Punctele cheie ale acestui articol
- Pachetele BGA au dimensiuni compacte și au o densitate mare a pinii.
- În pachetele BGA, diafonia semnalului datorată alinierii și nealinierii bilelor se numește diafonie BGA.
- Diafonia BGA depinde de locația semnalului de intrus și a semnalului de victimă în matricea grilei bile.
În circuitele integrate multi-gate și cu număr de pin, nivelul de integrare crește exponențial.Aceste cipuri au devenit mai fiabile, robuste și mai ușor de utilizat datorită dezvoltării pachetelor BGA (ball grid array), care sunt mai mici ca dimensiune și grosime și mai mari ca număr de pini.Cu toate acestea, diafonia BGA afectează grav integritatea semnalului, limitând astfel utilizarea pachetelor BGA.Să discutăm despre ambalarea BGA și diafonia BGA.
Pachete Ball Grid Array
Un pachet BGA este un pachet de montare pe suprafață care folosește minuscule bile metalice pentru a monta circuitul integrat.Aceste bile metalice formează un model de grilă sau matrice care este aranjat sub suprafața cipului și conectat la placa de circuit imprimat.
Un pachet BGA (ball grid array).
Dispozitivele care sunt ambalate în BGA nu au pini sau cabluri la periferia cipului.În schimb, matricea grilă cu bile este plasată pe partea de jos a cipului.Aceste matrice de grilă cu bile se numesc bile de lipit și acționează ca conectori pentru pachetul BGA.
Microprocesoarele, cipurile WiFi și FPGA-urile folosesc adesea pachete BGA.Într-un cip de pachet BGA, bilele de lipit permit curentului să circule între PCB și pachet.Aceste bile de lipit sunt conectate fizic la substratul semiconductor al electronicii.Lipirea plumbului sau flip-chip este utilizată pentru a stabili conexiunea electrică la substrat și matriță.Aliniamentele conductoare sunt situate în interiorul substratului, permițând semnalelor electrice să fie transmise de la joncțiunea dintre cip și substrat la joncțiunea dintre substrat și rețeaua de bile.
Pachetul BGA distribuie cablurile de conectare sub matriță într-un model de matrice.Acest aranjament oferă un număr mai mare de lead-uri într-un pachet BGA decât în pachetele plate și cu două rânduri.Într-un pachet cu plumb, știfturile sunt aranjate la granițe.fiecare știft al pachetului BGA poartă o bilă de lipit, care se află pe suprafața inferioară a cipului.Acest aranjament pe suprafața inferioară oferă mai multă suprafață, rezultând mai mulți știfturi, mai puține blocări și mai puține scurte de plumb.Într-un pachet BGA, bilele de lipit sunt aliniate cel mai mult decât într-un pachet cu cabluri.
Avantajele pachetelor BGA
Pachetul BGA are dimensiuni compacte și densitate mare a pinii.pachetul BGA are inductanță scăzută, permițând utilizarea unor tensiuni mai mici.Matricea grilă bile este bine distanțată, ceea ce face mai ușoară alinierea cipul BGA cu PCB.
Alte avantaje ale pachetului BGA sunt:
- Bună disipare a căldurii datorită rezistenței termice scăzute a pachetului.
- Lungimea plumbului în pachetele BGA este mai scurtă decât în pachetele cu cabluri.Numărul mare de cabluri combinat cu dimensiunea mai mică face pachetul BGA mai conductiv, îmbunătățind astfel performanța.
- Pachetele BGA oferă performanțe mai mari la viteze mari în comparație cu pachetele plate și pachetele duble în linie.
- Viteza și randamentul producției de PCB crește atunci când se utilizează dispozitive ambalate în BGA.Procesul de lipire devine mai ușor și mai convenabil, iar pachetele BGA pot fi reproiectate cu ușurință.
BGA Crosstalk
Pachetele BGA au unele dezavantaje: bilele de lipit nu pot fi îndoite, inspecția este dificilă din cauza densității mari a pachetului, iar producția de volum mare necesită utilizarea unor echipamente scumpe de lipit.
Pentru a reduce diafonia BGA, un aranjament BGA cu diafonie scăzută este critic.
Pachetele BGA sunt adesea folosite într-un număr mare de dispozitive I/O.Semnalele transmise și primite de un cip integrat într-un pachet BGA pot fi perturbate de cuplarea energiei semnalului de la un cablu la altul.Diafonia semnalului cauzată de alinierea și dezalinierea bilelor de lipit dintr-un pachet BGA se numește diafonie BGA.Inductanța finită dintre rețelele de grilă bile este una dintre cauzele efectelor de diafonie în pachetele BGA.Când tranzitorii mari de curent I/O (semnale de intruziune) apar în cablurile pachetului BGA, inductanța finită dintre rețelele de grilă bile corespunzătoare semnalului și pinii de retur creează interferențe de tensiune pe substratul cipului.Această interferență de tensiune provoacă o eroare a semnalului care este transmisă din pachetul BGA ca zgomot, rezultând un efect de diafonie.
În aplicații precum sistemele de rețea cu PCB-uri groase care folosesc găuri de trecere, diafonia BGA poate fi obișnuită dacă nu se iau măsuri pentru a proteja găurile de trecere.În astfel de circuite, găurile de trecere lungi plasate sub BGA pot provoca o cuplare semnificativă și pot genera interferențe de diafonie vizibile.
Diafonia BGA depinde de locația semnalului de intrus și a semnalului de victimă în matricea grilei bile.Pentru a reduce diafonia BGA, un aranjament de pachet BGA cu diafonie scăzută este critic.Cu software-ul Cadence Allegro Package Designer Plus, proiectanții pot optimiza modelele complexe cu o singură matriță și mai multe matrițe și modele flip-chip;rutare radială, cu unghi complet push-squeeze, pentru a aborda provocările unice de rutare ale designurilor de substrat BGA/LGA.și verificări specifice DRC/DFA pentru o rutare mai precisă și mai eficientă.Verificările specifice DRC/DFM/DFA asigură proiecte BGA/LGA de succes într-o singură trecere.Sunt furnizate, de asemenea, extracția detaliată a interconexiunii, modelarea pachetului 3D și integritatea semnalului și analiza termică cu implicații de alimentare.
Ora postării: 28-mar-2023