Huvudpunkterna i den här artikeln
- BGA-paket är kompakta i storlek och har hög stiftdensitet.
- I BGA-paket kallas signalöverhörning på grund av kulinriktning och felinriktning för BGA-överhörning.
- BGA-överhörning beror på platsen för inkräktarsignalen och offersignalen i kulnätet.
I multi-gate och pin-count IC:er ökar integrationsnivån exponentiellt.Dessa marker har blivit mer tillförlitliga, robusta och enkla att använda tack vare utvecklingen av BGA-paket (Ball Grid Array), som är mindre i storlek och tjocklek och fler stift.BGA-överhörning påverkar dock signalintegriteten allvarligt, vilket begränsar användningen av BGA-paket.Låt oss diskutera BGA-förpackningar och BGA-överhörning.
Ball Grid Array-paket
Ett BGA-paket är ett ytmonteringspaket som använder små metallledarkulor för att montera den integrerade kretsen.Dessa metallkulor bildar ett rutmönster eller ett matrismönster som är anordnat under chippets yta och anslutet till det tryckta kretskortet.
Ett ball grid array (BGA)-paket
Enheter som är förpackade i BGA:er har inga stift eller ledningar i kretsens periferi.Istället placeras kulnätet på botten av chipet.Dessa kulnätsuppsättningar kallas lödkulor och fungerar som kontakter för BGA-paketet.
Mikroprocessorer, WiFi-chips och FPGA:er använder ofta BGA-paket.I ett BGA-paketchip tillåter lödkulorna ström att flyta mellan kretskortet och paketet.Dessa lödkulor är fysiskt anslutna till elektronikens halvledarsubstrat.Blybindning eller flip-chip används för att upprätta den elektriska anslutningen till substratet och formen.Konduktiva inriktningar är belägna inuti substratet, vilket gör att elektriska signaler kan överföras från förbindelsen mellan chipet och substratet till förbindelsen mellan substratet och kulgitteruppsättningen.
BGA-paketet fördelar anslutningsledningarna under formen i ett matrismönster.Detta arrangemang ger ett större antal ledningar i ett BGA-paket än i platta och dubbelradiga paket.I en blyförpackning är stiften anordnade vid gränserna.varje stift i BGA-paketet bär en lödkula, som är placerad på den nedre ytan av chipet.Detta arrangemang på den nedre ytan ger mer yta, vilket resulterar i fler stift, mindre blockering och färre blykortslutningar.I ett BGA-paket är lödkulorna riktade längst ifrån varandra än i ett paket med ledningar.
Fördelar med BGA-paket
BGA-paketet har kompakta dimensioner och hög stiftdensitet.BGA-paketet har låg induktans, vilket möjliggör användning av lägre spänningar.Kulnätet är väl fördelat, vilket gör det lättare att rikta in BGA-chippet med kretskortet.
Några andra fördelar med BGA-paketet är:
- Bra värmeavledning tack vare förpackningens låga termiska motstånd.
– Ledlängden i BGA-paket är kortare än i paket med ledningar.Det höga antalet avledningar i kombination med den mindre storleken gör BGA-paketet mer ledande, vilket förbättrar prestandan.
- BGA-paket erbjuder högre prestanda vid höga hastigheter jämfört med platta paket och dubbla in-line-paket.
- Hastigheten och utbytet av PCB-tillverkning ökar när man använder BGA-förpackade enheter.Lödprocessen blir enklare och bekvämare, och BGA-paket kan enkelt omarbetas.
BGA Crosstalk
BGA-paket har vissa nackdelar: lödkulor kan inte böjas, inspektion är svår på grund av paketets höga densitet och högvolymproduktion kräver användning av dyr lödutrustning.
För att minska BGA-överhörning är ett BGA-arrangemang med låg överhörning avgörande.
BGA-paket används ofta i ett stort antal I/O-enheter.Signaler som sänds och tas emot av ett integrerat chip i ett BGA-paket kan störas av signalenergikoppling från en ledning till en annan.Signalöverhörning orsakad av inriktning och felinställning av lödkulor i ett BGA-paket kallas BGA-överhörning.Den ändliga induktansen mellan kulnätsuppsättningarna är en av orsakerna till överhörningseffekter i BGA-paket.När höga I/O-strömtransienter (intrångssignaler) uppträder i BGA-paketledarna, skapar den ändliga induktansen mellan kulnätsuppsättningarna som motsvarar signal- och returstiften spänningsstörningar på chipsubstratet.Denna spänningsstörning orsakar ett signalfel som sänds ut ur BGA-paketet som brus, vilket resulterar i en överhörningseffekt.
I applikationer som nätverkssystem med tjocka kretskort som använder genomgående hål, kan BGA-överhörning vara vanligt om inga åtgärder vidtas för att skydda de genomgående hålen.I sådana kretsar kan de långa viahålen placerade under BGA:n orsaka betydande koppling och generera märkbar överhörningsstörning.
BGA-överhörning beror på platsen för inkräktarsignalen och offersignalen i kulrutnätet.För att minska BGA-överhörning är ett BGA-paketarrangemang med låg överhörning avgörande.Med Cadence Allegro Package Designer Plus-mjukvara kan designers optimera komplexa single-die och multi-die wirebond- och flip-chip-designer;radiell, full-vinkel push-squeeze routing för att möta de unika routing utmaningarna med BGA/LGA substratdesigner.och specifika DRC/DFA-kontroller för mer exakt och effektiv routing.Specifika DRC/DFM/DFA-kontroller säkerställer framgångsrika BGA/LGA-designer i ett enda pass.detaljerad sammankopplingsextraktion, 3D-paketmodellering och signalintegritet och termisk analys med strömförsörjningsimplikationer tillhandahålls också.
Posttid: Mar-28-2023