Pontos principais deste artigo
- Os pacotes BGA são compactos e possuem alta densidade de pinos.
- Em pacotes BGA, a diafonia do sinal devido ao alinhamento e desalinhamento da esfera é chamada de diafonia BGA.
- A diafonia BGA depende da localização do sinal do intruso e do sinal da vítima na matriz da grade esférica.
Em ICs multiportas e com contagem de pinos, o nível de integração aumenta exponencialmente.Esses chips tornaram-se mais confiáveis, robustos e fáceis de usar graças ao desenvolvimento de pacotes Ball Grid Array (BGA), que são menores em tamanho e espessura e maiores em número de pinos.No entanto, o crosstalk BGA afeta gravemente a integridade do sinal, limitando assim o uso de pacotes BGA.Vamos discutir o empacotamento BGA e o crosstalk BGA.
Pacotes Ball Grid Array
Um pacote BGA é um pacote de montagem em superfície que usa pequenas esferas condutoras de metal para montar o circuito integrado.Essas bolas de metal formam uma grade ou matriz que é disposta sob a superfície do chip e conectada à placa de circuito impresso.
Um pacote ball grid array (BGA)
Os dispositivos embalados em BGAs não possuem pinos ou terminais na periferia do chip.Em vez disso, a matriz da grade esférica é colocada na parte inferior do chip.Essas matrizes de grade de esferas são chamadas de esferas de solda e atuam como conectores para o pacote BGA.
Microprocessadores, chips WiFi e FPGAs costumam usar pacotes BGA.Em um chip de pacote BGA, as esferas de solda permitem que a corrente flua entre o PCB e o pacote.Essas bolas de solda estão fisicamente conectadas ao substrato semicondutor da eletrônica.A ligação de chumbo ou flip-chip é usada para estabelecer a conexão elétrica com o substrato e a matriz.Os alinhamentos condutores estão localizados dentro do substrato, permitindo que sinais elétricos sejam transmitidos da junção entre o chip e o substrato para a junção entre o substrato e o conjunto de grade esférica.
O pacote BGA distribui os cabos de conexão sob a matriz em um padrão de matriz.Este arranjo fornece um número maior de derivações em um pacote BGA do que em pacotes planos e de fileira dupla.Em uma embalagem com chumbo, os pinos são dispostos nos limites.cada pino do pacote BGA carrega uma esfera de solda, localizada na superfície inferior do chip.Este arranjo na superfície inferior fornece mais área, resultando em mais pinos, menos bloqueios e menos curto-circuitos.Em um pacote BGA, as esferas de solda estão mais alinhadas umas das outras do que em um pacote com terminais.
Vantagens dos pacotes BGA
O pacote BGA possui dimensões compactas e alta densidade de pinos.o pacote BGA possui baixa indutância, permitindo o uso de tensões mais baixas.A matriz da grade esférica é bem espaçada, facilitando o alinhamento do chip BGA com o PCB.
Algumas outras vantagens do pacote BGA são:
- Boa dissipação de calor devido à baixa resistência térmica da embalagem.
- O comprimento do cabo nos pacotes BGA é menor do que nos pacotes com cabos.O elevado número de terminais combinado com o tamanho menor torna o pacote BGA mais condutivo, melhorando assim o desempenho.
- Os pacotes BGA oferecem maior desempenho em altas velocidades em comparação com pacotes planos e pacotes duplos em linha.
- A velocidade e o rendimento da fabricação de PCB aumentam ao usar dispositivos com pacote BGA.O processo de soldagem torna-se mais fácil e conveniente, e os pacotes BGA podem ser facilmente retrabalhados.
Conversa cruzada BGA
Os pacotes BGA têm algumas desvantagens: as esferas de solda não podem ser dobradas, a inspeção é difícil devido à alta densidade do pacote e a produção em alto volume requer o uso de equipamentos de solda caros.
Para reduzir o crosstalk BGA, um arranjo BGA de baixo crosstalk é fundamental.
Os pacotes BGA são frequentemente usados em um grande número de dispositivos de E/S.Os sinais transmitidos e recebidos por um chip integrado em um pacote BGA podem ser perturbados pelo acoplamento de energia do sinal de um terminal para outro.A diafonia de sinal causada pelo alinhamento e desalinhamento das esferas de solda em um pacote BGA é chamada de diafonia BGA.A indutância finita entre as matrizes de grade esférica é uma das causas dos efeitos de diafonia em pacotes BGA.Quando ocorrem transientes de alta corrente de E/S (sinais de intrusão) nos cabos do pacote BGA, a indutância finita entre as matrizes de grade esférica correspondentes ao sinal e aos pinos de retorno cria interferência de tensão no substrato do chip.Essa interferência de tensão causa uma falha no sinal que é transmitida para fora do pacote BGA como ruído, resultando em um efeito de diafonia.
Em aplicações como sistemas de rede com PCBs espessos que usam furos passantes, a diafonia BGA pode ser comum se nenhuma medida for tomada para proteger os furos passantes.Em tais circuitos, os longos orifícios colocados sob o BGA podem causar acoplamento significativo e gerar interferência de diafonia perceptível.
A diafonia BGA depende da localização do sinal do intruso e do sinal da vítima na matriz de grade esférica.Para reduzir a diafonia BGA, um arranjo de pacote BGA de baixa diafonia é fundamental.Com o software Cadence Allegro Package Designer Plus, os projetistas podem otimizar projetos complexos de wirebond e flip-chip de matriz única e múltipla;roteamento push-squeeze radial e de ângulo total para enfrentar os desafios de roteamento exclusivos dos projetos de substrato BGA/LGA.e verificações específicas de DRC/DFA para roteamento mais preciso e eficiente.Verificações específicas de DRC/DFM/DFA garantem projetos BGA/LGA bem-sucedidos em uma única passagem.extração detalhada de interconexão, modelagem de pacote 3D e integridade de sinal e análise térmica com implicações na fonte de alimentação também são fornecidas.
Horário da postagem: 28 de março de 2023