Điều hướng Fanout BGA

Bạn đã bao nhiêu lần cố gắng đấu nối vào một BGA, chỉ để bị ngăn cản bởi các ràng buộc về khoảng cách và độ rộng của đường dẫn? Đây là một quá trình tốn thời gian trong hầu hết các phần mềm thiết kế, nhưng Altium Designer có những công cụ bạn cần để làm cho quá trình này trở nên dễ dàng. Thay vì mất thời gian chỉnh sửa thủ công độ rộng của đường dẫn trong chiến lược đấu nối BGA của bạn, Altium Designer cho phép bạn thực hiện thu hẹp đường dẫn khi bạn đấu nối vào BGA của mình. Bạn cũng sẽ có một bộ công cụ thiết kế đầy đủ cho thiết kế PCB, bao gồm thiết kế HDI với BGA có khoảng cách chân nhỏ.

ALTIUM DESIGNER

Một bộ công cụ thiết kế PCB tích hợp đầy đủ hướng dẫn bạn từ thiết kế đến chế tạo.

Do không gian chật hẹp dưới một BGA, việc sử dụng phương pháp đơn giản hóa bằng cách thu hẹp đường dẫn cho việc đấu nối BGA trở thành một cách quan trọng để đấu nối các đường dẫn kiểm soát trở kháng vào và ra khỏi BGA có khoảng cách chân nhỏ. Những đường dẫn này có thể khá rộng để duy trì trở kháng mong muốn, và chúng có thể không vừa với các quả bóng BGA trên bề mặt hoặc các lớp bên trong. Việc thay đổi độ rộng của đường dẫn khi bạn đấu nối nó là tốn thời gian với hầu hết các chương trình thiết kế PCB, nhưng không với Altium Designer.

Để giảm bớt vấn đề này, việc sử dụng phương pháp đơn giản hóa bằng cách thu hẹp đường dẫn cho việc định tuyến BGA là giải pháp. Thu hẹp là quá trình thu nhỏ chiều rộng của đường dẫn xuống một kích thước nhỏ hơn trong giới hạn của quy tắc để cho phép định tuyến trong không gian chật hẹp. Với bộ đầy đủ các tính năng định tuyến và bố trí trong

Altium Designer

, bạn có thể dễ dàng thực hiện thu hẹp và tạo ra chiến lược thoát đường dẫn của mình.

Thu hẹp trong Định tuyến Phân tán BGA là gì?

Các nhà thiết kế PCB đã quen với việc thu nhỏ kích thước bảng mạch, kích thước pad, kích thước via và kích thước linh kiện. Ngoài ra, các linh kiện với số lượng I/O cao được đóng gói trong các dấu chân nhỏ hơn với khoảng cách pad mịn hơn, làm cho việc định tuyến trở nên rất khó khăn nếu không có các công cụ thiết kế phù hợp. Để truy cập vào các pad bên trong của một BGA có khoảng cách pad mịn, bạn cần phải thu nhỏ chiều rộng của đường dẫn khi nó được định tuyến vào các pad BGA. Quá trình này được gọi là thu hẹp.

Thông thường, thuật ngữ "neck-down" được định nghĩa là tỷ lệ phần trăm thay đổi chiều rộng giữa kích thước pad và chiều rộng đường dẫn. Tuy nhiên, cũng có thể thiết lập giảm kích thước từ đường dẫn này sang đường dẫn khác khi nó đi vào hoặc rời khỏi một khu vực. Hình ảnh dưới đây cho thấy thách thức chính khi áp dụng thu hẹp đồng trong quá trình định tuyến fanout BGA có ích. Đường dẫn với trở kháng kiểm soát này cần có chiều rộng cụ thể bên ngoài BGA, vì vậy chiều rộng của nó phải được giảm để cho phép định tuyến nội bộ tới các pad BGA.

Sử dụng thu hẹp đồng như một phần của quá trình định tuyến fanout BGA sẽ giúp đường dẫn này tiếp cận được pad bên trong của một BGA.

Tự động hóa Định tuyến Fanout trong Altium Designer

Tất cả các bảng mạch bạn tạo trong phần mềm thiết kế PCB của mình đều đi kèm với một bộ quy tắc thiết kế. Một trong những quy tắc đó định nghĩa chiều rộng đường dẫn của các tuyến đường của bạn. Quy tắc này, cùng với quy tắc ràng buộc khoảng cách, thường ngăn đường dẫn đi vào BGA. Thay vì phải thay đổi cài đặt định tuyến của bạn mỗi lần bạn cần đi vào/ra khỏi BGA, các quy tắc thiết kế trong Altium Designer cho phép bạn tạo các bộ quy tắc cho các phần khác nhau của thiết kế của mình. Các quy tắc chiều rộng cho đường dẫn đơn và cặp đôi có thể được cấu hình cho một thu hẹp đồng cụ thể, giúp bạn tiết kiệm thời gian khi định tuyến một BGA dày đặc.

• Giống như các thành phần khác, BGA có nhiều loại gói khác nhau. Mỗi loại có thể có khoảng cách pad khác nhau, đòi hỏi bạn phải thay đổi độ rộng của đường dẫn bằng cách sử dụng kỹ thuật thu hẹp đường dẫn.

  Tìm hiểu thêm về các loại BGA khác nhau.

• Khi BGA của bạn trở nên rất dày đặc, bạn sẽ bị buộc phải chuyển sang chế độ HDI trong quá trình tạo đường dẫn và thu hẹp đường dẫn cho BGA.

  Tìm hiểu thêm về thiết kế xếp chồng HDI cho BGA có khoảng cách pad nhỏ.

• Một số bước thiết kế đơn giản có thể giúp bạn ngăn chặn vấn đề về tính toàn vẹn tín hiệu khi tạo chiến lược tạo đường dẫn cho BGA và áp dụng thu hẹp đường dẫn cho các cặp dây khác biệt.

  Tìm hiểu thêm về tính toàn vẹn tín hiệu trong tạo đường dẫn cho BGA và thu hẹp đường dẫn.

Tạo đường dẫn cho BGA ở hàng ngoài cùng và tạo đường dẫn dạng xương cá cho một nhóm pad BGA bên trong.

Chọn Chiến lược Tạo Đường Dẫn cho BGA

Do vì mật độ và khoảng cách của các pad BGA trong các thành phần fine-pitch, chỉ có hai hàng ngoài cùng của BGA mới có thể được kết nối trực tiếp với các đường dẫn đồng trên bề mặt. Tất cả các cực khác của BGA không thể được kết nối bằng một đường dẫn trực tiếp. Thường cần sử dụng phương pháp fanout và đường thoát cùng với đường thu hẹp để tiếp cận các pad bên trong của BGA. Fanout và đường thoát áp dụng một mẫu định tuyến cụ thể cho phần nội bộ và sử dụng một đường dẫn nhỏ ở góc 45 độ. Sau đó, nó kết nối với một via mù tạo thành một kết nối trực tiếp đến lớp tín hiệu tiếp theo. Một đường dẫn đơn hoặc cặp vi sai có thể sau đó được định tuyến đến các via bên trong thông qua một lớp tín hiệu nội bộ.

Tự động Hóa Định Tuyến Fanout trong Altium Designer

Altium Designer bao gồm các chiến lược định tuyến fanout được lập trình sẵn cho BGAs, giúp bạn tiết kiệm thời gian khi định tuyến một thành phần có số lượng chân cao. Bạn có thể thiết lập hướng fanout từ pad BGA trên bảng mạch in và liệu có nên đặt via giữa các cực trong BGA hay không (chế độ đặt via).

Ngoài các chiến lược fanout tiêu chuẩn, Altium Designer cho phép bạn đặt vias trong pad để loại bỏ nhu cầu về một trace bổ sung giữa các pad hàn trên BGA. Các vias này có thể là microvias khi bạn làm việc với BGA có pitch nhỏ, cho phép bạn nhanh chóng tiếp cận các lớp bên trong của PCB của mình.

• Có nhiều chiến lược fanout cho BGA của bạn, và bạn có thể nhanh chóng triển khai bất kỳ chiến lược nào trong số này với các tính năng thiết kế và bố trí trong Altium Designer.

  Tìm hiểu thêm về các chiến lược fanout khác nhau cho BGA của bạn.

• Fanout BGA trở nên dễ dàng hơn khi bạn sử dụng phần mềm thiết kế theo quy tắc để thiết lập các tham số fanout của mình. Altium Designer làm cho điều này trở nên dễ dàng nhờ vào các tính năng định tuyến và bố trí theo quy tắc của nó.

  Tìm hiểu thêm về việc sử dụng các quy tắc thiết kế của bạn để giúp fanout một BGA lớn.

• Các tính năng thiết kế via có thể được điều chỉnh cho các gói BGA, cho phép bạn tự động đặt microvias trong pad cho chiến lược fanout của mình.

  Tìm hiểu thêm về việc đặt microvias trong bố trí PCB của bạn.

Tự động tạo các phân công chân và mẫu fanout cho đường thoát BGA của bạn.

Sử dụng Định tuyến Neck-Down cho BGA của bạn trong Altium Designer

Sau khi bạn đã thiết lập các quy tắc thiết kế và vị trí phòng, việc thu hẹp sẽ được tự động áp dụng cho các đường dẫn của bạn khi bạn đi vào và ra khỏi BGA. Altium Designer tự động thay đổi kích thước đường dẫn dựa trên các quy tắc cho phòng đó, và bạn có thể định nghĩa các phòng mới cho các BGA khác nhau trong PCB của mình. Bởi vì Altium Designer hoạt động trong một môi trường thiết kế dựa trên quy tắc, quá trình tự động chỉnh sửa chiều rộng đường dẫn để vừa với không gian chật hẹp này rất dễ dàng.

Layout và Định Tuyến Dễ Dàng trong Altium Designer

Môi trường thiết kế thống nhất trong Altium Designer làm cho việc layout và định tuyến trở nên cực kỳ dễ dàng với một bộ công cụ thiết kế tự động và bán tự động. Những tính năng này giúp bạn nhanh chóng layout các bảng mạch mạnh mẽ và dễ dàng định tuyến, bao gồm cả vào/ra khỏi các BGA với bước chân mảnh. Công cụ kiểm tra quy tắc thiết kế trực tuyến sẽ xác minh layout của bạn khi nó được tạo ra, cung cấp cho bạn một bộ đầy đủ các tính năng thiết kế cho BGA bước chân mảnh và nhiều hơn nữa.

• Công cụ CAD mạnh mẽ là nền tảng của Altium Designer. Bạn sẽ có một bộ công cụ đầy đủ cho thiết kế PCB, layout, và sản xuất khi bạn sử dụng Altium Designer.

  Tìm hiểu thêm về thiết kế dựa trên quy tắc trong Altium Designer.

• Bạn có thể kiểm soát chiến lược phân phối BGA và layout đường dẫn với các công cụ định tuyến mạnh mẽ trong Altium Designer.Tìm hiểu thêm về bộ đầy đủ các tính năng định tuyến trong Altium Designer.

   

• Công cụ thiết kế đồng thời ECAD/MCAD trong phần mềm thiết kế PCB của bạn cho phép bạn xác minh và định tuyến thiết kế của mình trong 3D. Bạn sẽ có một giải pháp hoàn chỉnh cho thiết kế điện tử.

  Tìm hiểu thêm về thiết kế đồng thời 3D ECAD/MCAD trong Altium Designer.

Bạn có thể xem và định tuyến fanout BGA của mình trong 3D trong Altium Designer

Định tuyến fanout BGA trở nên dễ dàng với bộ đầy đủ các tính năng bố trí và định tuyến PCB trong Altium Designer. Khi bạn đang tìm kiếm một chương trình thiết kế mạch in để làm cho việc định tuyến mật độ cao trở nên dễ dàng, hãy sử dụng bộ đầy đủ các tính năng thiết kế PCB trong Altium Designer.

Altium Designer trên Altium 365 mang lại một lượng tích hợp chưa từng có cho ngành công nghiệp điện tử cho đến nay, chỉ giới hạn trong thế giới phát triển phần mềm, cho phép các nhà thiết kế làm việc từ xa và đạt được mức độ hiệu quả chưa từng có.

Chúng ta mới chỉ khám phá bề mặt của những gì có thể làm được với Altium Designer trên Altium 365. Bạn có thể kiểm tra trang sản phẩm để có mô tả tính năng sâu hơn hoặc một trong những Webinar Theo Yêu Cầu.