[bigor 0]

Подскажите какой вариант трассировки корпуса BGA предпочтительнее? Есть два варианта:

Первый лучше.

Смотрите на рисунки ниже.

или так

Основная идея - обеспечить минимальную индуктивность подключения и максимальный ток.

Так как ПЛИСы кушают немало, то и токи на пути от шарика до питающего плэйна соответствующие.

Поэтому: ширина проводников в цепях земли и питания побольше, но без фанатизма, на каждый шарик - по переходному.

Чем короче цепь, тем меньше ее индуктивность, чем меньше индуктивность, тем качественнее питание. Это если максимально упрощать. Подробнее - смотрите по ссылкам, читайте и смотрите у Говарда Джонсона, например.

 

[VladimirB 1]

конечно

Ну есть ещё ПУЭ (правила устройства электроустановок).

По памяти, там длительный ток кабеля примерно 10А на квадратный миллиметр сечения меди.

 

 

 

[LAS9891 0]

Основная идея - обеспечить минимальную индуктивность подключения и максимальный ток.

Так как ПЛИСы кушают немало, то и токи на пути от шарика до питающего плэйна соответствующие.

Поэтому: ширина проводников в цепях земли и питания побольше, но без фанатизма, на каждый шарик - по переходному.

Чем короче цепь, тем меньше ее индуктивность, чем меньше индуктивность, тем качественнее питание. Это если максимально упрощать. Подробнее - смотрите по ссылкам, читайте и смотрите у Говарда Джонсона, например.

Большое спасибо.

Изменено 28 декабря, 2016 пользователем LAS9891

[Kabdim 0]

Первый лучше.

Смотрите на рисунки ниже.

Здравствуйте, ваш ответ очень информативный, спасибо. Но не могли бы вы пояснить почему на 2 и 3 рисунке вроде бы в одинаковых местах используются разные диаметры переходных отверстий и поясков? Или это и будет лучше рассмотрено Говарда Джонсона?

[bigor 0]

Но не могли бы вы пояснить почему на 2 и 3 рисунке вроде бы в одинаковых местах используются разные диаметры переходных отверстий и поясков?

Большее отверстие - сквозное, с ТОРа на ВОТТОМ.

Меньшее - слепое, с ТОРа на внутренний слой(плэйн) питания.

Сквозное переходное создает подключение к плэйну (внутренний слой питания/земли) и шариков, котороые расположены на ТОРе, и падов конденсаторов на ВОТТОМе.

Слепое переходное создает подключение к плэйну только шариков BGA на ТОРе.

Это просто частный случай конкретной платы.

[Kabdim 0]

Спасибо! Про слепые не подумал.

[gerber 8]

Помимо электрического, есть и технологический момент.

Залогом качественного монтажа BGA является равномерность прогрева "пятачков", и примкнувших к ним шариков. Так как медь является хорошим проводником тепла, то быстрее всего прогреются пятачки, соединенные с плейнами питания с помощью ПО. В случае последовательного соединения пятачков на верхнем слое тепло до последнего в цепочке пятачка доберётся нескоро, и там возможен недогрев.

Особенно это касается BGA с лёгким корпусом (т. е. с малым шагом), представим, что сбоку корпуса оплавление пошло раньше, в этом случае силы поверхностного натяжения могут приподнять противоположный бок корпуса, и там шарики не сольются с пятачками вообще. Есть подозрение, что по этой причине питающие шары, как правило, расположены в центре, так как они всё равно будут соединены с плейнами, и оплавление их начнется несколько раньше боковых (сигнальных) шаров.

[bigor 0]

Помимо электрического, есть и технологический момент.

Залогом качественного монтажа BGA является равномерность прогрева "пятачков", и примкнувших к ним шариков. Так как медь является хорошим проводником тепла, то быстрее всего прогреются пятачки, соединенные с плейнами питания с помощью ПО. В случае последовательного соединения пятачков на верхнем слое тепло до последнего в цепочке пятачка доберётся нескоро, и там возможен недогрев.

Прогрев платы и компонентов идет в зонах прехэта до температур близких к температуре плавления припоя. И только в зоне оплавления происходит пайка.

Если на плате где то недогрев/перегрев - это, как правило, технологи недосмотрели (за исключением случаев феерического дизайна).

Когда у нас плата в 10-16 слоев с кучей плэйнов питания (тяжелая по теплу плата), то понятие скорости прогрева пятачков на поверхности не совсем корректно, поскольку сама плата имеет большую теплоемкость и тепловую инерцию. Нужно учитывать не только теплопроводность материалов, но их теплоемкость - удельную и абсолютную.

Есть подозрение, что по этой причине питающие шары, как правило, расположены в центре, так как они всё равно будут соединены с плейнами, и оплавление их начнется несколько раньше боковых (сигнальных) шаров.

Нет. Не по этой причине.

Причина банальнее - в центре расположен кристалл. Он греется. Нужно обеспечить его хорошее охлаждение, желательно пассивно и без радиаторов.

Наилучший способ - массив шариков под кристаллом, который имеет минимальные тепловые потери на носителе кристалла.

А это как раз массив шариков по земле/питанию.

[Aner 8]

Помимо электрического, есть и технологический момент.

Залогом качественного монтажа BGA является равномерность прогрева "пятачков", и примкнувших к ним шариков. Так как медь является хорошим проводником тепла, то быстрее всего прогреются пятачки, соединенные с плейнами питания с помощью ПО. В случае последовательного соединения пятачков на верхнем слое тепло до последнего в цепочке пятачка доберётся нескоро, и там возможен недогрев.

Особенно это касается BGA с лёгким корпусом (т. е. с малым шагом), представим, что сбоку корпуса оплавление пошло раньше, в этом случае силы поверхностного натяжения могут приподнять противоположный бок корпуса, и там шарики не сольются с пятачками вообще. Есть подозрение, что по этой причине питающие шары, как правило, расположены в центре, так как они всё равно будут соединены с плейнами, и оплавление их начнется несколько раньше боковых (сигнальных) шаров.

Не согласен с таким пояснением, по технологии прогрев идет с нарастанием верха и низа платы, и никаких проблем не возникает. Да и чем меньше размер BGA тем быстрее нарастание температуры, обычно у малых пропай лучше. С BGA у нас чаще может на 100K:1 втречался непропай под шариком из-за окисления или др проблем. Залипаний между шириками ни разу не встречал, как пишут. Проблема с прогревом в другом. Если есть большой полигон рядом с BGA или силовая часть с большой площадью меди, то вокруг образуется тепловая теневая зона, там непропай или недооплавление есть, но это при разводке платы еще отлавливают. Или рядом с BGA ставят высокие компоненты, большие SMD компоненты, такие как ферритовые катушки, алюм конденсаторы, радиаторы; которые локально отбирают на себя тепло и создают условную тепловую тень.

Опять таки внутренние плейн слои нагреваются немного хуже и позже из-за композита. А оплавление крайних боковых (сигнальных) шарових начнется несколько раньше, затем все смещается к центру. Перекосов, подъемов края у BGA никогда не встречал, даже если кто то экономил на пасте и не под все шарики наносилась паста через трафарет.