Bu makalenin önemli noktaları
- BGA paketleri kompakt boyuttadır ve yüksek pin yoğunluğuna sahiptir.
- BGA paketlerinde top hizalaması ve yanlış hizalamadan kaynaklanan sinyal karışmasına BGA karışma adı verilir.
- BGA karışması, davetsiz misafir sinyalinin ve kurban sinyalinin top ızgara dizisindeki konumuna bağlıdır.
Çoklu kapı ve pin sayımlı entegrelerde entegrasyon düzeyi katlanarak artar.Boyut ve kalınlık olarak daha küçük ve pin sayısı daha fazla olan bilyeli ızgara dizisi (BGA) paketlerinin geliştirilmesi sayesinde bu çipler daha güvenilir, sağlam ve kullanımı kolay hale geldi.Ancak BGA çapraz karışması sinyal bütünlüğünü ciddi şekilde etkiler ve dolayısıyla BGA paketlerinin kullanımını sınırlar.BGA paketlemeyi ve BGA karışmayı tartışalım.
Bilyalı Izgara Dizisi Paketleri
BGA paketi, entegre devreyi monte etmek için küçük metal iletken toplar kullanan yüzeye montajlı bir pakettir.Bu metal toplar, çipin yüzeyinin altında düzenlenen ve baskılı devre kartına bağlanan bir ızgara veya matris deseni oluşturur.
Bir bilyeli ızgara dizisi (BGA) paketi
BGA'larda paketlenmiş cihazların çipin çevresinde pin veya kablo yoktur.Bunun yerine bilyeli ızgara dizisi çipin altına yerleştirilir.Bu bilyalı ızgara dizilerine lehim topları adı verilir ve BGA paketi için konektör görevi görür.
Mikroişlemciler, WiFi yongaları ve FPGA'ler sıklıkla BGA paketlerini kullanır.Bir BGA paket çipinde lehim topları, PCB ile paket arasında akımın akmasına izin verir.Bu lehim topları elektroniklerin yarı iletken alt katmanına fiziksel olarak bağlanır.Alt tabakaya ve kalıba elektrik bağlantısını kurmak için kurşun bağlama veya flip-chip kullanılır.İletken hizalamalar alt tabakanın içinde yer alır ve bu sayede elektrik sinyallerinin çip ile alt tabaka arasındaki bağlantı noktasından alt tabaka ile bilyeli ızgara dizisi arasındaki bağlantı noktasına iletilmesi sağlanır.
BGA paketi bağlantı kablolarını kalıbın altına bir matris düzeninde dağıtır.Bu düzenleme, bir BGA paketinde düz ve çift sıralı paketlere göre daha fazla sayıda kablo sağlar.Kurşunlu pakette pimler kenarlarda düzenlenmiştir.BGA paketinin her pimi, çipin alt yüzeyinde bulunan bir lehim topu taşır.Alt yüzeydeki bu düzenleme daha fazla alan sağlayarak daha fazla pim, daha az blokaj ve daha az kablo kısa devresine neden olur.Bir BGA paketinde lehim topları, kurşunlu bir pakete göre en uzağa hizalanır.
BGA paketlerinin avantajları
BGA paketi kompakt boyutlara ve yüksek pin yoğunluğuna sahiptir.BGA paketi düşük endüktansa sahiptir ve bu da daha düşük voltajların kullanılmasına olanak tanır.Bilyeli ızgara dizisi iyi aralıklarla yerleştirilmiştir, bu da BGA yongasının PCB ile hizalanmasını kolaylaştırır.
BGA paketinin diğer bazı avantajları şunlardır:
- Ambalajın düşük ısıl direnci nedeniyle iyi ısı dağılımı.
- BGA paketlerdeki kurşun uzunluğu kurşunlu paketlere göre daha kısadır.Daha küçük boyutla birleşen çok sayıda uç, BGA paketini daha iletken hale getirir ve böylece performansı artırır.
- BGA paketleri, düz paketlere ve çift sıralı paketlere göre yüksek hızlarda daha yüksek performans sunar.
- BGA paketli cihazlar kullanıldığında PCB üretiminin hızı ve verimi artar.Lehimleme işlemi daha kolay ve kullanışlı hale gelir ve BGA paketleri kolayca yeniden işlenebilir.
BGA Çapraz Konuşma
BGA paketlerinin bazı dezavantajları vardır: lehim topları bükülemez, paketin yüksek yoğunluğu nedeniyle inceleme zordur ve yüksek hacimli üretim, pahalı lehimleme ekipmanlarının kullanılmasını gerektirir.
BGA karışmasını azaltmak için düşük karışmalı bir BGA düzenlemesi kritik öneme sahiptir.
BGA paketleri genellikle çok sayıda I/O cihazında kullanılır.Bir BGA paketindeki entegre bir çip tarafından iletilen ve alınan sinyaller, bir kablodan diğerine sinyal enerjisi bağlantısı nedeniyle bozulabilir.Bir BGA paketindeki lehim toplarının hizalanması ve yanlış hizalanmasından kaynaklanan sinyal karışması, BGA karışma olarak adlandırılır.Bilyalı ızgara dizileri arasındaki sonlu endüktans, BGA paketlerindeki karışma etkilerinin nedenlerinden biridir.BGA paketi uçlarında yüksek G/Ç akım geçişleri (izinsiz giriş sinyalleri) meydana geldiğinde, sinyale ve geri dönüş pinlerine karşılık gelen bilyeli ızgara dizileri arasındaki sonlu endüktans, çip alt katmanında voltaj girişimi yaratır.Bu voltaj girişimi, BGA paketinden gürültü olarak iletilen bir sinyal arızasına neden olur ve bu da çapraz karışma etkisine neden olur.
Açık delikler kullanan kalın PCB'li ağ sistemleri gibi uygulamalarda, açık delikleri korumak için herhangi bir önlem alınmazsa BGA karışma yaygın olabilir.Bu tür devrelerde, BGA'nın altına yerleştirilen uzun geçiş delikleri, önemli düzeyde bağlantıya neden olabilir ve fark edilebilir çapraz karışma girişimi oluşturabilir.
BGA karışması, davetsiz misafir sinyalinin ve kurban sinyalinin top ızgara dizisindeki konumuna bağlıdır.BGA karışmasını azaltmak için düşük karışmalı bir BGA paketi düzenlemesi kritik öneme sahiptir.Cadence Allegro Package Designer Plus yazılımıyla tasarımcılar karmaşık tek kalıplı ve çok kalıplı tel bağ ve flip-chip tasarımlarını optimize edebilir;BGA/LGA alt tabaka tasarımlarının benzersiz yönlendirme zorluklarını gidermek için radyal, tam açılı itme-sıkma yönlendirme.ve daha doğru ve verimli yönlendirme için özel DRC/DFA kontrolleri.Özel DRC/DFM/DFA kontrolleri, tek geçişte başarılı BGA/LGA tasarımlarını garanti eder.ayrıntılı ara bağlantı çıkarma, 3 boyutlu paket modelleme ve sinyal bütünlüğü ve güç kaynağı sonuçlarıyla birlikte termal analiz de sağlanmaktadır.
Gönderim zamanı: Mar-28-2023