BGA 通过 0.8 毫米间距的尺寸逃逸?

电器工程 pcb设计 pcb制造 通过
2022-01-27 00:14:19

是否有任何类型的标准或通用实践尺寸来定义 BGA 逃逸通孔和布线迹线/空间在 0.8 毫米间距时应该是什么样子?如果不是,使用最经济的尺寸集是什么?

我在网上搜索时发现的几篇文档讨论了顶层和底层的过孔和布线尺寸,但没有讨论内层。据我了解,内层需要 antipad,这使得它们比外层更具限制性。因此,这些应该是驱动尺寸,但我找不到太多。

我找到了一篇讨论 0.8mm 间距的文档BGA/PCB 互连设计指南(搜索“0.8-mm”)。它说,对于 10/28 mil 的孔/反垫,飞机上只剩下 3.5 mil,这并不好。它接着说,使用 8/26 作为孔/反焊盘仍然只剩下 550 万,所以你应该只使用微孔。

但是,我看到一些制造商提供 8 mil 的内部间隙(反焊盘?),那么您不能使用 8 mil 的孔和 24 mil 的反焊盘并留下大量的接地层铜吗?

我找到了这份 NXP 文档:BGA 封装中 NXP MCU 的 PCB 布局指南它有一个很好但非常混乱的表。它通常显示标准孔尺寸,就像您从 PCB 制造商(12 mil、8 mil,以 mm 为单位)看到的钻孔尺寸一样,而成品尺寸太小了。特别是 1mm 间距的钻孔尺寸的焊盘将是一个完全正常的 12/21 通孔,但“成品尺寸”是 7 mil!我的理解是PCB制造商根据成品孔尺寸而不是钻孔尺寸进行操作。这里有什么问题?(或者根据我的理解?)

3个回答

我想说有一个简单的答案,但没有,变量太多
但是你可以把问题分解......

您选择的尺寸主要取决于您使用的晶圆厂的能力。
为了低成本、可靠性和高良率,尽可能选择最大的过孔和最大的走线,同时保持尽可能大的环形圈和尽可能宽的走线间距。

看看你选择的供应商的能力,与他们交谈并征求他们的意见,毕竟是那些必须保证他们能做到的人。例如图形的能力

图形 PLC 与其他 PLC 一样,引用标准、低产量和开发特征尺寸。

最重要的是,您的逃生计划还取决于您 PCB 的参数。
你需要多少层?您必须在 BGA 中转义多少行?通常需要 (N/2)-2 层,其中 N 是 BGA 中行数或列数中的最大数。但是,如果您使用微孔,事情会变得更容易。请记住,您通常不需要转义所有信号,GND 和 Power 通常可以直接连接到平面。

所以,决定:是使用传统过孔、盲孔、埋孔、微孔还是焊盘中的微孔?
通孔钻的最小尺寸部分由层对厚度(2:1 是一个很好的起始规则)加上 PCB 材料类型控制。更硬、更厚的材料意味着更大的钻头。
您使用的是 18um 还是 36um 铜,如果您的电路的其他部分承载高电流,或者您的信号完整性规则在您的决策过程中发挥了一定作用,您可能需要后者?更大的铜意味着更多的底切,这意味着需要更大的公差。

因此,首先您需要根据您有兴趣购买的数量的成本限制来决定您可以承受的电路板结构,然后通过查看您想要使用的晶圆厂的能力和您需要的技术来确定您的设计限制。

制造商使用成品孔尺寸的原因是所需的钻头比成品孔尺寸大 0.1 到 o.2mm。因此,如果您想要一个 0.5 毫米的成品孔,制造商会钻孔 0.7,然后用 0.1 毫米的铜将其电镀到 0.5。所以成品尺寸看起来很小,但可以使用更大的钻头。
不要那么害怕小特征尺寸。您会惊讶于钻头有多小,例如,如果材料厚度为 0.2 毫米,Graphic 可以使用传统钻头钻出 0.15 毫米的孔!但是,较小的钻头更昂贵,因为它们更频繁地断裂,因此需要定期更换(最好是在断裂之前),因为它们使用更多并且有点技巧,因此更换它们的成本更高。

过孔焊盘的最小尺寸由钻孔尺寸和钻孔公差定义。通常钻头尺寸(未完成尺寸)+0.1mm 是最小的。但这取决于产量和制造公差。显然,如果您有空间并且您不在 10 的 GHz 下工作,那么越大越好。

好的示例:
使用 358 引脚 UBGA 部件,Altera Arria GX。

查看Graphic 的数据,我可以选择一个0.25 的成品孔(即0.45 钻头)和一个0.45 的圆环。我会在上面搭帐篷。

不包括电源引脚,我有 5 行可以逃脱。理想情况下,我需要 4 层。

让我们尝试不使用任何外来(降低成本)过
孔 0.25 成品 0.45 焊盘
轨道 0.15mm,最小间隙 0.1mm
库符号上的库存 BGA 焊盘为 0.45 未定义掩模

看起来像这样:
在此处输入图像描述

看到我们在 4 层中的 3 层上进行了管理,看起来我们仍然可以进行一些改进;我们可以减少轨道并增加环形圈,或者使用焊盘中的微孔来减少层数。

简单的答案是,这取决于您的买家使用哪家公司来订购细间距零件的 PWB。

补充: 根据我的经验,在数量上具有采购杠杆作用的优秀买家和工程师可以通过谈判而不是通过设计获得更显着的成本降低{来自合格供应商}!但是,如果我们谈论的是新设计,基线成本通常是未知的,但我已经看到并达成了所有标准 10% 的交易。晶圆厂 费用。只是通过谈判。

回复:0.8mm 间距 BGA 器件布局建议,如果不确定,我提供以下内容与您的制造商讨论;

标准 BGA 设计指南,IPC 6012B 2 类。

  • Drill Pad Anti-Pad PWB 比率
  • 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 单位 = 0.001" 厚

请注意,最相关的“能力”:“首选”和“最小”走线宽度/间距/通孔尺寸/通孔焊盘直径可能会或可能不会影响产品成本,但“最小”通常意味着比“首选”和隐藏的产量更低将导致报价成本增加。

IPC 设计指南书在您的图书馆中是必不可少的,如下所示。以及与您的板店技术支持人员密切沟通。

显然,这些尺寸正是逃避 BGA 模式所必需的。如果需要,您可以在从 BGA 下方出来后更改走线宽度以达到所需的阻抗。在大多数情况下,BGA 下的短走线不会显着影响信号完整性。