Mengapa tidak ada chip BGA dengan tessellation segitiga bantalan bundar ("grid heksagonal")?


24

Array kisi-kisi bola adalah paket sirkuit terpadu yang menguntungkan ketika kepadatan interkoneksi tinggi dan / atau induktansi parasit rendah sangat penting. Namun, mereka semua menggunakan kotak persegi panjang.

Sebuah ubin segitiga akan memungkinkan π/√12 atau 90,69% dari jejak yang akan disediakan untuk bola solder dan clearance sekitarnya, sementara di mana-mana ubin persegi hanya memungkinkan π / 4 atau 78,54% dari jejak yang akan digunakan.

Ubin segitiga secara teoritis akan memungkinkan mengurangi jejak chip sebesar 13,4% atau meningkatkan ukuran bola dan / atau clearance sambil mempertahankan jejak yang sama.

Pilihannya tampak jelas, namun saya belum pernah melihat paket seperti itu. Apa alasannya? Akankah sinyal routing menjadi terlalu sulit, akankah manufakturabilitas papan menderita, apakah ini membuat perekat yang kurang praktis atau konsep yang dipatenkan oleh seseorang?


2
Ada beberapa paten di bidang ini: google.tl/patents/US8742565
Botnic

2
Bukan jawaban, tapi mungkin itu yang biasa kita lakukan, dan apa yang lebih mudah untuk mendesain perkakas. Lihat juga mengapa sebagian besar jejak PCB terbatas pada sudut 45 °, dan kadang-kadang bahkan hingga 90 °, sedangkan jejak bentuk bebas ( contoh ) dapat menghasilkan perutean yang lebih baik (jejak kaki yang lebih kecil, dan perilaku HF yang lebih baik, misalnya).
marcelm


@marcelm Untuk apa tata letak papan itu? Surrealduino?
duskwuff

@duskwuff Memang itu tiruan arduino, terlihat dengan baik. Saya mendapatkannya dari situs web ini . Situs web ini juga memiliki versi tradisional dengan tata letak yang sama.
marcelm

Jawaban:


24

Kecuali jika Anda menggunakan via-in-pad, yang harganya lebih mahal, Anda perlu ruang untuk menempatkan rute routing di antara bantalan, seperti ini

Routing BGA melarikan diri


7
Poin kuncinya adalah kita tidak ingin bola dikemas secara optimal.
The Photon

1
Atau lebih halus, Anda bisa memotret untuk solusi yang lebih kecil dengan pengepakan yang lebih ketat, tetapi biayanya lebih mahal.
Daniel

7

Terutama karena kita membutuhkan ruang untuk rute dari bantalan itu: masukkan deskripsi gambar di sini

Pada gambar pertama yang Anda perlihatkan, sekitar 6 lapisan atau lebih mungkin akan diperlukan untuk BGA berukuran layak (~ 400-ish balls). Mengemas barang lebih ketat berarti Anda benar-benar membutuhkan via-in-pad dan mungkin perlu lebih banyak lapisan. Ini membutuhkan lebih banyak uang karena lebih sulit untuk diproduksi.

Beberapa orang pintar di Texas Instruments datang dengan teknologi yang mereka sebut Via Channel, untuk menyederhanakan proses perutean ini (sering disebut fan-out) dan juga mengurangi persyaratan ukuran yang Anda bicarakan. Presentasi yang menarik dapat ditemukan di sini (Di sinilah saya mendapatkan gambar itu).


7

Apa yang terjadi jika Anda harus merutekan jejak dari pusat BGA ke bagian lain dari PCB? Pada kisi-kisi persegi Anda dapat dengan mudah mengarahkan garis lurus, tetapi pada kisi heksagonal Anda membutuhkan banyak tikungan. Bekerja dengan kisi-kisi perutean yang sangat bagus dalam deretan heksagonal bola tidak menyenangkan dan akan membutuhkan lebih banyak waktu. Routing dengan 0 °, 45 ° dan 90 ° saja tidak akan mungkin, Anda akan memerlukan sudut 30 ° dan 60 ° juga. Router otomatis PCB mungkin tidak berfungsi dengan baik jika dirancang hanya untuk kotak pin persegi. Ada kemungkinan bahwa papan multi-lapis akan membutuhkan 2 atau 4 bidang tambahan jika pengemasan heksagonal padat seperti itu digunakan. Jika tidak ada ruang untuk vias di antara bantalan dari grid BGA, lebih banyak lapisan mungkin diperlukan (hanya vias di dalam bantalan yang mungkin). Merancang simbol pustaka perpustakaan untuk susunan heksagonal seperti itu akan sulit dan memakan waktu dan rawan kesalahan jika hanya ada kotak persegi untuk penempatan bantalan. Penempatan bantalan yang tepat akan membutuhkan banyak waktu.


1
"Penempatan bantalan yang tepat mungkin tidak mungkin." Itu tampaknya sangat tidak mungkin karena Anda biasanya dapat menentukan koordinat x, y dari pad.
Daniel

3

Beberapa paket tampaknya menggunakan kemasan heksagonal untuk alasan yang tepat yang Anda jelaskan. Saya tidak yakin mengapa mereka tidak melakukannya di mana-mana, tetapi setidaknya di dekat tepi mereka ada di sini.

masukkan deskripsi gambar di sini


Membangun komputer dengan kekuatan penuh (yang dimaksudkan untuk contoh itu) mungkin memiliki ekonomi yang berbeda dengan perangkat generik - teknik pembuatan PCB yang lebih canggih kemungkinan akan digunakan SETIAP SAJA sehingga Anda dapat memiliki via-in-pad jika Anda membutuhkannya. TAPI, perhatikan bahwa dalam contoh ini, sebagian besar kelompok pad ini hanya memiliki 2 atau 3 baris dalam dan menyisakan ruang untuk vias di sekitarnya.
rackandboneman

@rackandboneman Benar, tautan Araho di dalam jawaban mereka menjelaskan mengapa pengemasan heksagonal ini tidak terjadi di mana-mana.
horta
Dengan menggunakan situs kami, Anda mengakui telah membaca dan memahami Kebijakan Cookie dan Kebijakan Privasi kami.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.