Ключові моменти цієї статті
- Корпуси BGA мають компактні розміри та високу щільність контактів.
- У корпусах BGA перехресні перешкоди сигналу через вирівнювання та зміщення кульок називають перехресними перешкодами BGA.
- Перехресні перешкоди BGA залежать від розташування сигналу порушника та сигналу жертви в масиві кулькової сітки.
У мікросхемах з декількома затворами та кількістю контактів рівень інтеграції зростає експоненціально.Ці мікросхеми стали надійнішими, надійнішими та зручнішими у використанні завдяки розробці корпусів BGA, які мають менший розмір і товщину та мають більшу кількість контактів.Однак перехресні перешкоди BGA сильно впливають на цілісність сигналу, таким чином обмежуючи використання корпусів BGA.Давайте обговоримо упаковку BGA та перехресні перешкоди BGA.
Пакети масивів Ball Grid
Корпус BGA — це корпус для поверхневого монтажу, який використовує крихітні металеві провідні кульки для кріплення інтегральної схеми.Ці металеві кульки утворюють сітку або матрицю, яка розташована під поверхнею чіпа та з’єднана з друкованою платою.
Пакет кулькової сітки (BGA).
Пристрої, упаковані в BGA, не мають контактів або проводів на периферії мікросхеми.Замість цього масив кулькової сітки розміщено на нижній частині мікросхеми.Ці масиви кулькових сіток називаються кульками для припою та діють як роз’єми для корпусу BGA.
Мікропроцесори, мікросхеми WiFi і FPGA часто використовують пакети BGA.У корпусній мікросхемі BGA кульки припою пропускають струм між друкованою платою та корпусом.Ці кульки припою фізично з’єднані з напівпровідниковою підкладкою електроніки.Для встановлення електричного з’єднання з підкладкою та матрицею використовується зв’язування свинцю або фліп-чіп.Провідні лінії розташовані всередині підкладки, що дозволяє передавати електричні сигнали від з’єднання між мікросхемою та підкладкою до з’єднання між підкладкою та масивом кулькової сітки.
Пакет BGA розподіляє з’єднувальні проводи під матрицею за матричною схемою.Таке розташування забезпечує більшу кількість проводів у корпусі BGA, ніж у плоскому та дворядному корпусі.У свинцевому пакеті штифти розташовані по краях.кожен контакт корпусу BGA містить кульку припою, яка розташована на нижній поверхні мікросхеми.Таке розташування на нижній поверхні забезпечує більшу площу, в результаті чого більше кеглів, менше блокування та менше шортів.У BGA-корпусі кульки припою розташовані далі одна від одної, ніж у корпусі з проводами.
Переваги BGA-пакетів
Корпус BGA має компактні розміри та високу щільність контактів.корпус BGA має низьку індуктивність, що дозволяє використовувати нижчі напруги.Масив кулькової сітки добре розподілений, що полегшує вирівнювання мікросхеми BGA з друкованою платою.
Деякі інші переваги пакета BGA:
- Хороша тепловіддача завдяки низькому термічному опору упаковки.
- Довжина кабелю в корпусах BGA коротша, ніж у корпусах з проводами.Велика кількість проводів у поєднанні з меншим розміром робить пакет BGA більш провідним, таким чином покращуючи продуктивність.
- BGA-пакети пропонують вищу продуктивність на високих швидкостях порівняно з плоскими пакетами та дворядними пакетами.
- Швидкість і продуктивність виробництва друкованих плат зростає при використанні пристроїв у корпусі BGA.Процес пайки стає легшим і зручнішим, а корпуси BGA легко переробляються.
Перехресні перешкоди BGA
Корпуси BGA мають певні недоліки: кульки припою неможливо зігнути, перевірка утруднена через високу щільність корпусу, а виробництво великих обсягів вимагає використання дорогого паяльного обладнання.
Щоб зменшити перехресні перешкоди BGA, розташування BGA з низьким перехресним впливом має вирішальне значення.
Пакети BGA часто використовуються у великій кількості пристроїв введення-виведення.Сигнали, що передаються та приймаються інтегрованою мікросхемою в корпусі BGA, можуть бути порушені зв’язком енергії сигналу від одного проводу до іншого.Перехресні перешкоди сигналу, викликані вирівнюванням і зміщенням кульок припою в корпусі BGA, називаються перехресними перешкодами BGA.Кінцева індуктивність між масивами кулькової сітки є однією з причин перехресних перешкод у корпусах BGA.Коли в проводах корпусу BGA виникають високі перехідні процеси струму вводу/виводу (сигнали вторгнення), кінцева індуктивність між масивами кулькової сітки, що відповідають сигнальним і зворотним контактам, створює перешкоди напруги на підкладці мікросхеми.Ці перешкоди напруги викликають збій сигналу, який передається з корпусу BGA у вигляді шуму, що призводить до ефекту перехресних перешкод.
У таких додатках, як мережеві системи з товстими друкованими платами, які використовують наскрізні отвори, перехресні перешкоди BGA можуть бути звичайними, якщо не вжити заходів для екранування наскрізних отворів.У таких схемах довгі прохідні отвори, розташовані під BGA, можуть спричинити значний зв’язок і створювати помітні перехресні перешкоди.
Перехресні перешкоди BGA залежать від розташування сигналу порушника та сигналу жертви в масиві кулькової сітки.Щоб зменшити перехресні перешкоди BGA, розташування корпусу BGA з низьким перехресним впливом має вирішальне значення.Завдяки програмному забезпеченню Cadence Allegro Package Designer Plus дизайнери можуть оптимізувати складні одно- та багатокристалічні конструкції дротяних і фліп-чіпів;радіальна повнокутова маршрутизація натисканням і стисканням для вирішення унікальних проблем маршрутизації конструкцій підкладок BGA/LGA.і спеціальні перевірки DRC/DFA для більш точної та ефективної маршрутизації.Спеціальні перевірки DRC/DFM/DFA забезпечують успішне проектування BGA/LGA за один прохід.Також надається детальне виділення з’єднань, 3D-моделювання упаковки, а також цілісність сигналу та термічний аналіз із наслідками джерела живлення.
Час публікації: 28 березня 2023 р