Bu məqalənin əsas məqamları
- BGA paketləri kompakt ölçüdədir və yüksək pin sıxlığına malikdir.
- BGA paketlərində topun düzülməsi və yanlış hizalanması səbəbindən siqnal çarpışması BGA çarpazlığı adlanır.
- BGA çarpazlığı müdaxilə siqnalının yerindən və top şəbəkəsi massivindəki qurban siqnalından asılıdır.
Çoxqapılı və pinli IC-lərdə inteqrasiya səviyyəsi eksponent olaraq artır.Bu çiplər ölçüləri və qalınlığı daha kiçik və sancaqların sayına görə daha çox olan top şəbəkəsi sırası (BGA) paketlərinin inkişafı sayəsində daha etibarlı, möhkəm və istifadəsi asan olmuşdur.Bununla belə, BGA çarpazlığı siqnalın bütövlüyünə ciddi təsir edir və beləliklə, BGA paketlərinin istifadəsini məhdudlaşdırır.Gəlin BGA qablaşdırması və BGA çarpışmasını müzakirə edək.
Ball Grid Array Paketləri
BGA paketi inteqral sxemi quraşdırmaq üçün kiçik metal keçirici toplardan istifadə edən səthə montaj paketidir.Bu metal toplar çipin səthi altında təşkil edilən və çap dövrə lövhəsinə qoşulan bir şəbəkə və ya matris nümunəsi təşkil edir.
Top grid array (BGA) paketi
BGA-larda qablaşdırılan cihazların çipin periferiyasında sancaqlar və ya aparıcılar yoxdur.Əvəzində, top grid massivi çipin altına yerləşdirilir.Bu top şəbəkəsi massivləri lehim topları adlanır və BGA paketi üçün birləşdirici rolunu oynayır.
Mikroprosessorlar, WiFi çipləri və FPGA-lar tez-tez BGA paketlərindən istifadə edirlər.BGA paket çipində lehim topları PCB və paket arasında cərəyanın axmasına imkan verir.Bu lehim topları fiziki olaraq elektronikanın yarımkeçirici substratına bağlıdır.Qurğuşun bağlayıcısı və ya flip-çip substrata elektrik bağlantısı qurmaq və kalıp üçün istifadə olunur.Elektrik siqnallarının çip və substrat arasındakı qovşaqdan substrat və top şəbəkəsi massivi arasındakı qovşağına ötürülməsinə imkan verən keçirici hizalamalar substratın daxilində yerləşir.
BGA paketi matris modelində matris altındakı əlaqə kabellərini paylayır.Bu tənzimləmə düz və iki cərgəli paketlərə nisbətən BGA paketində daha çox sayda aparıcı təmin edir.Qurğuşunlu bir paketdə sancaqlar sərhədlərdə yerləşdirilir.BGA paketinin hər bir pinində çipin aşağı səthində yerləşən bir lehim topu var.Aşağı səthdəki bu tənzimləmə daha çox sahə təmin edir, nəticədə daha çox sancaqlar, daha az bloklama və daha az qurğuşun şortları olur.BGA paketində, lehim topları aparıcıları olan bir paketə nisbətən bir-birindən ən uzağa düzülür.
BGA paketlərinin üstünlükləri
BGA paketi yığcam ölçülərə və yüksək pin sıxlığına malikdir.BGA paketi aşağı gərginliklərdən istifadə etməyə imkan verən aşağı endüktansa malikdir.Top şəbəkəsi massivi yaxşı məsafədədir, bu da BGA çipini PCB ilə uyğunlaşdırmağı asanlaşdırır.
BGA paketinin bəzi digər üstünlükləri bunlardır:
- Paketin aşağı istilik müqavimətinə görə yaxşı istilik yayılması.
- BGA paketlərində qurğuşun uzunluğu aparıcı olan paketlərdən daha qısadır.Kiçik ölçü ilə birləşən yüksək sayda aparıcılar BGA paketini daha keçirici edir, beləliklə performansı yaxşılaşdırır.
- BGA paketləri düz paketlər və ikiqat sıra paketləri ilə müqayisədə yüksək sürətdə daha yüksək performans təklif edir.
- PCB istehsalının sürəti və məhsuldarlığı BGA-qablaşdırılmış cihazlardan istifadə edərkən artır.Lehimləmə prosesi daha asan və daha rahat olur və BGA paketləri asanlıqla yenidən işlənə bilər.
BGA Crosstalk
BGA paketlərinin bəzi çatışmazlıqları var: lehim topları əyilə bilməz, bağlamanın yüksək sıxlığı səbəbindən yoxlama çətindir və yüksək həcmli istehsal bahalı lehimləmə avadanlıqlarının istifadəsini tələb edir.
BGA çarpışmasını azaltmaq üçün aşağı keçidli BGA təşkili vacibdir.
BGA paketləri çox vaxt çox sayda I/O cihazlarında istifadə olunur.BGA paketində inteqrasiya olunmuş çip tərəfindən ötürülən və qəbul edilən siqnallar siqnal enerjisinin bir kabeldən digərinə qoşulması ilə pozula bilər.BGA paketində lehim toplarının düzülməsi və yanlış hizalanması nəticəsində yaranan siqnal çarpışması BGA çarpazlığı adlanır.Top şəbəkəsi massivləri arasındakı sonlu endüktans BGA paketlərində çarpaz təsirlərin səbəblərindən biridir.BGA paket kabellərində yüksək I/O cərəyan keçidləri (intrusion siqnalları) baş verdikdə, siqnal və geri dönmə pinlərinə uyğun top şəbəkəsi massivləri arasında sonlu endüktans çip substratında gərginlik müdaxiləsi yaradır.Bu gərginlik müdaxiləsi səs-küy kimi BGA paketindən kənara ötürülən siqnal nasazlığına səbəb olur və nəticədə çarpışma effekti yaranır.
Deliklərdən istifadə edən qalın PCB-ləri olan şəbəkə sistemləri kimi tətbiqlərdə, deşikləri qorumaq üçün heç bir tədbir görülməzsə, BGA çarpazlığı ümumi ola bilər.Belə sxemlərdə, BGA-nın altına yerləşdirilən uzun deşiklər əhəmiyyətli birləşməyə səbəb ola bilər və nəzərə çarpan çarpaz müdaxilə yarada bilər.
BGA çarpazlığı müdaxilə siqnalının yerindən və top şəbəkəsi massivindəki qurban siqnalından asılıdır.BGA çarpışmasını azaltmaq üçün aşağı keçidli BGA paketinin təşkili vacibdir.Cadence Allegro Package Designer Plus proqram təminatı ilə dizaynerlər mürəkkəb tək-die və multi-die tel bağı və flip-chip dizaynlarını optimallaşdıra bilər;BGA/LGA substrat dizaynlarının unikal marşrutlaşdırma problemlərini həll etmək üçün radial, tam bucaqlı təkan sıxışdıran marşrutlaşdırma.və daha dəqiq və səmərəli marşrutlaşdırma üçün xüsusi DRC/DFA yoxlamaları.Xüsusi DRC/DFM/DFA yoxlamaları bir keçiddə uğurlu BGA/LGA dizaynlarını təmin edir.təfərrüatlı interconnect çıxarılması, 3D paket modelləşdirilməsi və enerji təchizatı təsirləri ilə siqnal bütövlüyü və istilik təhlili də təmin edilir.
Göndərmə vaxtı: 28 mart 2023-cü il