Эксклюзивные советы по компоновке BGA-чипов

Для компоновки BGA-микросхемы необходимо понимать ее площадь. Существует несколько различных типов компоновки. Вы можете выбрать один из вариантов: с диафрагмами, с фанатами и с фидуциальными метками. В техническом описании микросхемы NCP161 приведены рекомендуемые размеры и форма площадок.

Fanouts

Если вы разрабатываете печатную плату с BGA-микросхемами, важно продумать оптимальную схему маршрутизации для вашей детали. Например, микросхема BGA с большим количеством выводов требует тщательного планирования для получения правильной схемы маршрутизации. При этом необходимо учитывать такие факторы, как шаг компонента и желаемое расстояние между его шариками.

Выбор оптимального маршрута для BGA-чипа состоит из двух основных этапов. Во-первых, необходимо рассчитать количество слоев, необходимых для прокладки сигнальных выводов. Существует два основных варианта маршрутизации BGA: традиционная разводка или разводка "собачья кость". Как правило, метод "собачьей косточки" используется для BGA с большим шагом. Он позволяет проложить два внешних ряда выводов на поверхностном слое, а остальные внутренние площадки оставить свободными от проходных отверстий.

Фидуциальные знаки

Микросхемы BGA широко используются при сборке электроники. Однако из-за своей специфической формы они представляют повышенный риск короткого замыкания при пайке. Избежать этих проблем помогут правильные советы и практика компоновки. В этой статье вы узнаете, как правильно разместить BGA-чипы на печатной плате, чтобы добиться максимального эффекта пайки.

Первым шагом в правильной компоновке микросхем BGA является обеспечение правильного расстояния между компонентами. Обычно площадки нумеруются не последовательно, а в формате "столбец-ряд". Столбцы нумеруются слева направо, начиная с A1. Вывод A1 обычно обозначается меткой на верхней стороне микросхемы.

Угловые метки

При разводке печатных плат действуют одни и те же правила, независимо от того, работаете ли вы с BGA-чипами или другими типами электронных компонентов. Лучший способ добиться оптимальной производительности - обеспечить монтаж BGA с помощью мощной рентгеновской системы. Кроме того, для правильного позиционирования BGA следует использовать систему технического зрения.

При работе с микросхемами BGA с большим количеством выводов планирование имеет ключевое значение. Возможно, потребуется добавить несколько слоев платы, чтобы разместить все трассы. Также необходимо тщательно продумать размещение компонентов до начала прокладки трасс.

Целостность питания

Микросхемы BGA с большим количеством выводов требуют тщательного планирования перед прокладкой трасс. Следует также учитывать каналы маршрутизации, необходимые для вывода виа, выходящих из выводов. В некоторых случаях для размещения дополнительных выводов может потребоваться добавить два дополнительных слоя платы. Кроме того, BGA имеют несколько рядов и столбцов, что требует тщательного размещения компонентов.

На первом этапе необходимо решить, где разместить BGA. Некоторые разработчики используют BGA с перевернутыми кристаллами, в которых часть выводов удаляется из внутренних рядов. Другие используют микропроводы, которые сверлятся лазером. Слепые виа также являются одним из вариантов, но они более дорогие. Слепые каналы обычно включаются в самые дорогие планы компоновки.

В чем разница между Hasl Lead Free и Hasl Lead Free?

HASL - это сплав олова со свинцом. Он легко образует соединения и часто используется при ручной пайке. Прочность соединений достигается за счет тесной молекулярной связи двух металлов. Это делает его предпочтительным покрытием для высоконадежных применений.

HASL - оловянно-свинцовый сплав

HASL - это сплав олова и свинца, который часто используется для изготовления электронных печатных плат. Он легко образует прочные соединения и обычно используется для ручной пайки. Два типа HASL похожи и взаимодействуют на молекулярном уровне. Это сходство делает HASL отличным выбором для высоконадежных приложений.

Оловянно-свинцовые припои обладают рядом уникальных характеристик. Химические и физические свойства оловянно-свинцовых припоев были предметом обширных исследований на протяжении последних 50 лет.

Он более тонкий

Существует ряд преимуществ бессвинцовых печатных плат по сравнению с HASL. Среди этих преимуществ HASL имеет наилучший срок хранения. Кроме того, бессвинцовые печатные платы более пластичны. Это делает их более удобными для пайки меди. Однако у бессвинцовых печатных плат есть и ряд недостатков.

Бессвинцовая HASL тоньше и имеет лучшую компланарность, чем свинцово-свинцовая HASL. Разница в толщине паяльного покрытия составляет примерно половину толщины свинцового покрытия. Бессвинцовая HASL имеет более высокую температуру плавления и требует небольшой корректировки процесса пайки. Процесс аналогичен стандартной HASL, но в нем используется специальный флюс. Этот флюс помогает активировать медную поверхность печатной платы. При нанесении припоя на плату важно, чтобы его толщина была равномерной. Важным инструментом в этом процессе является пневматический нож.

Он более однороден

С тех пор как в 2006 г. в электронной промышленности началось движение в пользу бессвинцового производства, бессвинцовая пайка стала популярным методом сборки печатных плат. До перехода на бессвинцовое производство этот метод считался устаревшей технологией. Однако в Северной Америке, Европе и Азии за пределами Японии он был преобладающим методом отделки. В настоящее время этот метод считается предпочтительным для бессвинцового производства. Несколько китайских заводов по производству печатных плат установили линии бессвинцового HASL для удовлетворения растущего спроса в Европе. Бессвинцовый HASL также набирает популярность в Индии и Юго-Восточной Азии.

Бессвинцовый сплав гораздо менее токсичен для человека, чем вариант HASL. Температура его эвтектики составляет около двухсот семидесяти градусов, что значительно ниже, чем у бессвинцового сплава HASL. Кроме того, он обладает более высокой механической прочностью и яркостью, чем его свинцово-оловянный аналог. Однако у бессвинцового сплава есть и недостатки, например, более высокая стоимость.

Имеет более длительный срок хранения

Бессвинцовые припои Hasl имеют более длительный срок хранения, чем свинцовые. Кроме того, он дешевле и может быть переработан. Однако он не обеспечивает гладкого покрытия и ненадежен при работе с мелким шагом. Кроме того, припой образует мостики припоя вдоль платы, что приводит к менее равномерной поверхности монтажной площадки. Другой вариант - оловянный припой для погружения. Он представляет собой белое металлическое вещество, которое наносится непосредственно на медь. Эти два металла сильно притягиваются друг к другу.

Бессвинцовые припои имеют более длительный срок хранения, чем оловянно-свинцовые, но у них есть несколько недостатков. Оловянный свинец токсичен и может нанести вред окружающей среде. Бессвинцовый припой более экологичен. Кроме того, его легче очищать. В отличие от припоя на основе свинца, бессвинцовый припой Hasl совместим с большинством альтернативных финишных покрытий.

Соответствует требованиям RoHS

Бессвинцовый вариант HASL похож на обычные печатные платы HASL, но в процессе производства не используется оловянно-свинцовый сплав. Этот вариант соответствует требованиям RoHS, но может не подойти для сверхтонких деталей, таких как миниатюрные светодиоды.

Бессвинцовый HASL имеет более высокий температурный диапазон - 260-270°C, температурный режим, который может привести к искажению результатов и выходу платы из строя. Бессвинцовая HASL также менее эффективна для компонентов SMD/BGA с шагом элементов менее 20 мм. Кроме того, НЧ HASL менее однородна, чем HASL Pb/Sn. Она также может вызывать замыкание из-за паров бессвинца, выделяемых в процессе нанесения.