Klíčové body tohoto článku
- Pouzdra BGA jsou kompaktní velikosti a mají vysokou hustotu pinů.
- V balíčcích BGA se přeslech signálu v důsledku vyrovnání a nesouososti koule nazývá BGA přeslech.
- Přeslech BGA závisí na umístění signálu narušitele a signálu oběti v poli kulové mřížky.
V integrovaných obvodech s více hradly a počtem pinů se úroveň integrace zvyšuje exponenciálně.Tyto čipy se staly spolehlivějšími, robustnějšími a snadno použitelnými díky vývoji pouzder ball grid array (BGA), které jsou menší co do velikosti a tloušťky a větší co do počtu kolíků.Přeslechy BGA však vážně ovlivňují integritu signálu, čímž omezují použití balíčků BGA.Pojďme diskutovat o balení BGA a přeslechů BGA.
Balíčky Ball Grid Array
Balíček BGA je balíček pro povrchovou montáž, který používá malé kovové kuličky vodičů k montáži integrovaného obvodu.Tyto kovové kuličky tvoří mřížku nebo matricový vzor, který je uspořádán pod povrchem čipu a připojen k desce s plošnými spoji.
Balíček s kulovým mřížkovým polem (BGA).
Zařízení, která jsou zabalena v BGA, nemají na okraji čipu žádné kolíky ani vodiče.Místo toho je mřížkové pole umístěno na spodní straně čipu.Tato kulová mřížková pole se nazývají pájecí kuličky a fungují jako konektory pro pouzdro BGA.
Mikroprocesory, čipy WiFi a FPGA často používají balíčky BGA.V čipu pouzdra BGA umožňují pájecí kuličky proudění proudu mezi PCB a pouzdrem.Tyto pájecí kuličky jsou fyzicky spojeny s polovodičovým substrátem elektroniky.K vytvoření elektrického spojení se substrátem a matricí se používá lepení olova nebo flip-chip.Vodivá vyrovnání jsou umístěna uvnitř substrátu, což umožňuje přenos elektrických signálů ze spoje mezi čipem a substrátem do spoje mezi substrátem a kulovým mřížkovým polem.
Pouzdro BGA rozděluje připojovací vodiče pod matrici v maticovém vzoru.Toto uspořádání poskytuje větší počet svodů v pouzdru BGA než v plochých a dvouřadých pouzdrech.V olovnatém obalu jsou kolíky uspořádány na hranicích.každý pin pouzdra BGA nese kuličku pájky, která je umístěna na spodní ploše čipu.Toto uspořádání na spodním povrchu poskytuje větší plochu, což má za následek více kolíků, méně blokování a méně olovových zkratů.V pouzdru BGA jsou pájecí kuličky zarovnány nejvíce od sebe než v pouzdru s vývody.
Výhody balíčků BGA
Pouzdro BGA má kompaktní rozměry a vysokou hustotu pinů.pouzdro BGA má nízkou indukčnost, což umožňuje použití nižších napětí.Pole kulové mřížky je dobře rozmístěno, což usnadňuje zarovnání čipu BGA s PCB.
Některé další výhody balíčku BGA jsou:
- Dobrý odvod tepla díky nízkému tepelnému odporu obalu.
- Délka vývodu v pouzdrech BGA je kratší než v pouzdrech s vývody.Vysoký počet vodičů v kombinaci s menší velikostí činí pouzdro BGA vodivější, a tím zlepšuje výkon.
- Balíčky BGA nabízejí vyšší výkon při vysokých rychlostech ve srovnání s plochými balíky a dvojitými balíky v řadě.
- Rychlost a výtěžnost výroby desek plošných spojů se zvyšuje při použití zařízení s BGA.Proces pájení se stává jednodušším a pohodlnějším a balíčky BGA lze snadno přepracovat.
BGA přeslech
Pouzdra BGA mají určité nevýhody: pájecí kuličky nelze ohýbat, kontrola je obtížná kvůli vysoké hustotě obalu a velkosériová výroba vyžaduje použití drahého pájecího zařízení.
Pro snížení přeslechů BGA je kritické uspořádání BGA s nízkým přeslechem.
Balíčky BGA se často používají ve velkém počtu I/O zařízení.Signály vysílané a přijímané integrovaným čipem v pouzdře BGA mohou být rušeny vazbou energie signálu z jednoho vodiče na druhý.Přeslechy signálu způsobené vyrovnáním a nesouosostí pájecích kuliček v pouzdře BGA se nazývají přeslechy BGA.Konečná indukčnost mezi kulovými mřížkovými poli je jednou z příčin přeslechových efektů v pouzdrech BGA.Když se ve vodičích pouzdra BGA vyskytnou vysoké I/O proudové přechody (signály vniknutí), konečná indukčnost mezi poli kulové mřížky odpovídající signálnímu a zpětnému kolíku vytváří rušení napětí na substrátu čipu.Toto napěťové rušení způsobuje poruchu signálu, která je přenášena z pouzdra BGA jako šum, což má za následek přeslechový efekt.
V aplikacích, jako jsou síťové systémy s tlustými deskami plošných spojů, které používají průchozí otvory, může být přeslech BGA běžný, pokud nejsou přijata žádná opatření k odstínění průchozích otvorů.V takových obvodech mohou dlouhé průchozí otvory umístěné pod BGA způsobit významnou vazbu a generovat znatelné přeslechy.
Přeslech BGA závisí na umístění signálu narušitele a signálu oběti v poli kulové mřížky.Pro snížení přeslechů BGA je kritické uspořádání pouzdra BGA s nízkým přeslechem.Se softwarem Cadence Allegro Package Designer Plus mohou návrháři optimalizovat složité návrhy drátěných spojů a flip-chip s jednou nebo více matricemi;radiální směrování s plným úhlem push-squeeze pro řešení jedinečných problémů směrování návrhů substrátů BGA/LGA.a specifické kontroly DRC/DFA pro přesnější a efektivnější směrování.Specifické kontroly DRC/DFM/DFA zajišťují úspěšné návrhy BGA/LGA v jediném průchodu.K dispozici je také podrobná extrakce propojení, 3D modelování balíčků a integrita signálu a tepelná analýza s důsledky pro napájení.
Čas odeslání: 28. března 2023