Exklusiva layouttips för BGA-chip

För att kunna layouta ett BGA-chip måste du förstå dess fotavtryck. Det finns flera olika typer av layouter. Du kan välja mellan Vias, Fanouts och Fiducial marks. I databladet för NCP161-chipet finns information om rekommenderad padstorlek och padform.

Fanouts

Om du designar ett mönsterkort med BGA-chip är det viktigt att tänka på vilket routningsmönster som är bäst för din komponent. Ett BGA-chip med många stift, till exempel, kräver noggrann planering för att uppnå rätt mönster för escape-routing. Du måste ta hänsyn till faktorer som komponentens pitch och det önskade avståndet mellan dess kulor.

Den bästa rutten för ett BGA-chip består av två grundläggande steg. Först ska du beräkna hur många lager som behövs för att dra signalstiften. Det finns två grundläggande rutter som du kan använda för din BGA: en traditionell fanout eller en dog-bone fanout. Vanligtvis används dog-bone fanout-metoden för BGA:er med större pitch. Med denna metod kan du dra de två yttre raderna med stift på ytskiktet, medan de återstående inre padsarna lämnas fria från vias.

Fiduciala märken

BGA-chip används ofta vid elektronisk montering. På grund av sin speciella form innebär de dock en högre risk för kortslutning vid lödning. Rätt layouttips och rutiner kan hjälpa dig att undvika dessa problem. I den här artikeln får du lära dig hur du placerar BGA-chip på rätt sätt på ditt kretskort för att maximera lödningseffekten.

Det första steget i en korrekt BGA-chiplayout är att säkerställa att komponenterna har rätt inbördes avstånd. Vanligtvis numreras pads inte sekventiellt utan snarare i ett kolumn-rad-format. Kolumnerna numreras från vänster till höger och börjar med A1. Stift A1 indikeras vanligtvis med en markering på ovansidan av chipet.

Hörnmärken

När det gäller PCB-layout gäller samma regler oavsett om du arbetar med BGA-chip eller andra typer av elektroniska komponenter. Det bästa sättet att uppnå optimal prestanda är att se till att dina BGA monteras med ett kraftfullt röntgensystem. Du bör också använda ett visionplaceringssystem för att säkerställa att dina BGA:er är korrekt placerade.

När du arbetar med BGA-chip med många pinnar är det viktigt att planera. Du kan behöva lägga till flera kortlager för att få plats med all escape-routing. Du måste också noga överväga placeringen av komponenterna innan du börjar routa spåren.

Kraftintegritet

BGA-chip med många stift kräver noggrann planering innan du routar spåren. Du bör också ta hänsyn till de routningskanaler som krävs för vior som går ut från stiften. I vissa fall kan det vara nödvändigt att lägga till ytterligare två kortlager för att få plats med de extra stiften. Dessutom har BGA flera rader och kolumner, vilket kräver noggrann placering av komponenter.

Det första steget är att bestämma var BGA:erna ska placeras. Vissa konstruktörer använder flip-chip BGA, där vissa stift tas bort från de inre raderna. Andra använder mikrovias, som borras med laser. Blind vias är också ett alternativ, men de är dyrare. Blind vias ingår vanligtvis i de dyraste layoutplanerna.

Vad är skillnaden mellan blyfri Hasl och blyfri Hasl?

HASL är en tenn-bly-legering. Den bildar lätt fogar och används ofta vid handlödning. De starka fogarna möjliggörs av den nära molekylära bindningen mellan de två metallerna. Detta gör den till en föredragen ytbehandling för applikationer med hög tillförlitlighet.

HASL är en tenn-bly-legering

HASL är en tenn- och blylegering som ofta används för elektroniska kretskort. Den bildar lätt starka fogar och används ofta för handlödning. De två typerna av HASL är snarlika och interagerar på molekylär nivå. Dessa likheter gör HASL till ett utmärkt val för applikationer med hög tillförlitlighet.

Tenn-bly-lödmetall har flera unika egenskaper. De kemiska och fysikaliska egenskaperna hos tenn-bly-lödmetall har varit föremål för omfattande forskning under de senaste 50 åren.

Den är tunnare

Det finns flera fördelar med blyfria mönsterkort jämfört med HASL. Bland dessa fördelar har HASL den bästa hållbarhetstiden. Dessutom är blyfria mönsterkort mer lättspridda. Detta gör dem bättre för lödning av koppar. Det finns dock flera nackdelar med blyfria mönsterkort.

Blyfri HASL är tunnare och har bättre koplanaritet än bly-bly HASL. Skillnaden i lödskiktets tjocklek är ungefär hälften av bly-bly-finishen. Blyfri HASL har en högre smältpunkt och kräver en liten justering av lödprocessen. Processen liknar standard HASL men använder ett speciellt flussmedel. Detta flussmedel hjälper till att aktivera kopparytan på kretskortet. När lodet appliceras på kortet är det viktigt att det har en jämn tjocklek. Luftkniven är ett viktigt verktyg i denna process.

Den är mer enhetlig

Sedan den blyfria rörelsen inleddes inom elektronikindustrin 2006 har blyfri lödning blivit en populär metod för montering av kretskort. Innan utvecklingen mot blyfri tillverkning betraktades denna metod som en föråldrad teknik. Det var dock den dominerande färdigställandemetoden i Nordamerika, Europa och Asien utanför Japan. Denna metod anses nu vara den bästa metoden för blyfri produktion. Flera kinesiska kretskortstillverkare har installerat blyfria HASL-linjer för att möta den växande efterfrågan i Europa. Blyfri HASL blir också allt populärare i Indien och Sydostasien.

Den blyfria legeringen är mycket mindre giftig för människor än HASL-versionen. Dess eutektiska temperatur är cirka tvåhundrasjuttio grader, vilket är betydligt lägre än för den blyfria HASL-legeringen. Dessutom har den en högre grad av mekanisk hållfasthet och ljusstyrka än sin bly-tin-motsvarighet. Det finns dock vissa nackdelar med blyfri legering, t.ex. att den är dyrare.

Den har en längre hållbarhetstid

Hasl blyfritt har längre hållbarhet än blyhaltigt lod. Det är också billigare och kan omarbetas. Det ger dock inte en jämn yta och är opålitligt i applikationer med fin pitch. Det skapar också lödbryggor längs kortet, vilket resulterar i en mindre enhetlig yta på monteringsplattan. Tennlödning med nedsänkning är ett annat alternativ. Det är en vit metallisk substans som appliceras direkt på koppar. De två metallerna är mycket attraherade av varandra.

Blyfritt lod har längre hållbarhet än tennbly, men det har några nackdelar. Blytenn är giftigt och kan orsaka skador på miljön. Blyfria lod är mer miljövänliga. Det är också lättare att rengöra. Till skillnad från blybaserade lod är Hasl blyfritt kompatibelt med de flesta alternativa ytbehandlingar.

Den är RoHS-kompatibel

Den blyfria versionen av HASL liknar konventionell HASL PCB men använder inte tenn-bly i produktionsprocessen. Det är ett RoHS-kompatibelt alternativ, men kanske inte lämpligt för extremt små delar, t.ex. små lysdioder.

Blyfri HASL har ett högre temperaturområde på 260 till 270°C, ett temperaturområde som kan orsaka skeva resultat och kortfel. Blyfri HASL är också mindre effektiv för SMD/BGA-komponenter med elementavstånd under 20 mm. Dessutom är LF HASL mindre enhetligt än HASL Pb/Sn. Det kan också orsaka kortslutning på grund av blyfria ångor som utsöndras under appliceringsprocessen.