¿Hay algún tipo de estándares o dimensiones de práctica común que definan cómo deberían verse las vías de escape BGA y el trazado / espacio de enrutamiento en un paso de 0.8 mm? Si no, ¿cuál es el conjunto de dimensiones más económico para usar?
En varios documentos que encontré al buscar en línea se analizan las vías y las dimensiones de enrutamiento en las capas superior e inferior, pero no en las capas internas. Según tengo entendido, las capas internas requieren antipad, lo que las hace más restrictivas que las capas externas. Por lo tanto, estas deberían ser las dimensiones de conducción, pero no puedo encontrar mucho sobre eso.
Encontré un documento BGA / PCB Interconnect Design Guidelines que discutía un paso de 0.8 mm (busque "0.8-mm"). Dice que con un agujero / antipad de 10/28 mil, solo quedan 3.5 mils en los aviones y eso no es bueno. Continúa diciendo que usar 8/26 para hoyo / antipad todavía deja solo 5.5 mil, por lo que solo debe usar microvias.
Sin embargo, veo que algunos fabricantes ofrecen un espacio interior de 8 mil (antipad), así que ¿no podrías usar agujeros de 8 mil con un antipad de 24 mil y te quedaría un montón de cobre plano?
Encontré este documento NXP: pautas de diseño de PCB para MCU NXP en paquetes BGA . Tiene una mesa agradable pero muy confusa. En general, muestra tamaños de orificio estándar como los que vería los fabricantes de PCB (12 mil, 8 mil, en mm) como tamaño de taladro, y tamaños terminados demasiado pequeños. El tamaño de la almohadilla para perforar para un paso de 1 mm en particular sería un sonido de 12/21 completamente normal, ¡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 pasa aquí? (o con mi entendimiento?)
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Respuestas:
Me encantaría decir que hay una respuesta simple, pero no la hay, hay demasiadas variables.
Sin embargo, puede resolver el problema .....
Los tamaños que seleccione dependen en gran medida de las capacidades de la fábrica que está utilizando.
Para un bajo costo, confiabilidad y alto rendimiento, elija las vías más grandes y las trazas más grandes que pueda, manteniendo los anillos anulares lo más grandes posible y las trazas bien espaciadas y lo más anchas posible.
Eche un vistazo a las capacidades de los proveedores elegidos, hable con ellos y solicite su consejo, después de todo, son los que tienen que garantizar que puedan hacerlo. Por ejemplo, las capacidades del gráfico
El PLC gráfico, como otros, cotiza tamaños estándar, de bajo rendimiento y características de desarrollo.
Más que nada, su plan de escape también dependerá de los parámetros de su PCB.
¿Cuántas capas necesitas? ¿Cuántas filas tienes que escapar en tu BGA? Generalmente 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 usa 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 usando vías convencionales, vías ciegas, vías enterradas, microvias o microvia-in-pad?
Las dimensiones mínimas del taladro de paso están controladas en parte por el grosor del par de capas (2: 1 es una buena regla de partida) más el tipo de material de PCB. Materiales más duros y gruesos significa taladros más grandes.
¿Está utilizando cobre de 18um o 36um, es posible que desee este último si alguna otra parte de su circuito lleva una corriente alta o tal vez sus reglas de integridad de la señal juegan algún papel en su proceso de toma de decisiones? El cobre más grande significa más socavado, lo que significa que se necesita más tolerancia.
Entonces, primero debe decidir qué construcción de placa puede soportar dadas sus limitaciones de costo en los volúmenes que está interesado en comprar, luego basar sus limitaciones de diseño en eso al observar las capacidades de la fábrica que desea usar y la tecnología que necesita.
La razón por la que los fabricantes usan tamaños de orificios terminados es porque el taladro requerido es 0.1 a o.2mm más grande que el tamaño de orificio terminado. Entonces, si desea un orificio terminado de 0.5 mm, el fabricante lo perforará 0.7, luego lo plateará a 0.5 con 0.1 mm de cobre. Por lo tanto, el tamaño final parece pequeño, pero se puede usar un taladro más grande.
No tengas tanto miedo de los pequeños tamaños de características. Te sorprenderá lo pequeños que pueden ser los taladros, por ejemplo, Graphic puede perforar agujeros 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 con mayor frecuencia, por lo que deben reemplazarse regularmente (idealmente antes de que se rompan) A medida que usan más y son un poco trucos, cuestan más reemplazarlos.
El tamaño mínimo de la plataforma de paso está definido por el tamaño de perforación y la tolerancia de perforación. Por lo general, el tamaño de perforación (tamaño no terminado) + 0.1 mm es un mínimo. Pero eso depende del rendimiento y las tolerancias de fabricación. Obviamente, más grande es mejor si tienes espacio y no estás trabajando a 10's de GHz.
Ok, un ejemplo trabajado:
usando una parte UBGA de 358 pines, un Altera Arria GX.
Mirando los datos de Graphic, puedo seleccionar un agujero terminado de 0.25 (es decir, un taladro de 0.45) con un anillo anular de 0.45. Cargaré la parte superior.
Excluyendo los pines de alimentación, tengo 5 filas para escapar. Idealmente necesitaré 4 capas.
Probemos sin nada exótico (reducción de costos)
vias 0.25 terminado 0.45
pistas de almohadilla 0.15 mm, espacio mínimo 0.1 mm Las
almohadillas de BGA en el símbolo de la biblioteca son 0.45 Sin máscara definida
Eso se ve así:
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 microvia-in-pad para reducir el recuento de capas.
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La respuesta simple es que depende de la compañía que utilicen sus compradores para los pedidos PWB en piezas de paso fino.
Agregado: En mi experiencia, un buen comprador e ingeniero con apalancamiento de compra 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 referencia generalmente son desconocidos, pero he visto e hice ofertas como 10% de descuento en todos los estándares. fabuloso costos. solo por negociación.
re: recomendaciones de diseño del dispositivo BGA de 0.8 mm de paso, ofrezco lo siguiente para discutir con su fabricante, si no está seguro;
Pautas de diseño BGA estándar, IPC 6012B Clase 2.
Tenga en cuenta que las "capacidades" más relevantes: "preferencia" y "mínimo" ancho de trazado / espaciado / a través del tamaño del orificio / a través del diámetro de la almohadilla pueden o no afectar el costo del producto, pero "mínimo" generalmente implica rendimientos más bajos que "preferido" y oculto Se producirán aumentos de costos en la cotización.
La guía de diseño de IPC es esencial en su biblioteca como referencia a continuación. Además de una estrecha comunicación con el soporte técnico de su tienda Board.
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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 del trazado para alcanzar la impedancia deseada después de salir de debajo de la BGA. En la mayoría de los casos, la traza corta debajo del BGA no afectará significativamente la integridad de la señal.
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