为什么这个倒装芯片 BGA 的底面有小凹口?

电器工程 bga
2022-01-25 07:29:36

我正在对具有 ARM SoC 的嵌入式系统进行逆向工程。我根本没有数据表,所以我将进行相当深入的调查。

它采用无盖倒装芯片 BGA 封装。安装芯片的载体基板提供了引脚功能的线索,所以我在显微镜下研究了 SoC。

我注意到有许多缺口穿过阻焊层和铜外层。他们在球之间划出痕迹。

BGA 底部概览: BGA 底部概览

一些缺口的视图: 一些槽口的视图

显示深度的斜视图: 显示深度的斜视图

被刻痕切割的痕迹: 被缺口切割的痕迹

我最初的想法是这些用于在它们被装箱后配置设备。不过似乎太多了——在 452 针 BGA 封装上超过 50 个。它们是用来做什么的?

我也很好奇它们是如何制作的。鉴于它们只有 0.25 毫米长,它们的侧面非常方正,没有底切,几乎排除了蚀刻和激光。我看不出机械方法如何获得如此均匀的底部。

3个回答

我认为链接是将焊盘绑在一起进行电镀。如果我是正确的,每个垫子都曾经与外部连接。你可以看到顶部图案的痕迹。电镀后,他们 CNC 路由连接。

许多球垫成组连接在一起用于接地和电源轨,因此每组只需要单个迹线。

边缘连接器焊盘电镀通常会执行类似的操作 - 稍后将连接铣掉。我还在用孔打孔以破坏临时连接的板上看到了这一点。

我认为您在设备配置方面处于正确的轨道上。它们似乎是激光熔断器,一些“槽”显示裸露的基板,其他的铜完整,而一些显示铜中的椭圆形槽。

使用它们的原因可能有很多:

  • 提高 SoC 的良率。芯片有 n+1 个组件,例如 RAM 组,并且在测试期间选择了 n 个好的组件。
  • 对系列中的不同器件使用通用 BGA 封装。
  • 使用来自不同制造商的通用 BGA 封装。
  • 将唯一标识(例如 MAC 地址)编程到 SoC 中。
  • 针对不同市场更改标准器件的 BGA 封装。

由于插槽似乎在 BGA 球之间而不是在进入基板的迹线上开路,我怀疑是最后一个原因。制造单个设备,然后在低零售价设备上削弱外部存储器总线、接口端口等功能。

在我看来,可能是优化金属化轨道之间的阻抗匹配。

正如我们所见,有一些走线在可见层(阻焊层下方的第一层)上布线。这些线路的传输方式是微带或共面接地类型。

设计人员可能需要让这些线路通过这里,因为没有更多区域可用于 PCB 叠层的其他层(多少层?)。

为什么要阻抗匹配?为了最大限度地减少数字(和模拟信号)中的错误和信号损失并打开“眼图”,阻抗应该匹配。

因此我们可以看到那些“缺口”只存在于连接的 Pad 之间。他们正在形成一个为特定频段(可能是 GHZ 以上的小带宽)设计的“匹配网络”。

从球垫看设计,它有一条非常细的线,实际上在高频下表现得像一个电感,然后是一条更大的线(矩形凹口),在高频下表现得像一个电容,再一次是细线,直到你到达另一个垫。

对我来说,它看起来像一个典型的电感 - 电容 - 电感匹配网络。

不考虑那些匹配的陷波将导致性能较差的数字传输,具有较高的二进制错误率。