Galvenie šī raksta punkti
- BGA iepakojumi ir kompakti un tiem ir augsts tapu blīvums.
- BGA pakotnēs signāla šķērsruna lodīšu izlīdzināšanas un novirzes dēļ tiek saukta par BGA šķērsrunu.
- BGA šķērsruna ir atkarīga no ielaušanās signāla un upura signāla atrašanās vietas lodīšu režģa masīvā.
Vairāku vārtu un tapu skaita IC integrācijas līmenis palielinās eksponenciāli.Šīs mikroshēmas ir kļuvušas uzticamākas, izturīgākas un vieglāk lietojamas, pateicoties lodīšu režģa masīva (BGA) pakotņu izstrādei, kas ir mazāka izmēra un biezuma un lielākas tapu skaita.Tomēr BGA šķērsruna nopietni ietekmē signāla integritāti, tādējādi ierobežojot BGA pakotņu izmantošanu.Apspriedīsim BGA iepakojumu un BGA šķērsrunu.
Lodīšu režģu masīvu paketes
BGA pakotne ir virsmas montāžas pakete, kurā integrētās shēmas uzstādīšanai tiek izmantotas nelielas metāla vadu lodītes.Šīs metāla bumbiņas veido režģa vai matricas rakstu, kas ir sakārtots zem mikroshēmas virsmas un savienots ar iespiedshēmas plati.
Lodīšu režģa masīva (BGA) pakotne
Ierīcēm, kas ir iepakotas BGA, mikroshēmas perifērijā nav tapu vai vadu.Tā vietā lodīšu režģa masīvs tiek novietots mikroshēmas apakšā.Šie lodīšu režģu bloki tiek saukti par lodēšanas lodītēm un darbojas kā BGA pakotnes savienotāji.
Mikroprocesori, WiFi mikroshēmas un FPGA bieži izmanto BGA pakotnes.BGA pakotnes mikroshēmā lodēšanas lodītes ļauj strāvai plūst starp PCB un iepakojumu.Šīs lodēšanas lodītes ir fiziski savienotas ar elektronikas pusvadītāju substrātu.Svina savienojumu vai flip-chip izmanto, lai izveidotu elektrisko savienojumu ar pamatni un presformu.Vadītspējīgi izlīdzinājumi atrodas substrātā, kas ļauj pārraidīt elektriskos signālus no savienojuma starp mikroshēmu un substrātu uz savienojumu starp substrātu un lodveida režģa bloku.
BGA pakotne sadala savienojuma vadus zem matricas matricas veidā.Šis izkārtojums nodrošina lielāku pievadu skaitu BGA pakotnē nekā plakanajos un divrindu pakotnēs.Svina iepakojumā tapas ir izvietotas pie robežām.katrai BGA iepakojuma tapai ir lodēšanas lodīte, kas atrodas uz mikroshēmas apakšējās virsmas.Šis izvietojums uz apakšējās virsmas nodrošina vairāk vietas, kā rezultātā ir vairāk tapu, mazāk bloķēšanas un mazāk šortu.BGA iepakojumā lodēšanas lodītes ir izvietotas vistālāk viena no otras nekā iepakojumā ar vadiem.
BGA pakešu priekšrocības
BGA pakotnei ir kompakti izmēri un augsts tapu blīvums.BGA paketei ir zema induktivitāte, kas ļauj izmantot zemākus spriegumus.Lodīšu režģa masīvs ir labi izvietots, atvieglojot BGA mikroshēmas izlīdzināšanu ar PCB.
Dažas citas BGA paketes priekšrocības ir:
- Laba siltuma izkliede, pateicoties iepakojuma zemajai termiskajai pretestībai.
- Vada garums BGA iepakojumos ir mazāks nekā iepakojumos ar pievadiem.Lielais vadu skaits apvienojumā ar mazāku izmēru padara BGA pakotni vadošāku, tādējādi uzlabojot veiktspēju.
- BGA pakotnes piedāvā augstāku veiktspēju lielā ātrumā, salīdzinot ar plakanajām pakotnēm un dubultām in-line pakotnēm.
- Izmantojot BGA iepakotas ierīces, palielinās PCB ražošanas ātrums un ražība.Lodēšanas process kļūst vienkāršāks un ērtāks, un BGA paketes var viegli pārstrādāt.
BGA šķērsruna
BGA pakotnēm ir daži trūkumi: lodēšanas lodītes nevar saliekt, pārbaude ir sarežģīta iepakojuma lielā blīvuma dēļ, un liela apjoma ražošanai ir jāizmanto dārgas lodēšanas iekārtas.
Lai samazinātu BGA šķērsrunu, BGA izkārtojums ar zemu šķērsrunu ir ļoti svarīgs.
BGA pakotnes bieži izmanto daudzās I/O ierīcēs.Signālus, ko pārraida un saņem ar integrētu mikroshēmu BGA paketē, var traucēt signāla enerģijas savienošana no viena vada uz otru.Signāla šķērsruna, ko izraisa lodēšanas lodīšu izlīdzināšana un novirze BGA paketē, tiek saukta par BGA šķērsrunu.Galīgā induktivitāte starp lodīšu režģu blokiem ir viens no šķērsrunu efektu cēloņiem BGA pakotnēs.Ja BGA pakotnes vados rodas lielas I/O strāvas pārejas (ielaušanās signāli), ierobežotā induktivitāte starp lodīšu režģa blokiem, kas atbilst signālam un atgriešanas tapām, rada sprieguma traucējumus mikroshēmas substrātā.Šie sprieguma traucējumi izraisa signāla traucējumus, kas tiek pārraidīti no BGA pakotnes kā troksnis, kā rezultātā rodas šķērsrunas efekts.
Tādās lietojumprogrammās kā tīkla sistēmas ar biezām PCB, kurās tiek izmantoti caurumi, BGA šķērsruna var būt izplatīta, ja netiek veikti nekādi pasākumi, lai aizsargātu caurumus.Šādās shēmās garie caurumi, kas novietoti zem BGA, var izraisīt ievērojamu savienojumu un radīt ievērojamus šķērsrunas traucējumus.
BGA šķērsruna ir atkarīga no ielaušanās signāla un upura signāla atrašanās vietas lodīšu režģa masīvā.Lai samazinātu BGA šķērsrunu, ļoti svarīgi ir izveidot BGA pakotnes ar zemu šķērsrunu.Izmantojot Cadence Allegro Package Designer Plus programmatūru, dizaineri var optimizēt sarežģītus viena un vairāku diegu stiepļu savienojumu un flip-chip dizainus;Radiāla, pilna leņķa push-squeeze maršrutēšana, lai risinātu unikālās maršrutēšanas problēmas, kas saistītas ar BGA/LGA substrātu dizainu.un īpašas KDR/DFA pārbaudes precīzākai un efektīvākai maršrutēšanai.Īpašas DRC/DFM/DFA pārbaudes nodrošina veiksmīgu BGA/LGA dizainu vienā piegājienā.Tiek nodrošināta arī detalizēta starpsavienojumu ekstrakcija, 3D pakotņu modelēšana un signāla integritātes un termiskā analīze ar barošanas avota ietekmi.
Izlikšanas laiks: 28-2023. gada marts