高密度電路的設(shè)計(jì)(編輯修改稿)
2024-08-26 10:26 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 隔為。該矩陣元件的總的外形規(guī)格允許很大的靈活性，如引腳間隔、接觸點(diǎn)矩陣布局與構(gòu)造。 JEDEC MO151 定義各種塑料封裝的 BGA。方形輪廓覆蓋的尺寸從，三種接觸點(diǎn)間隔 , 和 。 球接觸點(diǎn)可以單一的形式分布，行與列排列有雙數(shù)或單數(shù)。雖然排列必須保持對(duì)整個(gè)封裝外形的對(duì)稱(chēng)，但是各元件制造商允許在某區(qū)域內(nèi)減少接觸點(diǎn)的位置。 芯片規(guī)模的 BGA 變量 針對(duì)“密間距”和“真正芯片大小”的 IC 封裝，最近開(kāi)發(fā)的 JEDEC BGA 指引提出許多物理屬性，并為封裝供應(yīng)商提供“變量”形式的靈活性。 JEDEC JC11批準(zhǔn)的第一份對(duì)密間距元件類(lèi)別的文件是注冊(cè)外形 MO195，具有基本 間距接觸點(diǎn)排列的統(tǒng)一方形封裝系列。 封裝尺寸范圍從 ，總的高度 (定義為“薄的輪廓” )限制 到從貼裝表面最大為 。下面的例子代表為將來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)考慮的一些其它變量。 球間距與球尺寸將也會(huì)影響電路布線效率。許多公司已經(jīng)選擇對(duì)較低 I/O 數(shù)的 CSP 不采用 間距。較大的球間距可能減輕最終用戶(hù)對(duì)更復(fù)雜的印刷電路板 (PCB)技術(shù)的需求。 的接觸點(diǎn)排列間隔是 JEDEC 推薦最小的。接觸點(diǎn)直徑規(guī)定為 ，公差范圍為最小 、最大 ?？墒谴蠖鄶?shù)采用 間距的 BGA 應(yīng)用將依靠電路的次表面布線。直徑上小至 的焊盤(pán)之間的間隔寬度只夠連接一根 ()寬度的電路。將許多多余的電源和接地觸點(diǎn)分布到矩陣的周?chē)@樣將提供對(duì)排列矩陣的有限滲透。這些較高 I/O 數(shù)的應(yīng)用更可能決定于多層、盲孔或封閉的焊盤(pán)上的電鍍旁路孔 (viaonpad)技術(shù)。 考慮封裝技術(shù) 元件的環(huán)境與電氣性能可能是與封裝尺寸一樣重要的問(wèn)題。用于高密度、高I/O 應(yīng)用的封裝技術(shù)首先必須滿(mǎn)足環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。例如，那些使用剛性?xún)?nèi)插器(interposer)結(jié)構(gòu)的、由陶瓷或有機(jī)基板制造的不能緊密地配合硅芯片的外形。元件四周的引線接合座之間的互連必須流向內(nèi)面。 181。BGA*封裝結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí) 際優(yōu)勢(shì)是它在硅芯片模塊外形內(nèi)提供所有電氣界面的能力。 181。BGA 使用一種高級(jí)的聚酰胺薄膜作為其基體結(jié)構(gòu)，并且使用半加成銅電鍍工藝來(lái)完成芯片上鋁接合座與聚酰胺內(nèi)插器上球接觸座之間的互連。依順材料的獨(dú)特結(jié)合使元件能夠忍受極端惡劣的環(huán)境。這種封裝已經(jīng)由一些主要的 IC 制造商用來(lái)滿(mǎn)足具有廣泛運(yùn)作環(huán)境的應(yīng)用。 超過(guò) 20 家主要的 IC 制造商和封裝服務(wù)提供商已經(jīng)采用了 181。BGA 封裝。定義為“面朝下”的封裝，元件外形密切配合芯片模塊的外形，芯片上的鋁接合焊盤(pán)放于朝向球接觸點(diǎn)和 PCB 表面的位置。這種結(jié)構(gòu)在工業(yè)中有最廣泛的認(rèn)同，因?yàn)槠浣⒌幕A(chǔ)結(jié)構(gòu)和無(wú)比的可靠性。 181。BGA 封裝的材料與引腳設(shè)計(jì)的獨(dú)特系統(tǒng)是在物理上順應(yīng)的，補(bǔ)償了硅芯片與 PCB 結(jié)構(gòu)的溫度膨脹系統(tǒng)的較大差別。 安裝座計(jì)劃 推薦給 BGA 元件的安裝座或焊盤(pán)的幾何形狀通常是圓形的，可以調(diào)節(jié)直徑來(lái)滿(mǎn)足接觸點(diǎn)間隔和尺寸的變化。焊盤(pán)直徑應(yīng)該不大于封裝上接觸點(diǎn)或球的直徑，經(jīng) 常比球接觸點(diǎn)規(guī)定的正常直徑小 10%。在最后確定焊盤(pán)排列與幾何形狀之前，參考 IPCSM782 第 節(jié)或制造商的規(guī)格。 有兩種方法用來(lái)定義安裝座：定義焊盤(pán)或銅，定義阻焊，如圖三所示。 圖三、 BGA 的焊盤(pán)可以通過(guò)化學(xué)腐蝕的圖案來(lái)界定， 無(wú)阻焊層或有阻焊層疊加在焊盤(pán)圓周上 (阻焊層界定的 ) 銅定義焊盤(pán)圖形 通過(guò)腐蝕的銅界定焊盤(pán)圖形。阻焊間隔應(yīng)該最小離腐蝕的銅焊盤(pán) 。對(duì)要求間隔小于所推薦值的應(yīng)用，咨詢(xún)印制板供應(yīng)商。 阻焊定義焊盤(pán)圖形 如果使用阻焊界定的圖形，相應(yīng)地調(diào)整焊盤(pán)直徑 ，以保證阻焊的覆蓋。 BGA 元件上的焊盤(pán)間隔活間距是“基本的”，因此是不累積的；可是，貼裝精度和 PCB 制造公差必須考慮。如前面所說(shuō)的， BGA 的焊盤(pán)一般是圓形的、阻焊界定或腐蝕 (阻焊脫離焊盤(pán) )界定的。雖然較大間距的 BGA 將接納電路走線的焊盤(pán)之間的間隔，較高 I/O 的元件將依靠電鍍旁路孔來(lái)將電路走到次表面層。表七所示的焊盤(pán)幾何形狀推薦一個(gè)與名義標(biāo)準(zhǔn)接觸點(diǎn)或球的直徑相等或稍小的直徑。 表七、 BGA 元件安裝的焊盤(pán)圖形 接觸點(diǎn)間距 標(biāo)準(zhǔn)球直徑 焊盤(pán)直徑 (基本的 ) 最小 名義 最大 最小 最大 有些公司企圖為所有密間距的 BGA 應(yīng)用維持一個(gè)不變的接觸點(diǎn)直徑?？墒?，因?yàn)橐恍? 變化，設(shè)計(jì)者應(yīng)該在制定焊盤(pán)直徑之前參考專(zhuān)門(mén)的供應(yīng)商規(guī)格。較大的球與焊盤(pán)的直徑可能限制較高 I/O 元件的電路布線。一些 BGA 元件類(lèi)型的焊盤(pán)幾何形狀可能不允許寬度足夠容納不止一條或兩條電路的間隔。例如， 間距的 BGA將不允許甚至一條大于 或 的電
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