Ucieczka BGA przez wymiary w rastrze 0,8 mm?

15

Czy istnieją jakieś standardy lub wspólne wymiary ćwiczeń, które określają, jak powinny wyglądać przelotki ewakuacyjne BGA i ślad / przestrzeń routingu z odstępem 0,8 mm? Jeśli nie, jaki jest najbardziej ekonomiczny zestaw wymiarów do zastosowania?

Kilka dokumentów, które znalazłem podczas wyszukiwania w Internecie, omawia przelotki i wymiary routingu na górnej i dolnej warstwie, ale nie na warstwach wewnętrznych. Jak rozumiem, warstwy wewnętrzne wymagają antypadów, co czyni je bardziej restrykcyjnymi niż warstwy zewnętrzne. Dlatego powinny to być wymiary sterujące, ale nie mogę wiele na ten temat znaleźć.

Znalazłem dokument Wytyczne dotyczące projektowania połączeń BGA / PCB, które omawiały skok 0,8 mm (wyszukaj „0,8 mm”). Mówi, że z dziurą / antypadem o wartości 10/28 mil, w samolotach pozostaje tylko 3,5 mil, co nie jest dobre. Mówi dalej, że użycie 8/26 dla hole / antipad nadal pozostawia tylko 5,5 miliona, więc powinieneś po prostu użyć mikrovias.

Widzę jednak, że niektórzy producenci oferują 8-milimetrowy prześwit wewnętrzny (antypada?), Więc czy nie moglibyście użyć 8-milimetrowych otworów z 24-milimetrowym antypadem i mieć dużo miedzi płaszczyzny uziemienia?

Znalazłem ten dokument NXP: wytyczne dotyczące układu płytki drukowanej dla MCU NXP w pakietach BGA . Ma ładny, ale bardzo mylący stół. Pokazuje ogólnie standardowe rozmiary otworów, które można zobaczyć u producentów płytek drukowanych (12 mil, 8 mil, w mm) jako rozmiar wiertła, a rozmiary gotowe są zdecydowanie za małe. Rozmiar padu do wywiercenia w szczególności dla skoku 1 mm byłby całkowicie normalnie brzmiący 12/21 przez, ale „gotowy rozmiar” wynosi 7 mil! Rozumiem, że producenci płytek drukowanych wykonują operacje na gotowych rozmiarach otworów, a nie na wiertłach. Co tu jest nie tak? (czy z moim zrozumieniem?)

darron
źródło
1
Warto kupić IPC7095B, ​​który można kupić tutaj za 103 USD. Cena jest znikoma w porównaniu do tego, co wydasz na projekt płytki i produkcję PCB. IPC7095B Spis treści
Leon Heller
1
Twój sklep z płytkami drukowanymi może pracować z gotowym rozmiarem otworu lub wiertłem. Wzory w moim sklepie często określają „rozmiary otworów 10 mil i mniejsze to rozmiary wierteł. Wielkości otworów większe niż 10 mil to gotowe rozmiary”. Lub jeśli określimy gotowy rozmiar, dajemy wystarczającą tolerancję, aby otwór mógł zostać całkowicie zamknięty.
Photon

Odpowiedzi:

11

Chciałbym powiedzieć, że jest prosta odpowiedź, ale nie ma, jest zbyt wiele zmiennych
Jednak możesz rozwiązać problem .....

Wybrane rozmiary zależą głównie od tego, jakich możliwości fab używasz.
Aby uzyskać niski koszt, niezawodność i wysoką wydajność, wybierz największe przelotki i największe możliwe ślady, utrzymując jednocześnie pierścienie tak duże, jak to możliwe, a ślady dobrze rozmieszczone i tak szerokie, jak to możliwe.

Spójrz na możliwości wybranego przez Ciebie dostawcy (ów), porozmawiaj z nimi i poproś o radę, bo przecież to oni muszą zagwarantować, że dadzą radę. np . Możliwości graficzne

Graficzne sterowniki PLC, podobnie jak inne, podają standardowe rozmiary, niską wydajność i rozmiary funkcji programistycznych.

Bardziej niż cokolwiek innego, twój plan ucieczki będzie również zależeć od parametrów twojej płytki drukowanej.
Ile warstw potrzebujesz? Ile rzędów musisz uciec w BGA? Zasadniczo potrzebujesz (N / 2) -2 warstw, gdzie N jest największą liczbą w liczbie wierszy lub kolumn w twoim BGA. Jeśli jednak użyjesz mikrovias, wszystko stanie się łatwiejsze. Pamiętaj, że zwykle nie musisz uciec od wszystkich sygnałów, GND i Moc często mogą trafić bezpośrednio do samolotów.

Zdecyduj więc: czy używasz konwencjonalnych przelotek, ślepych przelotek, zakopanych przelotek, mikrovias czy microvia-in-pad?
Minimalne wymiary wiertła przelotowego są częściowo kontrolowane przez grubość pary warstw (2: 1 to dobra zasada początkowa) oraz rodzaj materiału PCB. Twardsze, grubsze materiały oznaczają większe wiertła.
Czy używasz miedzi 18um lub 36um, możesz chcieć tego drugiego, jeśli jakaś inna część twojego obwodu przenosi wysoki prąd lub być może twoje zasady integralności sygnału odgrywają pewną rolę w podejmowaniu decyzji? Większa miedź oznacza większe podcięcie, co oznacza większą wymaganą tolerancję.

Najpierw musisz zdecydować, jaką konstrukcję deski możesz znieść, biorąc pod uwagę ograniczenia kosztów w ilościach, które chcesz kupić, a następnie oprzyj na tym swoje ograniczenia projektowe, patrząc na możliwości fab, którego chcesz użyć i wymaganej technologii.

Powodem, dla którego producenci używają gotowych rozmiarów otworów jest to, że wymagane wiertło jest od 0,1 do 0,2 mm większe niż rozmiar gotowego otworu. Więc jeśli chcesz mieć gotowy otwór 0,5 mm, producent wywierci go 0,7, a następnie spłaszczy do 0,5 za pomocą 0,1 mm miedzi. Tak więc gotowy rozmiar wydaje się mały, ale można użyć większego wiertła.
Nie bój się małych rozmiarów funkcji. Zdziwisz się, jak małe mogą być wiertła, np. Grafika może wywiercić otwory 0,15 mm za pomocą konwencjonalnego wiertła, jeśli materiał ma grubość 0,2 mm! Mniejsze wiertła są jednak droższe, ponieważ częściej się psują, dlatego wymagają regularnej wymiany (najlepiej zanim się zepsują). Ponieważ używają ich więcej i są nieco sztuczką, ich wymiana kosztuje więcej.

Minimalny rozmiar podkładki zależy od wielkości wiertła i tolerancji wiercenia. Zwykle rozmiar wiertła (rozmiar nieukończony) + 0,1 mm to minimum. Ale to zależy od wydajności i tolerancji produkcyjnych. Oczywiście większy jest lepszy, jeśli masz miejsce i nie pracujesz na częstotliwości 10 GHz.

Ok działający przykład:
używając 358-pinowej części UBGA, Altera Arria GX.

Patrząc na dane graficzne, mogę wybrać ukończony otwór 0,25 (tj. Wiertło 0,45) z pierścieniem 0,45. Namiotuję u góry.

Nie licząc pinów zasilania, mam 5 rzędów do ucieczki. Idealnie potrzebuję 4 warstw.

Spróbujmy bez niczego egzotycznego (redukcja kosztów) przez
0,25 ukończone 0,45
ścieżki padów 0,15 mm, min przerwa 0,1 mm
Standardowe pady BGA na symbolu biblioteki są 0,45 Nie zdefiniowano maski

To wygląda tak:
wprowadź opis zdjęcia tutaj

Zobacz, że udało nam się to na trzech z 4 warstw i wygląda na to, że nadal możemy wprowadzić pewne ulepszenia; Moglibyśmy zmniejszyć ścieżkę i zwiększyć pierścieniowe pierścienie lub zastosować mikrowkładkę w padzie, aby zmniejszyć liczbę warstw.

Jason Morgan
źródło
Powinienem był dodać, że powyższe daje 0,15 mm miedzi między niepołączonymi podkładkami na płaskich warstwach.
Jason Morgan
Doskonała odpowiedź!
Rocketmagnet
@JasonMorgan, Uwielbiam odpowiedź, myślę, że trochę więcej pracy z formatowaniem może sprawić, że będzie wyglądać jeszcze lepiej w Google, ale zarobiłeś 500, nie wydawaj tego wszystkiego w jednym miejscu!
Kortuk
@kortuk, Elektronika i komputery to moja mocna strona, ale nie udało mi się CSE angielski - to prawdopodobnie pokazuje. Dzięki za punkty !!
Jason Morgan
@JasonMorgan, w ciągu ostatnich 6 miesięcy to pytanie było naszym największym hitem w Google, było na drugim miejscu. Myślę, że poprawiona jakość prawdopodobnie łączy więcej osób, dziękuję za napisanie tego! Mam nadzieję, że zdecydujesz się dalej z nim bawić, gdy będziesz się nudzić!
Kortuk
0

Prosta odpowiedź brzmi: zależy od tego, z której firmy korzystają Twoi kupujący przy zamówieniach PWB na części o drobnym skoku.

Dodane: Z mojego doświadczenia wynika, że ​​dobry nabywca i inżynier z dźwignią zakupów w wolumenie może uzyskać bardziej znaczące redukcje kosztów {od wykwalifikowanych dostawców} w drodze negocjacji bardziej niż według projektu! Jeśli jednak mówimy o nowym projekcie, koszty bazowe są zwykle nieznane, ale widziałem i zawierałem oferty takie jak 10% zniżki na wszystkie standardowe produkty. fab. koszty tylko w drodze negocjacji.

Odp: Zalecenia dotyczące układu urządzenia BGA o skoku 0,8 mm. W razie wątpliwości proponuję omówić to z producentem.

Standardowe wytyczne projektowe BGA, IPC 6012B klasa 2.

  • Wiertło Pad Anti-Pad PWB Ratio
  • 6 16 26 39 6,5: 1
  • 8 18 28 62 7,75: 1
  • 10 20 30 100 10: 1
  • 12 22 32 120 10: 1
  • 14 24 34 135 jednostek 10: 1 = 0,001 ”grubości

Należy pamiętać, że najbardziej odpowiednie „możliwości”: „preferowana” i „minimalna” szerokość śladu / odstępy / rozmiar otworu / średnica wkładki mogą, ale nie muszą wpływać na koszt produktu, ale „minimum” generalnie oznacza niższe wydajności niż „preferowane” i ukryte spowoduje wzrost kosztów w wycenie.

Książka z wytycznymi projektowymi IPC jest niezbędna w bibliotece, jak podano poniżej. Równie dobrze, jak ścisła komunikacja ze wsparciem technicznym sklepu Board.

Tony Stewart Sunnyskyguy EE75
źródło
2
Zgadzam się, że przewodnik IPC to biblia w branży, +1 za to. Jest to doskonałe miejsce na rozpoczęcie, jeśli nie masz pewności. Jednak osobiście uważam, że zawsze jest trochę spóźniona za technologią stosowaną przez wspaniałe domy w niektórych obszarach, więc rozmowa z nimi i zrozumienie przyczyny decyzji są równie ważne. Jeśli się nad tym zastanowić, zawsze będzie to najniższy wspólny mianownik, ale to nie jest złe.
Jason Morgan
-1

Oczywiście te wymiary są właśnie tym, co jest konieczne, aby uniknąć wzorca BGA. W razie potrzeby możesz zmienić szerokość śladu, aby uzyskać pożądaną impedancję po wyjściu spod BGA. W większości przypadków krótki ślad pod BGA nie wpłynie znacząco na integralność sygnału.

Pedro_Uno
źródło
To nie odpowiada na żadną część pierwotnego pytania. Pyta o przelotki, a nie ślady impedancji. W tej notatce -1.
Nick Alexeev
Myślę, że masz rację, ale te dwie rzeczy są pośrednio powiązane. Jeden przelot, jeden ślad i dwie spacje muszą pasować do odstępu 0,8 mm. Węższe śledzenie pozwala na większe poprzez pad, ale zmienia tam impedancję w sposób, który nie powinien mieć znaczenia.
Pedro_Uno