图8:交叉过孔允许更大的注册公差,因为它们不像堆叠过孔那样强制要求完美对齐
没有这些步骤会出什么错
不管是用Dog bone还是焊盘内过孔技术,可制造性和功能都是需要认真考虑的两个重要方面。关键是要知道制造工厂的制造限制。有些工厂可以制造特别严格的设计。然而,如果产品准备批量生产,成本会很高。因此设计时就要考虑选用普通制造工厂特别重要。
总之,从制造角度看要考虑的关键因素有:
层叠
过孔-孔的大小(取决于长宽比)
过孔-孔环 (要求最小3mi)
过孔—堆叠(堆叠还是交叉)
铜箔到铜箔距离(推荐最小3mil)
铜箔到钻孔距离(要求最小5mil)
用于装配的BGA触点尺寸与锡球尺寸
在可制造性和功能方面总是存在折衷考虑。因此正确分析每个方面然后做出合适的决定很关键。
另一方面,功能包括了信号完整性、电源分布和电磁兼容。这些可以分成以下几个大类:
反射和传输线(一条线) 关键是阻抗控制。阻抗由走线宽度、电介质厚度和参考平面所控制。
反射和传输线(一条线) 关键是阻抗控制。阻抗由走线宽度、电介质厚度和参考平面所控制。
串扰(两条或更多条线) 相同和相邻层上走线之间的距离是控制串扰的关键。每个信号层之间放置地层、将对噪声敏感的或辐射噪声的走线周围的屏蔽线接地有助于最大限度地减小串扰。
电源分布(轨破坏) 这是电源网络的电感。使电源和地平面相邻并使用去耦电容有助于控制电源浪涌。
电磁干扰(系统破坏) 控制上述所有单元,同时屏蔽整个PCB或对噪声敏感和产生噪声的部分有助于控制电磁干扰。
上述措施对整个产品来说也是正确的。然而,在BGA区域尤其正确,因为所有信号和电源彼此靠得很近,因此极具挑战性。对信号特性的正确了解有助于作出在功能方面哪个网络具有更高优先级的决定。
在靠近BGA的层中使用大面积的接地平面有助于解决大多数信号完整性问题。盲孔的一个最大好处是,在盲孔/埋孔中消除了分支长度,这对高频信号来说尤其重要。
本文小结
用于嵌入式设计的BGA封装技术正在稳步前进,但信号迂回布线仍有很大难度,极具有挑战性。在选择正确的扇出/布线策略时需要考虑几个关键因素:球间距,触点直径,I/O引脚数量,过孔类型,焊盘尺寸,走线宽度和间距以及叠层。遵循本文所述的一些策略可以确保产品具有正确的形态、装配和功能。