Ključne tačke ovog članka
- BGA paketi su kompaktne veličine i imaju veliku gustoću pinova.
- U BGA paketima, preslušavanje signala zbog poravnanja kuglice i neusklađenosti naziva se BGA preslušavanje.
- BGA preslušavanje zavisi od lokacije signala uljeza i signala žrtve u nizu kuglične mreže.
U multi-gejt i pin-count IC-ima, nivo integracije raste eksponencijalno.Ovi čipovi su postali pouzdaniji, robusniji i jednostavniji za upotrebu zahvaljujući razvoju paketa loptastog rešetkastog niza (BGA), koji su manji po veličini i debljini i veći po broju pinova.Međutim, BGA preslušavanje ozbiljno utiče na integritet signala, čime se ograničava upotreba BGA paketa.Hajde da razgovaramo o BGA pakovanju i BGA preslušavanju.
Ball Grid Array paketi
BGA paket je paket za površinsku montažu koji koristi sićušne metalne provodničke kuglice za montiranje integrisanog kola.Ove metalne kuglice formiraju mrežu ili matrični uzorak koji je raspoređen ispod površine čipa i povezan sa štampanom pločom.
Paket kuglične mreže (BGA).
Uređaji koji su upakovani u BGA nemaju pinove ili izvode na periferiji čipa.Umjesto toga, na dnu čipa je postavljena kuglasta mreža.Ovi nizovi kuglične mreže se nazivaju kuglice za lemljenje i djeluju kao konektori za BGA paket.
Mikroprocesori, WiFi čipovi i FPGA često koriste BGA pakete.U čipu BGA paketa, kuglice za lemljenje dozvoljavaju struji da teče između PCB-a i kućišta.Ove kuglice za lemljenje su fizički povezane sa poluvodičkom podlogom elektronike.Vezivanje olova ili flip-chip se koristi za uspostavljanje električne veze sa podlogom i matricom.Konduktivna poravnanja su smještena unutar podloge i omogućavaju prijenos električnih signala od spoja između čipa i supstrata do spoja između podloge i kuglične mreže.
BGA paket distribuira priključne vodove ispod matrice u matričnom uzorku.Ovaj raspored obezbeđuje veći broj izvoda u BGA paketu nego u ravnim i dvorednim paketima.U olovnom pakovanju, igle su raspoređene na ivicama.svaki pin BGA paketa nosi kuglicu za lemljenje, koja se nalazi na donjoj površini čipa.Ovaj raspored na donjoj površini pruža više površine, što rezultira više iglica, manje blokiranja i manje olovnih kratkih spojeva.U BGA paketu, kuglice za lemljenje su najdalje poređane nego u paketu sa vodovima.
Prednosti BGA paketa
BGA paket ima kompaktne dimenzije i veliku gustoću pinova.BGA paket ima nisku induktivnost, što omogućava upotrebu nižih napona.Niz kuglične mreže je dobro raspoređen, što olakšava poravnavanje BGA čipa sa PCB-om.
Neke druge prednosti BGA paketa su:
- Dobra disipacija topline zbog niske toplinske otpornosti pakovanja.
- Dužina elektrode kod BGA paketa je kraća nego kod pakovanja sa provodnicima.Veliki broj vodova u kombinaciji sa manjom veličinom čini BGA paket provodljivijim, čime se poboljšavaju performanse.
- BGA paketi nude veće performanse pri velikim brzinama u poređenju sa ravnim paketima i duplim in-line paketima.
- Brzina i prinos proizvodnje PCB-a se povećavaju kada se koriste BGA-upakovani uređaji.Proces lemljenja postaje lakši i praktičniji, a BGA paketi se mogu lako preraditi.
BGA preslušavanje
BGA paketi imaju neke nedostatke: kuglice za lemljenje se ne mogu savijati, pregled je otežan zbog velike gustine pakovanja, a proizvodnja velikog obima zahtijeva korištenje skupe opreme za lemljenje.
Za smanjenje BGA preslušavanja, BGA aranžman sa niskim preslušavanjem je kritičan.
BGA paketi se često koriste u velikom broju I/O uređaja.Signali koji se prenose i primaju od strane integrisanog čipa u BGA paketu mogu biti poremećeni spajanjem energije signala sa jednog kabla na drugi.Preslušavanje signala uzrokovano poravnanjem i neusklađenošću kuglica za lemljenje u BGA paketu naziva se BGA preslušavanje.Konačna induktivnost između nizova kuglične mreže jedan je od uzroka efekata preslušavanja u BGA paketima.Kada se visoki I/O strujni tranzijenti (upadni signali) pojave u vodovima BGA paketa, konačna induktivnost između nizova kuglične mreže koja odgovara signalnim i povratnim pinovama stvara interferenciju napona na podlozi čipa.Ova interferencija napona uzrokuje kvar signala koji se prenosi iz BGA paketa kao šum, što rezultira efektom preslušavanja.
U aplikacijama kao što su mrežni sistemi sa debelim PCB-ima koji koriste prolazne rupe, BGA preslušavanje može biti uobičajeno ako se ne preduzmu mere za zaštitu prolaznih rupa.U takvim kolima, dugi prolazni otvori postavljeni ispod BGA mogu uzrokovati značajno spajanje i generirati primjetne smetnje u preslušavanju.
BGA preslušavanje zavisi od lokacije signala uljeza i signala žrtve u nizu kuglične mreže.Za smanjenje BGA preslušavanja, kritičan je aranžman BGA paketa sa niskim preslušavanjem.Sa softverom Cadence Allegro Package Designer Plus, dizajneri mogu optimizirati složene jednostruke i višestruke žičane i flip-chip dizajne;radijalno glodanje pod punim uglom za rešavanje jedinstvenih izazova usmeravanja BGA/LGA dizajna supstrata.i specifične DRC/DFA provjere za preciznije i efikasnije rutiranje.Specifične DRC/DFM/DFA provjere osiguravaju uspješne BGA/LGA dizajne u jednom prolazu.takođe su obezbeđeni detaljna ekstrakcija interkonekcije, 3D modeliranje paketa, integritet signala i termalna analiza sa implikacijama na napajanje.
Vrijeme objave: Mar-28-2023