Selle artikli põhipunktid
- BGA-paketid on kompaktse suurusega ja neil on suur kontaktide tihedus.
- BGA-pakettides nimetatakse kuuli joondusest ja valest joondamisest tingitud signaali ülekõnet BGA-ristkõneks.
- BGA ülekõne oleneb sissetungija signaali ja ohvri signaali asukohast kuulvõre massiivis.
Mitmevärava ja pin-count-i IC-de puhul suureneb integratsiooni tase eksponentsiaalselt.Need kiibid on muutunud töökindlamaks, vastupidavamaks ja hõlpsasti kasutatavaks tänu ball grid array (BGA) pakettide väljatöötamisele, mis on väiksema suuruse ja paksusega ning suurema tihvtide arvuga.BGA-risttalk mõjutab aga tõsiselt signaali terviklikkust, piirates seega BGA-pakettide kasutamist.Arutame BGA pakendi ja BGA läbirääkimise üle.
Pallvõre massiivi paketid
BGA-pakett on pindpaigalduspakett, mis kasutab integraallülituse paigaldamiseks pisikesi metallist juhtkuulikesi.Need metallkuulid moodustavad ruudustiku või maatriksmustri, mis on paigutatud kiibi pinna alla ja ühendatud trükkplaadiga.
Pallivõre massiivi (BGA) pakett
Seadmetel, mis on pakendatud BGA-sse, pole kiibi perifeerias kontakte ega juhtmeid.Selle asemel asetatakse pallivõre massiiv kiibi põhjale.Neid kuulvõre massiive nimetatakse jootekuulideks ja need toimivad BGA paketi pistikutena.
Mikroprotsessorid, WiFi-kiibid ja FPGA-d kasutavad sageli BGA-pakette.BGA-paketi kiibis võimaldavad jootekuulid voolul PCB ja pakendi vahel voolata.Need jootekuulid on füüsiliselt ühendatud elektroonika pooljuhtsubstraadiga.Pliisidet või flip-chip kasutatakse elektrilise ühenduse loomiseks aluspinna ja stantsiga.Juhtivad joondused asuvad substraadi sees, võimaldades elektrisignaalide edastamist kiibi ja põhimiku vahelisest ristmikust substraadi ja kuulvõrestiku vahelisele ristmikule.
BGA pakett jaotab ühendusjuhtmed matriitsi all maatriksmustri järgi.See paigutus tagab BGA-paketis suurema arvu juhtmete arvu kui lamedate ja kaherealiste pakettide puhul.Pliipakendis on tihvtid paigutatud piiridesse.iga BGA-paketi tihvt kannab jootekuuli, mis asub kiibi alumisel pinnal.Selline paigutus alumisel pinnal annab rohkem pinda, mille tulemuseks on rohkem tihvte, vähem blokeeringuid ja vähem lühiseid.BGA-paketis on jootekuulid joondatud üksteisest kaugemal kui juhtmetega pakendis.
BGA pakettide eelised
BGA-paketil on kompaktsed mõõtmed ja suur kontakti tihedus.BGA-paketil on madal induktiivsus, mis võimaldab kasutada madalamaid pingeid.Pallivõre massiiv on hästi paigutatud, mistõttu on BGA-kiibi joondamine PCB-ga lihtsam.
Mõned muud BGA paketi eelised on järgmised:
- Hea soojuse hajutamine tänu pakendi madalale soojustakisusele.
- BGA pakendite juhtme pikkus on lühem kui juhtmetega pakenditel.Suur juhtmete arv koos väiksema suurusega muudab BGA paketi juhtivamaks, parandades seeläbi jõudlust.
- BGA-paketid pakuvad suuremat jõudlust suurel kiirusel võrreldes lamedate pakettide ja topeltreapakettidega.
- PCB-de valmistamise kiirus ja tootlikkus suureneb BGA-pakendiga seadmete kasutamisel.Jootmisprotsess muutub lihtsamaks ja mugavamaks ning BGA-pakette saab hõlpsasti ümber töödelda.
BGA Crosstalk
BGA-pakettidel on küll mõned puudused: jootekuule ei saa painutada, ülevaatus on pakendi suure tiheduse tõttu raskendatud ning suures mahus tootmine eeldab kallite jooteseadmete kasutamist.
BGA läbirääkimise vähendamiseks on kriitilise tähtsusega madala ristjäljega BGA paigutus.
BGA-pakette kasutatakse sageli paljudes I/O-seadmetes.BGA-paketis oleva integreeritud kiibi poolt edastatud ja vastuvõetud signaale võib häirida signaali energia sidumine ühest juhtmest teise.BGA-paketi jootekuulikeste joondamisest ja valest joondamisest põhjustatud signaali ülekõla nimetatakse BGA-läbirääkimiseks.Lõplik induktiivsus kuulvõrestiku massiivide vahel on üks BGA-pakettide läbirääkimisefektide põhjusi.Kui BGA paketi juhtmetes esinevad suured sisend- ja väljundvoolu siirded (sissetungimissignaalid), tekitab signaalile vastavate kuulvõrgu massiivide ja tagasivoolutihvtide vaheline lõplik induktiivsus kiibi põhimikule pingehäireid.See pingehäire põhjustab signaali tõrke, mis edastatakse BGA-paketist mürana, mille tulemuseks on ülekõneefekt.
Sellistes rakendustes nagu paksude PCB-dega võrgusüsteemid, mis kasutavad läbivaid auke, võib BGA ülekanne olla tavaline, kui läbivate aukude varjestamiseks ei võeta meetmeid.Sellistes vooluringides võivad BGA alla paigutatud pikad läbipääsuavad põhjustada märkimisväärset sidestust ja tekitada märgatavaid ülekõnede häireid.
BGA ülekõne sõltub sissetungija signaali ja ohvri signaali asukohast kuulvõre massiivis.BGA läbirääkimise vähendamiseks on kriitilise tähtsusega madala ristjäljega BGA paketi paigutus.Cadence Allegro Package Designer Plus tarkvara abil saavad disainerid optimeerida keerulisi ühe- ja mitmestantsilise traatside ja klappkiibi kujundusi;Radiaalne, täisnurga all suru-pigistusega marsruutimine, et lahendada BGA/LGA substraadi disainide ainulaadsed marsruutimise väljakutsed.ja spetsiifilised DRC/DFA kontrollid täpsemaks ja tõhusamaks marsruutimiseks.Spetsiifilised DRC/DFM/DFA kontrollid tagavad eduka BGA/LGA kujunduse ühe läbimisega.Pakutakse ka üksikasjalikku ühenduste eraldamist, 3D-paketi modelleerimist ning signaali terviklikkust ja termilist analüüsi koos toiteallika mõjuga.
Postitusaeg: 28. märts 2023