Jak należy projektować obwody pod montaż układów BGA i µBGA?

Łukasz Romik Autor

Udostępnij
Wzrost poziomu skomplikowania obwodów drukowanych wynika miedzy innymi ze stosowania w urządzeniach elementów w obudowach z wyprowadzeniami typu BGA/µBGA (wyprowadzenia sferyczne w siatce rastrowej).
Przykład mozaiki z padami pod tego typu układy przedstawia rys. 1.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Rys 1. Przykład projektu mozaiki dla układu typu BGA.
 
Dla dużych rastrów (0,8 mm i więcej)  parametry DRC mozaiki są zwykle standardowe, a ich prawidłowe zaprojektowanie (zgodnie z wymaganiami producenta PCB) nie stanowi większego problemu.
 
W TS PCB Techno-Service S.A. typowymi rastrami, produkowanymi w ramach standardowych wymagań technologicznych (tab .1.) są:
  • 0,80 mm dla przelotek 0,20 mm;
  • 0,75 mm dla przelotek 0,15 mm.
Technologia standardowa (miedź bazowa 18 um)
średnica przelotki [mm]
szerokość ścieżki [mil]
odległości [mil]
szerokość pierścienia dla warstw zewnętrznych [mil]
szerokość pierścienia (annular ring) /
średnica padu dla warstw wewnętrznych [mil]
0,15 mm
4
4
5
PCB 4-warstwy
PCB 6-warstw
PCB 8-warstw
5 / 16
6 / 18
7 / 20
Technologia standardowa (miedź bazowa 35 um)
średnica przelotki [mm]
szerokość ścieżki [mil]
odległości [mil]
szerokość pierścienia dla warstw zewnętrznych [mil]
szerokość pierścienia (annular ring) /
średnica padu dla warstw wewnętrznych [mil]
0,15 mm
5
5
5
PCB 4-warstwy
PCB 6-warstw
PCB 8-warstw
5 / 16
6 / 18
7 / 20
Tab. 1. Standardowe wymagania technologiczne TS PCB.
 
W przypadku mniejszych rastrów możliwe jest zastosowanie dodatkowych rozwiązań:
  • produkcja zgodnie z zaawansowanymi wymaganiami technologicznymi (Advanced – TS PCB, tab. 2.) – możliwe stosowanie przelotek oraz prowadzenie ścieżek pomiędzy padami BGA (rys. 2.);
 
 
Rys.2. Elementy typowego projektu PCB pod układy typu BGA/µBGA, gdzie „X” to raster.
 
  • stosowanie ślepych przelotek – prowadzenie sygnałów przez pozostałe warstwy miedzi dzięki czemu można  uniknąć prowadzenia ścieżek pomiędzy padami BGA;
  • stosowanie tzw. mikroprzelotek w padach lutowniczych (w tym ślepe przelotki w padach) z tzw. platerowaniem – prowadzenie sygnałów przez pozostałe warstwy miedzi pozwalające uniknąć umieszczania ścieżek pomiędzy padami BGA oraz przelotek pomiędzy padami BGA;
 
W specyficznych sytuacjach (bardzo proste BGA np. bez ścieżek pomiędzy polami lutowniczymi lub/i przelotek) możliwe jest zastosowanie mniejszego rastra (np. 0,65 mm) bez konieczności stosowania zaawansowanych technologii opisanych powyżej.
 
Technologia advanced (miedź bazowa 12 um)
średnica przelotki [mm]
szerokość ścieżki [mil]
odległości [mil]
szerokość pierścienia dla warstw zewnętrznych [mil]
szerokość pierścienia (annular ring) /
średnica padu dla warstw wewnętrznych [mil]
0,15 mm
3
3
4
PCB 4-warstwy
PCB 6-warstw
PCB 8-warstw
4 /14
5 / 16
5 / 16
Technologia advanced (miedź bazowa 18 um)
średnica przelotki [mm]
szerokość ścieżki [mil]
odległości [mil]
szerokość pierścienia dla warstw zewnętrznych [mil]
szerokość pierścienia (annular ring) /
średnica padu dla warstw wewnętrznych [mil]
0,15 mm
4
4
4
PCB 4-warstwy
PCB 6-warstw
PCB 8-warstw
4 /14
5 / 16
5 / 16
Tab. 2. Wymagania technologiczne TS PCB – technologia zaawansowana.
 
Dodatkowym wymaganie przy produkcji obwodów drukowanych z układami BGA/µBGA związane jest z typem pokrycia padów – niezbędne jest stosowanie pokryć „płaskich” takich jak np. złocenie chemiczne (ENIG). Stosowanie pokrycia typu HAL bezołowiowy jest niedopuszczalne z uwagi na brak możliwości uzyskania płaskich padów (występują zgrubienia uniemożliwiające montaż), a także na możliwość powstawania zwarć cyną (kulki cyny) oraz braków w pokryciu.

Zobacz więcej z kategorii Dokumentacja PCB

Zobacz wszystko