Gibt es irgendeine Art von Standard- oder Standardabmessungen, die definieren, wie BGA-Escape-Vias und Routing-Trace / -Raum bei einem Abstand von 0,8 mm aussehen sollen? Wenn nicht, welche Dimensionen sind am wirtschaftlichsten zu verwenden?
Mehrere Dokumente, die ich bei der Online-Suche gefunden habe, behandeln Durchkontaktierungen und Routing-Dimensionen auf der oberen und unteren Ebene, jedoch nicht auf der inneren Ebene. Soweit ich weiß, benötigen die inneren Schichten ein Antipad, was sie restriktiver macht als die äußeren Schichten. Daher sollten dies die Fahrdimensionen sein, aber ich kann nicht viel dazu finden.
Ich habe ein Dokument mit den BGA / PCB Interconnect Design Guidelines gefunden , in dem der Abstand von 0,8 mm behandelt wurde (Suche nach "0,8 mm"). Es heißt, dass mit einem Loch / Antipad von 10/28 mil nur 3,5 mil in den Flugzeugen verbleiben und das ist nicht gut. Es heißt weiter, dass mit 8/26 für Loch / Antipad immer noch nur 5,5 mil übrig bleiben, und Sie sollten nur Microvias verwenden.
Ich sehe jedoch, dass einige Hersteller 8 mil Innenabstände (Antipad?) Anbieten. Könnten Sie also nicht 8 mil Löcher mit einem 24 mil Antipad verwenden und viel Kupfer auf der Grundplatte übrig haben?
Ich habe dieses NXP-Dokument gefunden: PCB-Layout-Richtlinien für NXP-MCUs in BGA-Paketen . Es hat einen schönen, aber sehr verwirrenden Tisch. Es zeigt im Allgemeinen Standardlochgrößen, wie sie von PCB-Herstellern (12 mil, 8 mil, in mm) als Bohrgröße angegeben werden, und fertige Größen, die viel zu klein sind. Das Pad zum Bohren der Größe für 1 mm Pitch wäre ein ganz normales 12/21 Via, aber die "fertige Größe" ist 7 mil! Meines Wissens nach arbeiten Leiterplattenhersteller mit der fertigen Lochgröße und nicht mit der Bohrgröße. Was ist hier los? (oder nach meinem Verständnis?)
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Antworten:
Ich würde gerne sagen, es gibt eine einfache Antwort, aber es gibt nicht zu viele Variablen.
Sie können das Problem jedoch auflösen.
Die Größen, die Sie auswählen, hängen hauptsächlich von den Fähigkeiten der von Ihnen verwendeten Fabrik ab.
Wählen Sie für niedrige Kosten, Zuverlässigkeit und hohe Ausbeute die größten Durchkontaktierungen und Leiterbahnen, die Sie verwenden können, und halten Sie dabei die ringförmigen Ringe so groß wie möglich und die Leiterbahnen so weit und beabstandet wie möglich.
Werfen Sie einen Blick auf die Fähigkeiten der von Ihnen ausgewählten Lieferanten und fragen Sie sie um Rat, schließlich sind es diejenigen, die garantieren müssen, dass sie es schaffen. zB Grafikfähigkeiten
Graphic PLC bietet wie andere Standard-, Low-Yield- und Entwicklungsfeature-Größen an.
Ihr Fluchtplan hängt vor allem auch von den Parametern Ihrer Leiterplatte ab.
Wie viele Schichten brauchen Sie? Wie viele Zeilen müssen Sie in Ihrem BGA entkommen? Im Allgemeinen benötigen Sie (N / 2) -2 Layer, wobei N die größte Anzahl der Zeilen oder Spalten in Ihrer BGA ist. Wenn Sie jedoch Microvias verwenden, wird es einfacher. Denken Sie daran, dass Sie normalerweise nicht alle Signale entkoppeln müssen. GND und Power können häufig direkt auf die Flugzeuge übertragen werden.
Entscheiden Sie sich also für: Verwenden Sie herkömmliche Vias, Blind Vias, Buried Vias, Microvias oder Microvia-in-Pad?
Die Mindestabmessungen des Durchkontaktierungsbohrers werden teilweise durch die Schichtpaardicke (2: 1 ist eine gute Ausgangsregel) und die Art des PCB-Materials gesteuert. Härtere, dickere Materialien bedeuten größere Bohrer.
Verwenden Sie 18um oder 36um Kupfer, möchten Sie möglicherweise das letztere, wenn ein anderer Teil Ihrer Schaltung einen hohen Strom führt oder Ihre Signalintegritätsregeln eine Rolle bei Ihrer Entscheidungsfindung spielen? Größeres Kupfer bedeutet mehr Hinterschnitt, was bedeutet, dass mehr Toleranz erforderlich ist.
Sie müssen also zunächst entscheiden, welche Platinenkonstruktion Sie angesichts Ihrer Kostenbeschränkungen in dem Volumen, das Sie kaufen möchten, vertragen können, und dann Ihre Designbeschränkungen darauf aufbauen, indem Sie die Fähigkeiten der zu verwendenden Fab und die von Ihnen benötigte Technologie betrachten.
Der Grund, warum Hersteller fertige Lochgrößen verwenden, besteht darin, dass der erforderliche Bohrer 0,1 bis 0,2 mm größer ist als die fertige Lochgröße. Wenn Sie also ein fertiges Loch von 0,5 mm wünschen, bohrt der Hersteller 0,7 mm und plattiert es dann mit 0,1 mm Kupfer auf 0,5 mm. Die fertige Größe erscheint also klein, aber ein größerer Bohrer kann verwendet werden.
Haben Sie keine Angst vor kleinen Feature-Größen. Sie werden überrascht sein, wie klein die Bohrer sein können, z. B. kann Graphic mit einem herkömmlichen Bohrer 0,15 mm große Löcher bohren, wenn das Material 0,2 mm dick ist! Kleinere Bohrer sind jedoch teurer, da sie häufiger brechen. Daher müssen sie regelmäßig ersetzt werden (idealerweise vor dem Brechen). Da sie mehr davon verwenden und ein kleiner Trick sind, kosten sie mehr, um ersetzt zu werden.
Die Mindestgröße des Via-Pads wird durch die Bohrergröße und die Bohrertoleranz definiert. Normalerweise ist die Bohrgröße (nicht fertige Größe) + 0,1 mm ein Minimum. Das hängt aber von Ertrag und Fertigungstoleranzen ab. Offensichtlich ist größer besser, wenn Sie Platz haben und nicht mit 10 GHz arbeiten.
Ok, ein
gelungenes Beispiel: Mit einem 358-poligen UBGA-Teil, einem Altera Arria GX.
Wenn ich mir die Daten von Graphic anschaue, kann ich ein 0,25-faches Loch (dh einen 0,45-fachen Bohrer) mit einem 0,45-fachen Ring auswählen. Ich werde die Oberseite zelten.
Ohne Power-Pins habe ich 5 Reihen zu entkommen. Im Idealfall brauche ich 4 Schichten.
Versuchen wir es ohne etwas Exotisches (Kostensenkung)
Durchkontaktierungen 0,25 fertig 0,45 Pad-
Spuren 0,15 mm, Mindestabstand 0,1 mm
BGA-Pads auf dem Bibliothekssymbol sind 0,45 Nicht maskendefiniert
Das sieht so aus:
Sehen Sie, wir haben es auf drei der vier Ebenen geschafft, und es sieht so aus, als könnten wir noch einige Verbesserungen vornehmen. Wir könnten die Spur verkleinern und die ringförmigen Ringe vergrößern oder Microvia-in-Pad verwenden, um die Anzahl der Schichten zu verringern.
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Die einfache Antwort lautet: Es kommt darauf an, welches Unternehmen Ihre Käufer für PWB-Bestellungen von Fine-Pitch-Teilen verwenden.
Hinzugefügt: Meiner Erfahrung nach kann ein guter Einkäufer und Ingenieur mit einer Hebelwirkung im Einkauf durch Verhandlungen mehr signifikante Kostensenkungen erzielen als durch Design! Wenn es sich jedoch um ein neues Design handelt, sind die Basiskosten normalerweise nicht bekannt, aber ich habe gesehen und Geschäfte mit 10% Rabatt auf den gesamten Standard getätigt. fabelhaft Kosten. nur durch Verhandlung.
Bezüglich der BGA-Geräte-Layout-Empfehlungen mit 0,8 mm Rastermaß biete ich Folgendes an, um dies mit Ihrem Hersteller zu besprechen, falls Sie sich nicht sicher sind.
Standard-BGA-Designrichtlinien, IPC 6012B Klasse 2.
Bitte beachten Sie, dass die wichtigsten "Funktionen": "Bevorzugte" und "minimale" Leiterbahnbreite / -abstand / Durchkontaktierungsgröße / Durchkontaktierungsdurchmesser die Produktkosten beeinflussen können oder nicht. "Minimum" impliziert jedoch im Allgemeinen geringere Erträge als "Bevorzugte" und verborgene Kostensteigerungen im Angebot ergeben sich.
Das IPC Design Guideline-Buch ist in Ihrer Bibliothek unerlässlich, siehe unten. Genauso wie eine enge Kommunikation mit dem technischen Support Ihres Board-Shops.
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Offensichtlich sind diese Abmessungen genau das, was erforderlich ist, um dem BGA-Muster zu entgehen. Falls gewünscht, können Sie die Spurbreite ändern, um die gewünschte Impedanz zu erreichen, nachdem Sie unter dem BGA herausgekommen sind. In den meisten Fällen beeinträchtigt die Kurzspur unter dem BGA die Signalintegrität nicht wesentlich.
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