A cikk legfontosabb pontjai
- A BGA-csomagok kompakt méretűek és nagy tűsűrűséggel rendelkeznek.
- A BGA-csomagokban a labdaigazításból és eltolódásból eredő jeláthallást BGA-áthallásnak nevezik.
- A BGA áthallás a behatoló jel és az áldozat jelének helyétől függ a golyós rács tömbben.
A többkapus és pin-count IC-kben az integráció szintje exponenciálisan növekszik.Ezek a chipek megbízhatóbbak, robusztusabbak és könnyebben használhatók lettek a kisebb méretű és vastagságú, valamint a csapok számában nagyobb golyós rácstömb (BGA) kifejlesztésének köszönhetően.A BGA áthallás azonban súlyosan befolyásolja a jel integritását, így korlátozza a BGA-csomagok használatát.Beszéljük meg a BGA csomagolást és a BGA áthallást.
Ball Grid Array csomagok
A BGA csomag egy felületre szerelhető csomag, amely apró fém vezetőgolyókat használ az integrált áramkör felszereléséhez.Ezek a fémgolyók rácsot vagy mátrixmintát alkotnak, amely a chip felülete alatt van elrendezve, és a nyomtatott áramköri laphoz csatlakozik.
Ball grid array (BGA) csomag
A BGA-ba csomagolt eszközöknek nincs érintkezője vagy vezetéke a chip perifériáján.Ehelyett a golyós rács tömb a chip aljára kerül.Ezeket a golyós rácstömböket forrasztógolyóknak nevezik, és a BGA-csomag csatlakozóiként funkcionálnak.
A mikroprocesszorok, WiFi chipek és FPGA-k gyakran használnak BGA-csomagokat.A BGA-csomag chipben a forrasztógolyók lehetővé teszik az áram áramlását a PCB és a csomag között.Ezek a forrasztógolyók fizikailag csatlakoznak az elektronika félvezető hordozójához.Ólomkötést vagy flip-chip-et használnak az aljzathoz és a szerszámhoz való elektromos csatlakozás létrehozásához.A vezetőképes igazítások a hordozón belül helyezkednek el, lehetővé téve az elektromos jelek továbbítását a chip és a hordozó közötti csomóponttól a hordozó és a gömbrács közötti csomópontig.
A BGA csomag mátrixmintában osztja el a csatlakozó vezetékeket a szerszám alatt.Ez az elrendezés nagyobb számú vezetéket biztosít egy BGA-csomagban, mint a lapos és kétsoros csomagokban.Ólmozott csomagolásban a csapok a határokon vannak elrendezve.a BGA csomag minden tűje egy forrasztógolyót hordoz, amely a chip alsó felületén található.Ez az elrendezés az alsó felületen nagyobb területet biztosít, ami több csapot, kevesebb blokkolást és kevesebb rövidzárlatot eredményez.A BGA-csomagban a forrasztógolyók a legtávolabb helyezkednek el egymástól, mint a vezetékekkel ellátott csomagban.
A BGA csomagok előnyei
A BGA csomag kompakt méretekkel és nagy tűsűrűséggel rendelkezik.a BGA csomag alacsony induktivitással rendelkezik, ami lehetővé teszi alacsonyabb feszültségek használatát.A gömbrács jól elhelyezett, így könnyebben igazítható a BGA chip a PCB-hez.
A BGA csomag további előnyei:
- Jó hőleadás a csomagolás alacsony hőellenállása miatt.
- A BGA-csomagok vezetékhossza rövidebb, mint a vezetékekkel ellátott csomagokban.A vezetékek nagy száma a kisebb mérettel kombinálva vezetőbbé teszi a BGA-csomagot, így javítva a teljesítményt.
- A BGA-csomagok nagyobb teljesítményt nyújtanak nagy sebesség mellett, mint a lapos csomagok és a dupla soros csomagok.
- A NYÁK-gyártás sebessége és hozama megnő, ha BGA-csomagolású eszközöket használunk.A forrasztási folyamat könnyebbé és kényelmesebbé válik, a BGA-csomagok pedig könnyen átdolgozhatók.
BGA áthallás
A BGA-csomagoknak van néhány hátránya: a forrasztógolyók nem hajlíthatók, a csomagolás nagy sűrűsége miatt nehéz az ellenőrzés, és a nagy volumenű gyártáshoz drága forrasztóberendezések használata szükséges.
A BGA áthallás csökkentése érdekében kritikus fontosságú az alacsony áthallású BGA elrendezés.
A BGA-csomagokat gyakran használják számos I/O-eszközben.A BGA-csomagban lévő integrált chip által továbbított és vett jeleket megzavarhatja az egyik vezetékről a másikra történő jelenergia csatolás.A BGA-csomagban lévő forrasztógolyók igazítása és eltolódása által okozott jeláthallást BGA-áthallásnak nevezik.A gömbrács tömbök közötti véges induktivitás az egyik oka az áthallási effektusoknak a BGA csomagokban.Amikor nagy I/O áram tranziensek (behatolási jelek) fordulnak elő a BGA-csomag vezetékeiben, a jelnek megfelelő gömbrács-tömbök és a visszatérő érintkezők közötti véges induktivitás feszültséginterferenciát hoz létre a chip hordozóján.Ez a feszültség-interferencia jelzavart okoz, amely a BGA-csomagból zajként továbbítódik, és áthallási effektust eredményez.
Az olyan alkalmazásokban, mint például a vastag PCB-ket tartalmazó hálózati rendszerek, amelyek átmenőlyukakat használnak, a BGA áthallás gyakori lehet, ha nem tesznek semmit az átmenő lyukak árnyékolására.Az ilyen áramkörökben a BGA alatt elhelyezett hosszú átmenőlyukak jelentős csatolást okozhatnak, és észrevehető áthallási interferenciát okozhatnak.
A BGA áthallás a behatoló jel és az áldozat jelének helyétől függ a golyós rács tömbben.A BGA áthallás csökkentése érdekében kritikus fontosságú az alacsony áthallású BGA csomagok elrendezése.A Cadence Allegro Package Designer Plus szoftverrel a tervezők optimalizálhatják az összetett egy- és többszerszámos drótkötéses és flip-chip kialakításokat;sugárirányú, teljes szögben nyomó-sajtolható útválasztás a BGA/LGA szubsztrátumok egyedi útválasztási kihívásainak kezelésére.és speciális DRC/DFA ellenőrzések a pontosabb és hatékonyabb útválasztás érdekében.A speciális DRC/DFM/DFA ellenőrzések biztosítják a sikeres BGA/LGA tervezést egyetlen lépésben.Részletes összeköttetés-kivonás, 3D-s csomagmodellezés, valamint tápellátási vonatkozású jelintegritás és hőelemzés is rendelkezésre áll.
Feladás időpontja: 2023. március 28