BGA - lutowanie i projektowanie. Porady dla projektanta PCB

Reguły projektowania PCB w przypadku układów BGA

Aktualnie standardem w zakresie obudów dla rozmaitych zaawansowanych i wielopłaszczyznowych urządzeń półprzewodnikowych, takich jak FPGA i mikroprocesory, jest obudowa Ball Grid Array (BGA). Na przestrzeni lat obudowy BGA do konstrukcji wbudowanych znacząco ewoluowały, aby dotrzymać kroku postępom technologicznym producentów chipów.  Ten szczególny rodzaj obudowy można podzielić na standardowe obudowy BGA i mikro BGA. Ze względu na współczesną technologię elektroniczną zapotrzebowanie na wejścia/wyjścia rodzi liczne wyzwania nawet dla doświadczonych projektantów PCB z powodu dużej liczby ścieżek wyprowadzeń. Jakie strategie można zastosować, aby z powodzeniem stawić czoła tym wyzwaniom projektowym?

Strategia 1: Definiowanie odpowiednich ścieżek wyprowadzeń

Podstawowym wyzwaniem dla projektantów PCB jest opracowanie odpowiednich ścieżek wyprowadzeń, które nie spowodują usterek w procesie produkcji ani innych problemów. Jest kilka konkretnych kwestii dotyczących płytek drukowanych, które trzeba uwzględnić, aby opracować odpowiednią strategię wyprowadzenia ścieżek, w tym rozmiary padów i przelotek, liczba styków we/wy, liczba warstw potrzebnych do wyprowadzenia ścieżek BGA oraz odległość między ścieżkami.

Strategia 2: Określanie wymaganych warstw

Jest również kwestia tego, ile warstw powinien mieć układ PCB, co nigdy nie jest łatwą decyzją, gdyż większa liczba warstwa oznacza wyższy całkowity koszt produktu. Z drugiej strony czasami trzeba zastosować więcej warstw, aby ograniczyć wielkość zakłóceń, na jakie może być narażony obwód drukowany.

Po określeniu szerokości ścieżek i odległości między ścieżkami w projekcie PCB, rozmiaru przelotek oraz liczby ścieżek w jednym kanale, można ustalić liczbę potrzebnych warstw. Najlepszą praktyką jest minimalizowanie liczby styków we/wy, żeby ograniczyć liczbę warstw. Zazwyczaj dwie zewnętrzne strony urządzenia nie potrzebują przelotek, podczas gdy wewnętrzna sekcja musi mieć przelotki poprowadzone pod spodem.

Wielu projektantów nazywa to „kością dla psa”. Jest to krótka ścieżka od pada urządzenia BGA z przelotką na drugim końcu. „Kość” rozdziela się, dzieląc urządzenie na cztery sekcje. To umożliwia dostęp do pozostałych padów wewnętrznych przez inną warstwę i zapewnia wyprowadzenie ścieżki poza obudowę zaraz za krawędzią urządzenia. Proces kontynuuje się do całkowitego rozdzielenia wszystkich padów.

_{Istotnym jest, by projektant PCB podzielił BGA na cztery sekcje dla zapewnienia łatwiejszego dostępu do padów}

Poznaj więcej strategii projektowania BGA

Projektowanie BGA nie jest łatwy zadaniem. Wymaga wielu sprawdzeń reguł projektowania (DRC) w celu zweryfikowania odległości między wszystkimi ścieżkami, a także dokładnego przeanalizowania w celu ustalenia niezbędnej liczby warstw, żeby projekt był udany. Ze względu na ciągły gwałtowny rozwój technologii projektanci stają w obliczu coraz trudniejszych wyzwań, aby poprowadzić ścieżki w bardzo ciasnych przestrzeniach.

Reguły projektowania PCB w przypadku układów BGA są istotne. Pobierz bezpłatny dokument, aby dowiedzieć się więcej o tym, jak z powodzeniem projektować BGA w oprogramowaniu do projektowania PCB.

Sprawdź Altium Designer^® w akcji...

Skuteczne projektowanie PCB