图5显示了BGA器件制造商提供的外形图。从图中可以看到,推荐的焊盘尺寸是0.3mm(12mil),而引脚间距是0.4mm(16mil)。由于焊盘之间的间距特别小,因此不可能实现传统的Dog bone型扇出图案。即使小尺寸的过孔也无法用于Dog bone型扇出策略。这里的小尺寸过孔意思是6mil的钻孔和10mil的环形焊盘。另外一个重要的机械性限制是电路板厚度,本例是93mil。

如何在PCB设计中正确的使用BGA信号布线技术

图5:BGA器件制造商提供的外形图

在这种情况下,最方便的解决方案是使用焊盘内微过孔。然而,微过孔尺寸不能超过3mil。但93mil的电路板厚度是一个限制因素。另外一个选项是盲孔和埋孔技术。但这些选项将限制制造技术的选择,并且会增加成本。

为了能够选择不同的制造公司,93mil厚的电路板中钻孔尺寸不能小于6mil,走线宽度不能小于4mil。否则只有少数高端的电路板制造商才能接手这个项目,而且价格不菲。图6显示了与本例有关的BGA外形图。

如何在PCB设计中正确的使用BGA信号布线技术

图6:这种扇出方法避免了使用高端技术,而且不会影响信号完整性。BGA引脚分成内部引脚和外部引脚两部分

图6所示的扇出方法避免了使用高端技术,而且不影响信号完整性。BGA引脚被分成内部和外部引脚两个部分。焊盘内过孔用于内部,外部引脚在0.5mm栅格上扇出。图7a显示的是顶层,图7b显示的是顶层和内部布线层。

如何在PCB设计中正确的使用BGA信号布线技术

图7a和7b:焊盘内过孔用于内部,而外部引脚在0.5mm栅格上扇出。图7a显示的是顶层;图7b显示的是顶层和内部布线层。

由于BGA焊盘尺寸是0.3mm(12mil),间距是0.4mm(16mil),因此焊盘内使用了6/10mil的过孔(孔/环尺寸)。外部扩展扇出使用相同的过孔。在内部,过孔之间的间隙是6mil,这是标准尺寸,不会引起制造问题。外部的过孔间隙是10mil。这个间隙可以走一条3mil的线,线与过孔距离是3.34mil。这种特别的策略允许从0.4mm间距微型BGA出来的所有信号都能成功扇出,而且不会提出任何特殊的制造要求。

不管是使用Dog bone还是焊盘内过孔方法,基本步骤是相同的,也就是先要确定正确的通道空间,包括定义过孔和焊盘的尺寸、走线宽度、阻抗要求和叠层。然而区别在于过孔安排和所用的过孔组。

推荐使用深度最多6层的盲孔/埋孔配置。层数再多会引起制造良率问题。优选技术是使用交叉过孔或堆叠过孔,如图8所示。交叉过孔允许更加精确的注册公差,因为它们不像堆叠过孔那样强制要求完美对齐。

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