Dlaczego nie ma układów BGA z trójkątną teselacją okrągłych padów („sześciokątna siatka”)?


24

Układy z siatką kulkową są korzystnymi pakietami układów scalonych, gdy wysoka gęstość połączeń i / lub niska indukcyjność pasożytnicza są najważniejsze. Jednak wszystkie używają prostokątnej siatki.

Trójkątny Dachówka pozwoliłoby π/√12 lub 90,69% w ślad mają zostać zarezerwowane dla kulek lutowniczych i otaczającej odprawy, a wszechobecne kwadratowy Dachówka pozwala jedynie p / 4 lub 78,54% w ślad ma być używany.

Trójkątne układanie płytek teoretycznie pozwoliłoby na zmniejszenie śladu wiórowego o 13,4% lub zwiększenie rozmiaru kulki i / lub luzu przy zachowaniu tego samego śladu.

Wybór wydaje się oczywisty, ale nigdy nie widziałem takiego pakietu. Jakie są tego przyczyny? Czy przekierowanie sygnału byłoby zbyt trudne, czy produktywność płyty w jakiś sposób ucierpiałaby, czy spowodowałoby to niepraktyczne wypełnienie klejem, czy też koncepcja jest przez kogoś opatentowana?


2
Istnieje kilka patentów w tej dziedzinie: google.tl/patents/US8742565
Botnic

2
Nie odpowiedź, ale może to być po prostu to, do czego jesteśmy przyzwyczajeni i do czego łatwiej zaprojektować oprzyrządowanie. Zobacz także, dlaczego większość śladów na płytkach drukowanych jest ograniczona do kątów 45 °, a czasem nawet do 90 °, podczas gdy ślady swobodne ( przykład ) mogą skutkować lepszym routingiem (na przykład mniejsze wymiary i lepsze zachowanie w wysokiej częstotliwości ).
marcelm


@marcelm Do czego służy ten układ planszy? Surrealduino?
duskwuff

@duskwuff To naprawdę arduino klon, dobrze zauważony. Mam to z tej strony. Witryna ma również tradycyjną wersję tego samego układu.
marcelm

Odpowiedzi:


24

O ile nie korzystasz z podkładki, która kosztuje więcej, potrzebujesz miejsca na wstawienie przelotek między podkładkami, tak jak to

Ucieczka ucieczki BGA


7
Kluczową kwestią jest to, że po prostu nie chcemy, aby piłki były optymalnie zapakowane.
Photon

1
Lub bardziej subtelnie, możesz strzelać do mniejszego rozwiązania z bardziej ciasnym opakowaniem, ale będzie to kosztować więcej.
Daniel

7

Głównie dlatego, że potrzebujemy miejsca na trasy z tych padów: wprowadź opis zdjęcia tutaj

Na pierwszym pokazanym obrazie prawdopodobnie potrzeba 6 lub więcej warstw dla przyzwoitej wielkości BGA (~ 400 kulek). Jeszcze ściślejsze pakowanie oznacza, że ​​absolutnie potrzebujesz podkładki i prawdopodobnie potrzebujesz więcej warstw. To kosztuje więcej pieniędzy, ponieważ trudniej jest wyprodukować.

Pewien bystry facet z Texas Instruments wymyślił technologię, którą nazywają Via Channel, aby uprościć ten proces routingu (często zwany fan-out), a także zmniejszyć wymagania dotyczące rozmiaru, o których mówisz. Interesującą prezentację można znaleźć tutaj ( tutaj też mam to zdjęcie).


7

Co się stanie, jeśli będziesz musiał prześledzić ślad ze środka BGA do innej części płytki? Na kwadratowej siatce możesz po prostu poprowadzić prostą linię, ale na sześciokątnej siatce potrzebujesz wielu zakrętów. Praca z bardzo drobną siatką routingu w sześciokątnym układzie piłek nie jest zabawna i będzie wymagała dużo więcej czasu. Trasowanie tylko przy 0 °, 45 ° i 90 ° nie będzie możliwe, potrzebne będą również kąty 30 ° i 60 °. Automatyczne routery na płytkach drukowanych mogą nie działać zbyt dobrze, jeśli są przeznaczone tylko do kwadratowych pinów. Możliwe jest, że płyta wielowarstwowa będzie potrzebowała 2 lub 4 dodatkowych płaszczyzn, jeśli zastosuje się tak gęste sześciokątne wypełnienie. Jeśli między paskami siatki BGA nie ma miejsca na przelotki, może być potrzebnych więcej warstw (możliwe są tylko przelotki w paskach). Zaprojektowanie bibliotecznego symbolu płytki drukowanej dla takiej tablicy heksagonalnej będzie trudne, czasochłonne i podatne na błędy, jeśli będzie tylko kwadratowa siatka do umieszczenia podkładek. Dokładne umieszczenie elektrod zajmie dużo czasu.


1
„Dokładne umieszczenie elektrod może być niemożliwe”. Wydaje się to mało prawdopodobne, ponieważ zwykle można określić współrzędną x, y padu.
Daniel

3

Niektóre paczki wydają się używać sześciokątnego opakowania z dokładnie tego, co opisujesz. Nie jestem pewien, dlaczego nie robią tego wszędzie, ale przynajmniej w pobliżu krawędzi są tutaj.

wprowadź opis zdjęcia tutaj


Budowanie komputerów o pełnej mocy (do czego ten przykład jest przeznaczony) prawdopodobnie ma inną ekonomię niż zwykłe urządzenia - bardziej wyrafinowane techniki produkcji płytek drukowanych będą prawdopodobnie DOWOLNIE WYKORZYSTANE, abyś mógł mieć swój pad w razie potrzeby. ALE, zauważ, że w tym przykładzie większość tych klastrów ma głębokość zaledwie 2 lub 3 rzędów i pozostawia miejsce na przelotki wokół nich.
rackandboneman

@rackandboneman Racja, link Araho w odpowiedzi wyjaśnia, dlaczego to sześciokątne opakowanie nie zdarza się wszędzie.
horta
Korzystając z naszej strony potwierdzasz, że przeczytałeś(-aś) i rozumiesz nasze zasady używania plików cookie i zasady ochrony prywatności.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.