie ścieżek i stworzyć swoją strategię ucieczki trasowania.

Co to jest Zwężenie Ścieżek (Neck-Down) w Trasowaniu Wyprowadzeń BGA?

Projektanci PCB przyzwyczaili się do zmniejszania rozmiarów płyt, rozmiarów padów, rozmiarów via oraz rozmiarów komponentów. Ponadto, komponenty o wysokiej liczbie wejść/wyjść są pakowane w mniejszych obrysach z drobniejszym rozstawem padów, co czyni trasowanie bardzo trudnym bez odpowiednich narzędzi projektowych. Aby uzyskać dostęp do wewnętrznych padów na BGA o drobnym rozstawie, musisz zmniejszyć szerokość ścieżki, gdy jest ona trasowana do padów BGA. Ten proces nazywa się zwężeniem ścieżek (neck-down).

Zazwyczaj, zwężenie ścieżki definiuje się jako procentową zmianę szerokości między rozmiarem pada a szerokością ścieżki. Możliwe jest jednak również ustawienie redukcji rozmiaru od ścieżki do ścieżki, gdy wchodzi lub opuszcza daną strefę. Poniższy obraz pokazuje główne wyzwanie, gdzie stosowanie zwężenia miedzi podczas trasowania wyprowadzeń BGA jest przydatne. Ta ścieżka o kontrolowanej impedancji musi mieć określoną szerokość na zewnątrz BGA, więc jej szerokość musi zostać zmniejszona, aby umożliwić wewnętrzne trasowanie do padów BGA.

Użycie zwężenia miedzi jako części trasowania wyprowadzeń BGA pomoże tej ścieżce dotrzeć do wewnętrznego pada w BGA.

Automatyzacja trasowania wyprowadzeń w Altium Designer

Wszystkie płytki, które tworzysz w swoim oprogramowaniu do projektowania PCB, są wyposażone w zestaw reguł projektowych. Jedna z tych reguł definiuje szerokość ścieżki twoich tras. Ta reguła, wraz z regułą ograniczenia odstępu, zwykle uniemożliwia ścieżce wejście do BGA. Zamiast ręcznie zmieniać ustawienia trasowania za każdym razem, gdy musisz wejść/wyjść z BGA, reguły projektowe w Altium Designer pozwalają na tworzenie zestawów reguł dla różnych części projektu. Reguły dotyczące szerokości ścieżek jednostronnych i par różnicowych mogą być skonfigurowane dla określonego zwężenia miedzi, oszczędzając czas podczas trasowania gęstego BGA.

• Podobnie jak inne komponenty, BGA występują w różnych obudowach. Każda z nich może mieć inną odległość między padami, co wymaga zmiany szerokości ścieżki przy użyciu zwężania (neck-down).

  Dowiedz się więcej o różnych typach BGA.

• Gdy twoje BGA stanie się bardzo gęste, będziesz zmuszony do przejścia na reżim HDI podczas tworzenia rozprowadzenia BGA i zwężania.

  Dowiedz się więcej o projektowaniu stosu HDI dla BGA o małym rozstawie.

• Kilka prostych kroków projektowych może pomóc w zapobieganiu problemom z integralnością sygnału podczas tworzenia strategii rozprowadzenia BGA i stosowania zwężania dla par różnicowych.

  Dowiedz się więcej o integralności sygnału w rozprowadzeniu BGA i zwężaniu.

Rozprowadzanie BGA na zewnętrznym rzędzie i rozprowadzenie typu dog bone dla wewnętrznego zestawu padów BGA.

Wybór strategii rozprowadzenia BGA

Ze względu na gęstość i odległość padów BGA w komponentach o drobnym rozstawie, tylko dwie najbardziej zewnętrzne rzędy BGA mogą być bezpośrednio połączone z miedzianymi ścieżkami na powierzchni. Wszystkie inne zakończenia BGA nie mogą być połączone przy użyciu bezpośredniej ścieżki. Często konieczne jest stosowanie rozprowadzania typu fanout i escape routing wraz z techniką zwężania ścieżek (neck-down routing), aby dotrzeć do wewnętrznych padów w BGA. Rozprowadzanie typu fanout i escape routing stosuje wewnętrzny wzór routingu z małą ścieżką pod kątem 45 stopni. Następnie łączy się to z niewidoczną przelotką (blind via), która tworzy bezpośrednie połączenie z kolejną warstwą sygnałową. Pojedyncza ścieżka sygnałowa lub para różnicowa mogą być następnie prowadzone do wewnętrznych przelotek przez wewnętrzną warstwę sygnałową.

Automatyzacja routingu typu fanout w Altium Designer

Altium Designer zawiera strategie routingu typu fanout, które są zaprogramowane wstępnie dla BGA, co pomaga zaoszczędzić czas podczas routingu komponentu o dużej liczbie pinów. Możesz ustawić kierunek rozprowadzania od pada BGA na płytce drukowanej i czy przelotka powinna być umieszczona między terminalami w BGA (tryb umieszczania przelotki).

Oprócz standardowych strategii wyprowadzeń, Altium Designer umożliwia umieszczanie via w padach, eliminując potrzebę dodatkowej ścieżki między padami lutowniczymi na BGA. Te via mogą być mikrovias, gdy pracujesz z BGA o małym rozstawie, co pozwala szybko dotrzeć do wewnętrznych warstw twojej PCB.

• Istnieje wiele strategii wyprowadzeń dla twojego BGA, i możesz szybko zaimplementować każdą z nich dzięki funkcjom projektowania i układu w Altium Designer.

  Dowiedz się więcej o różnych strategiach wyprowadzeń dla twojego BGA.

• Wyprowadzanie BGA jest znacznie łatwiejsze, gdy używasz oprogramowania do projektowania sterowanego regułami, aby ustawić parametry wyprowadzeń. Altium Designer ułatwia to dzięki swoim funkcjom trasowania i układu sterowanym regułami.

  Dowiedz się więcej o wykorzystaniu twoich reguł projektowych, aby pomóc w wyprowadzeniu dużego BGA.

• Funkcje projektowania via są dostosowane do pakietów BGA, pozwalając automatycznie umieszczać mikrovias w padach dla twojej strategii wyprowadzeń.

  Dowiedz się więcej o umieszczaniu mikrovias w układzie twojej PCB.

Automatycznie twórz przypisania pinów i wzory wyprowadzeń dla twojego ucieczkowego trasowania BGA.

Użyj trasowania Neck-Down dla twojego BGA w Altium Designer

Po ustawieniu reguł projektowania i rozmieszczenia pomieszczeń, zwężenie zostanie automatycznie zastosowane do Twoich ścieżek, gdy będziesz wprowadzać i wychodzić z BGA. Altium Designer automatycznie zmienia rozmiar ścieżki na podstawie reguł dla danego pomieszczenia, i możesz zdefiniować nowe pomieszczenia dla różnych BGA na swojej płytce PCB. Ponieważ Altium Designer działa w środowisku projektowania opartym na regułach, ten proces automatycznej modyfikacji szerokości ścieżek, aby pasowały do ciasnych przestrzeni, jest niezwykle łatwy.

Układ i trasowanie są łatwe w Altium Designer

Jednolite środowisko projektowe w Altium Designer sprawia, że układ i trasowanie są niezwykle łatwe dzięki zestawowi narzędzi projektowych automatycznych i półautomatycznych. Te funkcje pomagają szybko projektować potężne płytki i łatwo je trasować, w tym do/ze BGA o drobnych rozstawach. Narzędzia online do sprawdzania reguł projektowych będą weryfikować Twój układ podczas jego tworzenia, dając Ci kompletny zestaw funkcji projektowych dla BGA o drobnych rozstawach i nie tylko.

• Potężne narzędzia CAD są kamieniem węgielnym Altium Designer. Będziesz miał kompletny zestaw narzędzi do projektowania PCB, układu i produkcji, gdy użyjesz Altium Designer.

  Dowiedz się więcej o projektowaniu opartym na regułach w Altium Designer.

• Możesz przejąć kontrolę nad swoją strategią rozwijania BGA i układem ścieżek dzięki potężnym narzędziom trasowania w Altium Designer.

  Dowiedz się więcej o kompletnym zestawie funkcji trasowania w Altium Designer.

• Narzędzia współprojektowania ECAD/MCAD w oprogramowaniu do projektowania PCB pozwalają na weryfikację i trasowanie projektu w 3D. Będziesz miał kompleksowe rozwiązanie do projektowania elektroniki.

  Dowiedz się więcej o współprojektowaniu 3D ECAD/MCAD w Altium Designer.

Możesz przeglądać i trasować rozwidlenie BGA w 3D w Altium Designer

Trasowanie rozwidlenia BGA jest łatwe dzięki kompletnemu zestawowi funkcji układu i trasowania PCB w Altium Designer. Kiedy szukasz programu do projektowania płytek obwodów, który ułatwia trasowanie o wysokiej gęstości, użyj kompletnego zestawu funkcji projektowania PCB w Altium Designer.

Altium Designer na Altium 365 zapewnia niespotykany dotąd poziom integracji w branży elektronicznej, dotychczas zarezerwowany dla świata rozwoju oprogramowania, umożliwiając projektantom pracę z domu i osiąganie niespotykanych poziomów efektywności.

Przedstawiliśmy tylko niewielką część możliwości, jakie daje Altium Designer na Altium 365. Możesz sprawdzić stronę produktu po bardziej szczegółowy opis funkcji lub jedno z Webinarów na Żądanie.