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4層PCB中的BGA設計：電路布線(xiàn)和引腳限制
4層PCB上BGA設計
對緊湊型電子產(chǎn)品的需求刺激了BGA尺寸電子芯片的開(kāi)發(fā)。與QFP相比，數百個(gè)信號和電源引腳散布在更小的IC下方。對于承諾提供更小的消費產(chǎn)品的營(yíng)銷(xiāo)商來(lái)說(shuō)，這是個(gè)好消息，但PCB設計師的噩夢(mèng)即將開(kāi)始。
大多數BGA的球距在0.5毫米至1.0毫米之間。由于BGA封裝通常用于FPGA和微控制器，因此IC下方的引腳數可能在200s至2000s之間。更糟糕的是，球的直徑隨著(zhù)螺距的變小而減小。
散布BGA芯片上的走線(xiàn)和制造工藝充滿(mǎn)挑戰。例如，具有1.0mm間距和0.45mm焊盤(pán)的BGA芯片可以在通道上以0.18mm的走線(xiàn)進(jìn)行布線(xiàn)。BGA布線(xiàn)中的通道表示X軸或Y軸上兩個(gè)著(zhù)陸墊之間的空間。
通常，在兩個(gè)1.0 mm的間距之間擠壓0.18 mm的走線(xiàn)不是問(wèn)題，除了BGA的焊盤(pán)以密集的網(wǎng)格圖案排列。這意味著(zhù)您需要弄清楚如何將內墊連接到各自的網(wǎng)絡(luò )。如果您的BGA的節距只有一半，那么任務(wù)就會(huì )變得更加復雜。
隨著(zhù)走線(xiàn)和間隙越來(lái)越小，困擾PCB設計人員的問(wèn)題開(kāi)始蔓延。您將擔心串擾，EMI和可制造性。一些制造商可能沒(méi)有足夠的可靠性來(lái)產(chǎn)生BGA設計中使用的狹窄走線(xiàn)和緊密間距。
4層PCB的BGA引腳限制
大多數BGA策略都是將第一排和第二排外部扇形展開(kāi)到芯片的同一層。然后，將第三排和第四排引腳通過(guò)狗骨形布線(xiàn)到PCB的另一層。狗骨式布線(xiàn)使BGA焊盤(pán)與對角線(xiàn)并位于四個(gè)相鄰焊盤(pán)中心的過(guò)孔短接。
在4層PCB上，中間層通常是電源層和接地層，它們連接到BGA芯片的電源和接地引腳。這意味著(zhù)所有信號層都必須扇出至頂層或底層。
尋求答案的問(wèn)題不是BGA芯片上的引腳可以在4層PCB上布線(xiàn)，而是芯片上的行數。假設在通道上布線(xiàn)一條走線(xiàn)，則可以在4層PCB上布線(xiàn)4排深的BGA芯片。
極大化4層PCB上BGA的可布線(xiàn)性
PCB設計人員的工作量很大，他們會(huì )樂(lè )于接受在4層PCB上布線(xiàn)更密集的BGA芯片的挑戰。但是，這意味著(zhù)在通道上路由兩條跡線(xiàn)而不是一條。這樣做需要考慮可制造性以及諸如串擾之類(lèi)的問(wèn)題。
在決定是否可以在4層PCB上安裝5行或更多行引腳的BGA芯片之前，您還需要考慮節距大小，球直徑和可用的布線(xiàn)空間。