Mga pangunahing punto ng artikulong ito
- Ang mga pakete ng BGA ay compact sa laki at may mataas na pin density.
- Sa BGA packages, ang signal crosstalk dahil sa ball alignment at misalignment ay tinatawag na BGA crosstalk.
- Nakadepende ang BGA crosstalk sa lokasyon ng signal ng intruder at signal ng biktima sa hanay ng ball grid.
Sa mga multi-gate at pin-count na mga IC, ang antas ng pagsasama ay tumataas nang husto.Ang mga chip na ito ay naging mas maaasahan, matatag, at madaling gamitin salamat sa pagbuo ng mga ball grid array (BGA) na pakete, na mas maliit sa laki at kapal at mas malaki sa bilang ng mga pin.Gayunpaman, ang BGA crosstalk ay lubhang nakakaapekto sa integridad ng signal, kaya nililimitahan ang paggamit ng mga BGA package.Talakayin natin ang BGA packaging at BGA crosstalk.
Mga Ball Grid Array Package
Ang BGA package ay isang surface mount package na gumagamit ng maliliit na metal conductor ball para i-mount ang integrated circuit.Ang mga bolang metal na ito ay bumubuo ng isang grid o pattern ng matrix na nakaayos sa ilalim ng ibabaw ng chip at nakakonekta sa naka-print na circuit board.
Isang ball grid array (BGA) na pakete
Ang mga device na naka-package sa mga BGA ay walang mga pin o lead sa paligid ng chip.Sa halip, ang ball grid array ay inilalagay sa ilalim ng chip.Ang mga ball grid array na ito ay tinatawag na solder ball at nagsisilbing connectors para sa BGA package.
Ang mga microprocessor, WiFi chip, at FPGA ay kadalasang gumagamit ng mga BGA package.Sa isang BGA package chip, pinapayagan ng mga solder ball ang kasalukuyang daloy sa pagitan ng PCB at ng package.Ang mga solder ball na ito ay pisikal na konektado sa semiconductor substrate ng electronics.Ang lead bonding o flip-chip ay ginagamit upang maitatag ang koneksyon sa kuryente sa substrate at mamatay.Ang mga conductive alignment ay matatagpuan sa loob ng substrate na nagpapahintulot sa mga electrical signal na maipadala mula sa junction sa pagitan ng chip at ng substrate patungo sa junction sa pagitan ng substrate at ng ball grid array.
Ibinabahagi ng BGA package ang mga lead ng koneksyon sa ilalim ng die sa isang pattern ng matrix.Nagbibigay ang kaayusan na ito ng mas malaking bilang ng mga lead sa isang BGA package kaysa sa flat at double-row na mga pakete.Sa isang leaded na pakete, ang mga pin ay nakaayos sa mga hangganan.bawat pin ng BGA package ay may dalang solder ball, na matatagpuan sa ibabang ibabaw ng chip.Ang pagkakaayos na ito sa ibabang ibabaw ay nagbibigay ng mas maraming lugar, na nagreresulta sa mas maraming pin, mas kaunting pagharang, at mas kaunting lead shorts.Sa isang BGA package, ang mga solder ball ay nakahanay sa pinakamalayo kaysa sa isang package na may mga lead.
Mga kalamangan ng BGA packages
Ang BGA package ay may mga compact na sukat at mataas na pin density.ang BGA package ay may mababang inductance, na nagpapahintulot sa paggamit ng mas mababang mga boltahe.Ang ball grid array ay may mahusay na espasyo, na ginagawang mas madaling ihanay ang BGA chip sa PCB.
Ang ilang iba pang mga pakinabang ng BGA package ay:
- Magandang pag-aalis ng init dahil sa mababang thermal resistance ng package.
- Ang haba ng lead sa mga BGA package ay mas maikli kaysa sa mga package na may mga lead.Ang mataas na bilang ng mga lead na sinamahan ng mas maliit na sukat ay ginagawang mas conductive ang BGA package, kaya nagpapabuti ng performance.
- Nag-aalok ang mga BGA package ng mas mataas na performance sa matataas na bilis kumpara sa mga flat package at double in-line na pakete.
- Tumataas ang bilis at ani ng pagmamanupaktura ng PCB kapag gumagamit ng mga device na naka-pack na BGA.Ang proseso ng paghihinang ay nagiging mas madali at mas maginhawa, at ang mga pakete ng BGA ay madaling ma-rework.
BGA Crosstalk
Ang mga pakete ng BGA ay may ilang mga disbentaha: ang mga solder ball ay hindi maaaring baluktot, ang inspeksyon ay mahirap dahil sa mataas na density ng pakete, at ang mataas na volume na produksyon ay nangangailangan ng paggamit ng mga mamahaling kagamitan sa paghihinang.
Upang bawasan ang BGA crosstalk, ang low-crosstalk BGA arrangement ay kritikal.
Ang mga BGA package ay kadalasang ginagamit sa isang malaking bilang ng mga I/O device.Ang mga signal na ipinadala at natanggap ng isang pinagsamang chip sa isang BGA package ay maaaring maabala sa pamamagitan ng signal energy coupling mula sa isang lead patungo sa isa pa.Ang signal crosstalk na dulot ng alignment at misalignment ng mga solder ball sa isang BGA package ay tinatawag na BGA crosstalk.Ang finite inductance sa pagitan ng ball grid arrays ay isa sa mga sanhi ng crosstalk effects sa BGA packages.Kapag ang mataas na I/O current transients (intrusion signals) ay nangyari sa BGA package leads, ang finite inductance sa pagitan ng ball grid arrays na tumutugma sa signal at return pins ay lumilikha ng boltahe interference sa chip substrate.Ang interference ng boltahe na ito ay nagdudulot ng signal glitch na ipinapadala sa labas ng BGA package bilang ingay, na nagreresulta sa isang crosstalk effect.
Sa mga application tulad ng mga networking system na may makapal na PCB na gumagamit ng through-hole, ang BGA crosstalk ay maaaring maging karaniwan kung walang mga hakbang na gagawin upang maprotektahan ang through-hole.Sa ganitong mga circuit, ang mahaba sa pamamagitan ng mga butas na inilagay sa ilalim ng BGA ay maaaring magdulot ng makabuluhang pagkabit at makabuo ng kapansin-pansing interference ng crosstalk.
Ang BGA crosstalk ay depende sa lokasyon ng signal ng intruder at signal ng biktima sa hanay ng ball grid.Upang mabawasan ang BGA crosstalk, ang isang low-crosstalk BGA package arrangement ay kritikal.Sa software ng Cadence Allegro Package Designer Plus, maaaring i-optimize ng mga designer ang kumplikadong single-die at multi-die wirebond at flip-chip na disenyo;radial, full-angle push-squeeze routing para tugunan ang mga natatanging hamon sa pagruruta ng mga disenyo ng substrate ng BGA/LGA.at mga partikular na pagsusuri ng DRC/DFA para sa mas tumpak at mahusay na pagruruta.Tinitiyak ng mga partikular na pagsusuri sa DRC/DFM/DFA ang matagumpay na mga disenyo ng BGA/LGA sa isang pass.ibinibigay din ang detalyadong interconnect extraction, 3D package modeling, at integridad ng signal at thermal analysis na may mga implikasyon sa power supply.
Oras ng post: Mar-28-2023