BGA是PCB上常用的組件,通常CPU、NORTH BRIDGE、SOUTH BRIDGE、AGP CHIP、CARD BUS CHIP…等,大多是以bga的型式包裝,簡言之,80﹪的高頻信號及特殊信號將會由這類型的package內(nèi)拉出。因此,如何處理BGA package的走線,對重要信號會有很大的影響。
通常環(huán)繞在BGA附近的小零件,依重要性為優(yōu)先級可分為幾類:
1. by pass.
2. clock終端RC電路。
3. damping(以串接電阻、排組型式出現(xiàn);例如memory BUS信號)
4. EMI RC電路(以dampin、C、pull height型式出現(xiàn);例如USB信號)。
5.其它特殊電路(依不同的CHIP所加的特殊電路;例如CPU的感溫電路)。
6. 40mil以下小電源電路組(以C、L、R等型式出現(xiàn);此種電路常出現(xiàn)在AGP CHIP or含AGP功能之CHIP附近,透過R、L分隔出不同的電源組)。
7. pull low R、C.
8.一般小電路組(以R、C、Q、U等型式出現(xiàn);無走線要求)。
9. pull height R、RP.
1-6項的電路通常是placement的重點,會排的盡量靠近BGA,是需要特別處理的。第7項電路的重要性次之,但也會排的比較靠近BGA.8、9項為一般性的電路,是屬于接上既可的信號。
相對于上述BGA附近的小零件重要性的優(yōu)先級來說,在ROUTING上的需求如下:
1. by pass =》與CHIP同一面時,直接由CHIP pin接至by pass,再由by pass拉出打via接plane;與CHIP不同面時,可與BGA的VCC、GND pin共享同一個via,線長請勿超越100mil.
2. clock終端RC電路=》有線寬、線距、線長或包GND等需求;走線盡量短,平順,盡量不跨越VCC分隔線。
3. damping =》有線寬、線距、線長及分組走線等需求;走線盡量短,平順,一組一組走線,不可參雜其它信號。
4. EMI RC電路=》有線寬、線距、并行走線、包GND等需求;依客戶要求完成。
5.其它特殊電路=》有線寬、包GND或走線凈空等需求;依客戶要求完成。
6. 40mil以下小電源電路組=》有線寬等需求;盡量以表面層完成,將內(nèi)層空間完整保留給信號線使用,并盡量避免電源信號在BGA區(qū)上下穿層,造成不必要的干擾。
7. pull low R、C =》無特殊要求;走線平順。
8.一般小電路組=》無特殊要求;走線平順。
9. pull height R、RP =》無特殊要求;走線平順。
為了更清楚的說明BGA零件走線的處理,將以一系列圖標說明如下:
A.將BGA由中心以十字劃分,VIA分別朝左上、左下、右上、右下方向打;十字可因走線需要做不對稱調(diào)整。
B. clock信號有線寬、線距要求,當其R、C電路與CHIP同一面時請盡量以上圖方式處理。
C. USB信號在R、C兩端請完全并行走線。
D. by pass盡量由CHIP pin接至by pass再進入plane.無法接到的by pass請就近下plane. E. BGA組件的信號,外三圈往外拉,并保持原設(shè)定線寬、線距;VIA可在零件實體及3MM placement禁置區(qū)間調(diào)整走線順序,如果走線沒有層面要求,則可以延長而不做限制。內(nèi)圈往內(nèi)拉或VIA打在PIN與PIN正中間。另外,BGA的四個角落請盡量以表面層拉出,以減少角落的VIA數(shù)。
F. BGA組件的信號,盡量以輻射型態(tài)向外拉出;避免在內(nèi)部回轉(zhuǎn)。
F_2為BGA背面by pass的放置及走線處理。
By pass盡量靠近電源pin. F_3為BGA區(qū)的VIA在VCC層所造成的狀況THERMAL VCC信號在VCC層的導(dǎo)通狀態(tài)。
ANTI GND信號在VCC層的隔開狀態(tài)。
因BGA的信號有規(guī)則性的引線、打VIA,使得電源的導(dǎo)通較充足。
F_4為BGA區(qū)的VIA在GND層所造成的狀況THERMAL GND信號在GND層的導(dǎo)通狀態(tài)。
ANTI VCC信號在GND層的隔開狀態(tài)。
因BGA的信號有規(guī)則性的引線、打VIA,使得接地的導(dǎo)通較充足。
BGA芯片的布局和布線設(shè)計方法解析
F_5為BGA區(qū)的Placement及走線建議圖
以上所做的BGA走線建議,其作用在于:
1.有規(guī)則的引線有益于特殊信號的處理,使得除表層外,其余走線層皆可以所要求的線寬、線距完成。
2. BGA內(nèi)部的VCC、GND會因此而有較佳的導(dǎo)通性。
3. BGA中心的十字劃分線可用于;當BGA內(nèi)部電源一種以上且不易于VCC層切割時,可于走線層處理(40~80MIL),至電源供應(yīng)端。或BGA本身的CLOCK、或其它有較大線寬、線距信號順向走線。
4.良好的BGA走線及placement,可使BGA自身信號的干擾降至最低。
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