円形パッドの三角形のテッセレーション(「六角形のグリッド」)を備えたBGAチップがないのはなぜですか?


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ボールグリッドアレイは、高い相互接続密度および/または低い寄生インダクタンスが最も重要な場合に有利な集積回路パッケージです。ただし、それらはすべて長方形のグリッドを使用します。

三角形のタイルは、ユビキタスながらπ/√12又はフットプリントの90.69パーセントは、はんだボールと周囲のクリアランスのために予約されることを可能にする正方形タイルをのみ使用するフットプリントのπ/ 4または78.54パーセントを可能にします。

三角形のタイリングにより、理論的には、チップフットプリントを13.4%削減するか、同じフットプリントを維持しながらボールサイズやクリアランスを大きくすることができます。

選択は明らかなようですが、そのようなパッケージを見たことはありません。この理由は何ですか?信号のルーティングが困難になりすぎたり、ボードの製造性が何らかの形で損なわれたり、接着剤のアンダーフィルが実用的でなくなったり、コンセプトが特許を取得したりしますか?


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この分野にはいくつかの特許があります:google.tl/patents/US8742565
Botnic

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答えではありませんが、それは単に私たちが慣れているものであり、ツールの設計がより簡単なものかもしれません。ほとんどのPCBトレースが45°の角度に制限され、場合によっては90°に制限される理由も参照してください。一方、自由形式のトレース()は、ルーティングが改善される場合があります(フットプリントが小さく、HFの動作が改善されます)。
-marcelm


@marcelmそのボードレイアウトは何のためですか?Surrealduino?
夕暮れの

@duskwuffそれは確かにarduinoクローンで、よく見分けられます。このウェブサイトから入手しました。Webサイトには、同じレイアウトの従来のバージョンもあります。
-marcelm

回答:


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コストのかかるビアインパッドを使用しない限り、このようにパッド間にルーティングビアを配置するスペースが必要です。

BGAエスケープルーティング


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重要な点は、ボールが最適にパックされたくないことです。
ザフォトン

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または、より微妙に、よりタイトなパッキングでより小さなソリューションを撮影することもできますが、コストが高くなります。
ダニエル

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主にこれらのパッドから配線するスペースが必要だからです。 ここに画像の説明を入力してください

最初に示す写真では、適切なサイズのBGA(約400枚のボール)には6層以上がおそらく必要です。さらに詰め込むと、ビアインパッドが絶対に必要になり、おそらくより多くのレイヤーが必要になります。製造が難しいため、これにはさらに費用がかかります。

テキサス・インスツルメンツのある賢い人が、Via Channelと呼ばれる技術を思い付き、このルーティングプロセスを単純化し(ファンアウトと呼ばれることもあります)、サイズ要件を軽減しました。興味深いプレゼンテーションをここで見つけることができます(これは私がその写真を手に入れた場所でもあります)。


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BGAの中心からPCBの別の部分にトレースを配線する必要がある場合はどうなりますか?正方形グリッドでは単純に直線を配線できますが、六角形グリッドでは多くの曲げが必要です。六角形のボールの配列内で非常に細かいルーティンググリッドを使用するのは面白くなく、さらに時間が必要です。0°、45°、および90°のみのルーティングはできません。30°および60°の角度も必要です。正方形ピングリッド専用に設計されている場合、PCB自動ルーターはあまりうまく機能しない可能性があります。このような高密度の六角形のパッキングが使用される場合、多層ボードに2つまたは4つの追加のプレーンが必要になる可能性があります。BGAグリッドのパッド間にビア用のスペースがない場合、さらに多くのレイヤーが必要になる場合があります(パッド内のビアのみが可能です)。このような六角形配列のライブラリPCBシンボルの設計は、パッドの配置に正方形のグリッドしかない場合、困難で時間がかかり、エラーが発生しやすくなります。パッドの正確な配置には多くの時間がかかります。


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「パッドの正確な配置は不可能かもしれません。」通常、パッドのX、Y座標を指定できるため、これは非常に考えにくいです。
ダニエル

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一部のパッケージは、説明したとおりの理由で六角形のパッキングを使用しているようです。なぜ彼らはどこでもそれをしないのか分かりませんが、少なくとも彼らはここにいます。

ここに画像の説明を入力してください


完全な強度のコンピューター(この例が対象)は、おそらく汎用デバイスとは異なる経済性を備えています。とにかく、より洗練されたPCB製造技術が使用される可能性が高いため、必要に応じてビアインパッドを使用できます。ただし、この例では、これらのパッドクラスターのほとんどが2行または3行の深さであり、周囲のビア用のスペースが残っていることに注意してください。
rackandboneman

@rackandbonemanそうですね、Arahoの回答内のリンクは、この六角形のパッキングがどこでも発生しない理由を明らかにしています。
horta
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