¿Escape de BGA a través de las dimensiones a un paso de 0.8 mm?

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¿Hay algún tipo de estándares o dimensiones de práctica común que definan cómo deben ser las vías de escape BGA y el trazado / espacio de enrutamiento con un paso de 0,8 mm? Si no, ¿cuál es el conjunto de dimensiones más económico a utilizar?

Varios documentos que encontré al buscar en línea discuten vías y dimensiones de enrutamiento en las capas superior e inferior, pero no en las capas internas. Como lo entiendo, las capas internas requieren antipad, lo que las hace más restrictivas que las capas externas. Por lo tanto, estas deben ser las dimensiones de conducción, pero no puedo encontrar mucho sobre eso.

Encontré un documento Pautas de diseño de interconexión BGA / PCB que trataron el paso de 0,8 mm (búsqueda para "0,8 mm"). Dice que con un hoyo / antipad de 10/28 mil, solo quedan 3,5 mil en los aviones y eso no es bueno. Continúa diciendo que el uso de 8/26 para el hoyo / antipad aún deja solo 5.5 mil, por lo que solo debe usar microvias.

Sin embargo, veo que algunos fabricantes ofrecen holguras internas de 8 mil (antipadal), ¿por qué no podría usar orificios de 8 miligramos con un antipia de 24 mil y tener un montón de cobre en el plano del suelo?

Encontré este documento NXP: Pautas de diseño de PCB para MCU de NXP en paquetes BGA . Tiene una mesa bonita pero muy confusa. En general, muestra tamaños de orificios estándar como los que vería con fabricantes de PCB (12 mil, 8 mil, en mm) como tamaños de broca y tamaños de acabados demasiado pequeños. El pad para perforar el tamaño para un paso de 1 mm en particular sería un sonido completamente normal del 12/21 a través, pero el 'tamaño final' es de 7 mil! Tengo entendido que los fabricantes de PCB operan en el tamaño del orificio terminado, no en el tamaño del taladro. ¿Qué está mal aquí? (o con mi entendimiento?)

    
pregunta darron

3 respuestas

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Me encantaría decir que hay una respuesta simple, pero no la hay, hay demasiadas variables
Sin embargo, puedes resolver el problema ...

Los tamaños que seleccione dependen principalmente de las capacidades de la fábrica que esté utilizando.
Para un bajo costo, confiabilidad y alto rendimiento, elija las vías más grandes y las trazas más grandes que pueda, mientras mantiene los anillos anulares lo más grandes posible y las huellas bien espaciadas y lo más amplias posible.

Eche un vistazo a las capacidades de sus proveedores elegidos. Hable con ellos y pídales consejo. Después de todo, son los que tienen que garantizar que puedan hacerlo. p.ej. Capacidades de gráficos

Los PLC gráficos, al igual que otros, mencionan tamaños de funciones estándar, de bajo rendimiento y desarrollo.

Más que cualquier otra cosa, su plan de escape también dependerá de los parámetros de su PCB.
¿Cuántas capas necesitas? ¿Cuántas filas tienes para escapar en tu BGA? En general, necesita (N / 2) -2 capas, donde N es el número más grande en el número de filas o columnas en su BGA. Sin embargo, si usas las microvias las cosas se vuelven más fáciles. Recuerde que normalmente no necesita escapar de todas las señales, GND y Power a menudo pueden ir directamente a los aviones.

Entonces, decida: ¿Están utilizando vías convencionales, vías ciegas, vías enterradas, microvias o microvia en almohadilla?
Las dimensiones mínimas de la broca via están controladas en parte por el espesor del par de capas (2: 1 es una buena regla de inicio) más el tipo de material de PCB. Los materiales más duros y gruesos significan taladros más grandes.
¿Está utilizando cobre de 18um o 36um, es posible que desee este último si alguna otra parte de su circuito tiene una corriente alta o quizás sus reglas de integridad de señal desempeñan algún papel en su proceso de toma de decisiones? Un cobre más grande significa más socavado, lo que significa más tolerancia necesaria.

Entonces, primero debe decidir qué estructura de tablero puede soportar dadas sus limitaciones de costos en los volúmenes que está interesado en comprar, luego basar sus restricciones de diseño en eso mirando las capacidades de la fábrica que desea usar y la tecnología usted requiere.

La razón por la que los fabricantes utilizan tamaños de orificios terminados es que el taladro requerido es de 0.1 a o.2 mm más grande que el tamaño del orificio terminado. Por lo tanto, si desea un orificio terminado de 0,5 mm, el fabricante lo taladrará 0,7 y luego lo plateará a 0,5 con 0,1 mm de cobre. Así que el tamaño final parece pequeño, pero se puede usar un taladro más grande.
No tengas tanto miedo a los tamaños pequeños. Se sorprenderá de lo pequeños que pueden ser los taladros, por ejemplo. El gráfico puede perforar orificios de 0.15 mm con un taladro convencional si el material tiene un grosor de 0.2 mm. Sin embargo, los taladros más pequeños son más caros ya que se rompen más a menudo, por lo que es necesario reemplazarlos regularmente (lo ideal es que antes de romperse). Al usar más de ellos y ser un poco engañosos, cuesta más reemplazarlos.

El tamaño mínimo de la almohadilla vía se define por el tamaño de perforación y la tolerancia de perforación. Por lo general, el tamaño de perforación (no el tamaño terminado) + 0.1mm es un mínimo. Pero eso depende del rendimiento y las tolerancias de fabricación. Obviamente, más grande es mejor si tiene espacio y no está trabajando a 10 GHz.

Ok, un ejemplo trabajado:
Usando una pieza UBGA de 358 pines, una Altera Arria GX.

Mirando los datos de Graphic, puedo seleccionar un orificio terminado de 0.25 (es decir, un taladro de 0.45) con un anillo anular de 0.45. Tendré la carpa en la parte superior.

Excluyendo los pines de alimentación, tengo 5 filas para escapar. Idealmente necesitaré 4 capas.

Probemos sin nada exótico (reduciendo costos)
vias 0.25 terminado 0.45 pad
Huellas 0.15mm, distancia mínima 0.1mm
Las almohadillas BGA comunes en el símbolo de la biblioteca son 0.45 No se ha definido la máscara

Se parece a esto:

Vea que lo manejamos en tres de las 4 capas, y parece que todavía podemos hacer algunas mejoras; Podríamos reducir la pista y aumentar los anillos anulares o usar la almohadilla de microvia para reducir el recuento de capas.

    
respondido por el Jason Morgan
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La respuesta simple es, depende de qué compañía usan sus compradores para los pedidos de PWB en piezas de paso fino.

Añadido: En mi experiencia, un buen comprador y amp; ¡el ingeniero con apalancamiento de compras en volumen puede obtener reducciones de costos más significativas {de proveedores calificados} por negociación más que por diseño! Sin embargo, si estamos hablando de un nuevo diseño, los costos de línea de base generalmente son desconocidos, pero he visto y hecho acuerdos como el 10% de descuento en todas las normas. fabuloso los costos solo por negociación.

re: recomendaciones de diseño de dispositivo BGA de 0,8 mm de paso, ofrezco lo siguiente para discutir con su fabricante, si no está seguro;

Directrices de diseño BGA estándar, IPC 6012B clase 2.

  • Drill Pad Anti-Pad PWB Ratio
  • 6 16 26 39 6.5: 1
  • 8 18 28 62 7.75: 1
  • 10 20 30 100 10: 1
  • 12 22 32 120 10: 1
  • 14 24 34 135 10: 1 unidades = 0.001 "de espesor

Tenga en cuenta que las "capacidades" más relevantes: el ancho / espaciado de traza "preferido" y "mínimo" / a través del tamaño del orificio / diámetro de la almohadilla puede o no afectar el costo del producto, pero "mínimo" generalmente implica rendimientos más bajos que los "preferidos" y se producirán incrementos de costos ocultos en las cotizaciones.

El libro de Pautas de diseño de IPC es esencial en su biblioteca como se indica a continuación. Tan bien como una comunicación cercana con el soporte técnico de su tienda Board.

    
respondido por el Tony EE rocketscientist
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Obviamente, estas dimensiones son justo lo que se necesita para escapar del patrón BGA. Si lo desea, puede cambiar el ancho de la traza para alcanzar su impedancia deseada después de salir del BGA. En la mayoría de los casos, la traza corta debajo del BGA no afectará significativamente la integridad de la señal.

    
respondido por el Pedro_Uno

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