为什么没有圆形焊盘三角形镶嵌的 BGA 芯片(“六边形网格”)?

电器工程 电路板 集成电路 表面贴装 pcb组装 bga
2022-01-19 23:01:07

当高互连密度和/或低寄生电感至关重要时,球栅阵列是有利的集成电路封装。但是,它们都使用矩形网格。

三角形拼贴将允许 π⁄√12 或 90.69% 的占位面积留给焊球和周围间隙,而无处不在的方形拼贴只允许使用 π/4 或 78.54% 的占位面积。

从理论上讲,三角形拼贴可以将芯片占用空间减少 13.4%,或者在保持相同占用空间的同时增加焊球尺寸和/或间隙。

选择似乎很明显,但我从未见过这样的包裹。造成这种情况的原因是什么?信号路由是否会变得太困难,电路板的可制造性是否会受到影响,这会使粘合剂底部填充变得不切实际,或者该概念是否已获得专利?

4个回答

除非您使用成本更高的 via-in-pad,否则您需要在焊盘之间放置布线过孔的空间,如下所示

BGA逃逸路由

主要是因为我们需要这些焊盘布线的空间: 在此处输入图像描述

在您展示的第一张图片中,一个大小合适的 BGA(约 400 个球)可能需要大约 6 层或更多层。将东西包装得更紧意味着您绝对需要via-in-pad,并且可能需要更多层。这需要更多的钱,因为它更难制造。

德州仪器 (TI) 的一些聪明人提出了一种他们称为 Via Channel 的技术,以简化此路由过程(通常称为扇出)并降低您所说的尺寸要求。可以在这里找到一个有趣的演示文稿(这也是我得到那张照片的地方)。

如果您必须将走线从 BGA 的中心布线到 PCB 的另一部分,会发生什么?在方形网格上,您可以简单地布置一条直线,但在六角形网格上,您需要大量弯曲。在六边形球阵列中使用非常精细的布线网格并不有趣,并且需要更多时间。仅使用 0°、45° 和 90° 的布线是不可能的,您也需要 30° 和 60° 的角度。如果仅针对方形引脚网格设计,PCB 自动布线器可能无法很好地工作。如果使用这种密集的六边形填料,多层板可能需要 2 或 4 个额外的平面。如果 BGA 网格的焊盘之间没有过孔空间,则可能需要更多层(只有焊盘内的过孔是可能的)。如果只有方形网格用于放置焊盘,那么为这种六边形阵列设计库 pcb 符号将是困难且耗时且容易出错的。焊盘的准确放置需要很长时间。

出于您描述的确切原因,某些包装似乎使用六角包装。我不知道他们为什么不在所有地方都这样做,但至少在他们在这里的边缘附近。

在此处输入图像描述