Perkara utama artikel ini
- Pakej BGA bersaiz padat dan mempunyai ketumpatan pin yang tinggi.
- Dalam pakej BGA, crosstalk isyarat disebabkan penjajaran bola dan salah jajaran dipanggil BGA crosstalk.
- BGA crosstalk bergantung pada lokasi isyarat penceroboh dan isyarat mangsa dalam susunan grid bola.
Dalam IC berbilang pintu dan kiraan pin, tahap penyepaduan meningkat secara eksponen.Cip ini telah menjadi lebih dipercayai, teguh dan mudah digunakan berkat pembangunan pakej susunan grid bola (BGA), yang lebih kecil dalam saiz dan ketebalan serta lebih besar dalam bilangan pin.Walau bagaimanapun, crosstalk BGA sangat menjejaskan integriti isyarat, sekali gus mengehadkan penggunaan pakej BGA.Mari kita bincangkan pembungkusan BGA dan crosstalk BGA.
Pakej Tatasusunan Grid Bola
Pakej BGA ialah pakej pelekap permukaan yang menggunakan bebola konduktor logam kecil untuk memasang litar bersepadu.Bola logam ini membentuk corak grid atau matriks yang disusun di bawah permukaan cip dan disambungkan ke papan litar bercetak.
Pakej susunan grid bola (BGA).
Peranti yang dibungkus dalam BGA tidak mempunyai pin atau petunjuk pada pinggir cip.Sebaliknya, susunan grid bola diletakkan di bahagian bawah cip.Tatasusunan grid bola ini dipanggil bola pateri dan bertindak sebagai penyambung untuk pakej BGA.
Mikropemproses, cip WiFi dan FPGA sering menggunakan pakej BGA.Dalam cip pakej BGA, bola pateri membenarkan arus mengalir antara PCB dan bungkusan.Bola pateri ini disambungkan secara fizikal kepada substrat semikonduktor elektronik.Ikatan plumbum atau cip flip digunakan untuk mewujudkan sambungan elektrik ke substrat dan mati.Penjajaran konduktif terletak di dalam substrat yang membolehkan isyarat elektrik dihantar dari persimpangan antara cip dan substrat ke persimpangan antara substrat dan susunan grid bola.
Pakej BGA mengedarkan petunjuk sambungan di bawah acuan dalam corak matriks.Susunan ini menyediakan bilangan petunjuk yang lebih besar dalam pakej BGA berbanding pakej rata dan dua baris.Dalam pakej berplumbum, pin disusun pada sempadan.setiap pin pakej BGA membawa bola pateri, yang terletak di permukaan bawah cip.Susunan pada permukaan bawah ini menyediakan lebih banyak kawasan, menghasilkan lebih banyak pin, kurang sekatan dan lebih sedikit seluar pendek plumbum.Dalam pakej BGA, bola pateri dijajarkan paling jauh berbanding dalam pakej dengan petunjuk.
Kelebihan pakej BGA
Pakej BGA mempunyai dimensi padat dan ketumpatan pin tinggi.pakej BGA mempunyai kearuhan yang rendah, membenarkan penggunaan voltan yang lebih rendah.Tatasusunan grid bola dijarakkan dengan baik, menjadikannya lebih mudah untuk menjajarkan cip BGA dengan PCB.
Beberapa kelebihan lain pakej BGA ialah:
- Pelesapan haba yang baik disebabkan oleh rintangan haba yang rendah pada bungkusan.
- Panjang plumbum dalam pakej BGA adalah lebih pendek daripada dalam pakej dengan petunjuk.Bilangan petunjuk yang tinggi digabungkan dengan saiz yang lebih kecil menjadikan pakej BGA lebih konduktif, sekali gus meningkatkan prestasi.
- Pakej BGA menawarkan prestasi yang lebih tinggi pada kelajuan tinggi berbanding pakej rata dan pakej dalam talian berganda.
- Kelajuan dan hasil pembuatan PCB meningkat apabila menggunakan peranti berpakej BGA.Proses pematerian menjadi lebih mudah dan mudah, dan pakej BGA boleh diolah semula dengan mudah.
BGA Crosstalk
Pakej BGA memang mempunyai beberapa kelemahan: bola pateri tidak boleh dibengkokkan, pemeriksaan adalah sukar kerana ketumpatan tinggi pakej, dan pengeluaran volum tinggi memerlukan penggunaan peralatan pematerian yang mahal.
Untuk mengurangkan crosstalk BGA, susunan BGA crosstalk rendah adalah kritikal.
Pakej BGA sering digunakan dalam sejumlah besar peranti I/O.Isyarat yang dihantar dan diterima oleh cip bersepadu dalam pakej BGA boleh diganggu oleh gandingan tenaga isyarat dari satu petunjuk ke yang lain.Crosstalk isyarat yang disebabkan oleh penjajaran dan salah jajaran bola pateri dalam pakej BGA dipanggil crosstalk BGA.Kearuhan terhingga antara tatasusunan grid bola adalah salah satu punca kesan crosstalk dalam pakej BGA.Apabila transien arus I/O tinggi (isyarat pencerobohan) berlaku dalam petunjuk pakej BGA, kearuhan terhingga antara tatasusunan grid bola yang sepadan dengan isyarat dan pin pulangan mewujudkan gangguan voltan pada substrat cip.Gangguan voltan ini menyebabkan gangguan isyarat yang dihantar keluar daripada pakej BGA sebagai hingar, mengakibatkan kesan crosstalk.
Dalam aplikasi seperti sistem rangkaian dengan PCB tebal yang menggunakan lubang-lubang, crosstalk BGA boleh menjadi perkara biasa jika tiada langkah diambil untuk melindungi lubang-lubang tersebut.Dalam litar sedemikian, lubang melalui panjang yang diletakkan di bawah BGA boleh menyebabkan gandingan yang ketara dan menjana gangguan crosstalk yang ketara.
BGA crosstalk bergantung pada lokasi isyarat penceroboh dan isyarat mangsa dalam susunan grid bola.Untuk mengurangkan crosstalk BGA, susunan pakej BGA crosstalk rendah adalah kritikal.Dengan perisian Cadence Allegro Package Designer Plus, pereka boleh mengoptimumkan reka bentuk ikatan wayar dan cip selak yang kompleks;jejari, penghalaan tekan-tekan sudut penuh untuk menangani cabaran penghalaan unik reka bentuk substrat BGA/LGA.dan pemeriksaan DRC/DFA khusus untuk penghalaan yang lebih tepat dan cekap.Pemeriksaan DRC/DFM/DFA khusus memastikan reka bentuk BGA/LGA berjaya dalam satu pas.pengekstrakan antara sambungan terperinci, pemodelan pakej 3D, dan integriti isyarat dan analisis haba dengan implikasi bekalan kuasa juga disediakan.
Masa siaran: Mac-28-2023