Le BGA Escape Routing commence au Land Pad

La chaîne allant du nombre de notes au nombre de traces

Tout ce qui concerne le routage d'échappement BGA résulte d'une soustraction. Entre deux balles adjacentes se trouve le terrain. Les coussinets le rongent des deux côtés. Il ne reste que le canal, et c'est le canal qui décide du nombre de traces à diffuser.

Pour un BGA à pas de 1 mm avec des billes de 0,6 mm à une densité nominale IPC-7351B :

• Tapis de sol : 0,55 mm
• Écart entre coussinets :$1.0 - 0.55 = 0.45$ mm
• Voies d'évacuation par ce canal : 2
• Largeur de trace maximale : 0,125 mm

C'est avec ce dernier chiffre que vos règles de conception doivent respecter. Deux traces plus trois espaces doivent correspondre à 0,45 mm. Ainsi, à largeur et espacement égaux, chaque trace atteint 0,125 mm et chaque espace 0,06 mm. Sinon, vous échangez la largeur contre l'espacement, selon le meilleur prix de votre fabricant.

Si vous aviez plutôt dessiné un tampon de 0,6 mm, correspondant au diamètre de la boule, ce qui semble naturel, le canal tombe à 0,4 mm et les deux traces se rétrécissent à environ 0,10 mm. Un tampon de 0,05 mm coûte 20 % de la largeur de votre trace.

NSMD contre SMD

Les pastilles non définies par un masque de soudure ont une ouverture du masque plus grande que celle du cuivre. Les pastilles définies par le masque de soudure sont plus petites, de sorte que le masque recouvre le bord en cuivre et définit la limite de la soudure.

NSMD est la valeur par défaut pour de bonnes raisons. La soudure mouille les côtés et le dessus de la pastille, ce qui donne un joint plus haut et plus souple et une meilleure durée de vie au cycle thermique. Il vous fournit également le tampon entièrement en cuivre comme point d'ancrage de routage.

SMD échange cela contre une chose : l'adhérence du tampon. Le chevauchement du masque retient mécaniquement le cuivre, ce qui est important lorsqu'il s'agit d'un terrain très fin où un petit tampon peut se soulever. Certains fabricants d'appareils le spécifient et, lorsqu'ils le font, suivez la fiche technique : les données de fiabilité communes à l'origine de cet appel leur appartiennent, pas les vôtres.

Ce que vous ne devriez pas faire, c'est les mélanger dans un seul emballage. L'écartement des joints diffère entre les deux, et leur mélange sur un seul BGA exerce une contrainte inégale sur le réseau pendant la refusion et le cycle.

Via-in-Pad modifie l'arithmétique

Une fois que le pas tombe en dessous d'environ 0,8 mm, les os de chien s'échappent et cessent de s'adapter. Il n'y a plus de place pour une via à côté du coussinet. Via-in-Pad devient la seule solution.

Cela impose sa propre contrainte. Le via doit rentrer à l'intérieur du patin en laissant suffisamment d'anneau annulaire, de sorte que le perçage maximum soit limité par le diamètre du patin, et non selon les règles habituelles. Une pastille de 0,4 mm sur un appareil à pas de 0,5 mm laisse de la place pour un foret d'environ 0,2 mm une fois que vous avez soustrait l'anneau, qui correspond au territoire de la microvia et non à un trou traversant.

Le Via-in-Pad doit également être rempli et bouché. Un trou ouvert dans une pastille évacue la soudure du joint pendant la refusion, le privant ainsi. Le remplissage et le placage sont standard pour cela, et cela représente un véritable coût supplémentaire, mais ce n'est pas facultatif, et les cartes sont construites avec des vias ouverts dans des pastilles plus souvent qu'elles ne le devraient.

L'ouverture du pochoir est un numéro distinct

Le diamètre du tampon et l'ouverture du pochoir ne sont pas la même chose, et les traiter comme s'ils ne faisaient qu'un est un problème d'assemblage courant.

Pour un tampon de 0,55 mm, une ouverture 1:1 permet de déposer la pâte sur l'ensemble du tampon. C'est généralement la solution idéale pour le BGA : la bille fournit la majeure partie du volume de soudure et la pâte sert à mouiller et à coller. Si vous surimprimez, vous obtenez un pontage sur un ton fin ; si vous sous-imprimez, vous obtenez la tête dans l'oreiller sur des emballages déformés.

Le rapport de surface est plus important que le diamètre lorsque le pas diminue. En dessous d'un ratio de surface d'environ 0,66, le décollement de la pâte du pochoir devient peu fiable et vous passez à un pochoir plus fin ou vous le faites par étapes localement.

La stratégie d'évasion en pratique

Comptez les canaux avant de vous engager dans le nombre de couches. Un BGA de 1 mm à 256 billes avec deux échappements par canal fait sortir ses deux rangées extérieures sur la couche supérieure et nécessite une couche intérieure pour chaque anneau supplémentaire vers l'intérieur. Cette arithmétique détermine votre empilement, et le faire une fois que le routage a commencé coûte cher. Conservez les balles d'angle pour gagner en puissance et en terrain. Elles sont celles qui s'échappent le plus rapidement et sont celles qui subissent le plus de contraintes mécaniques. Les signaux dans les virages sont les premiers à ne pas fonctionner en vélo thermique et les derniers à suivre un itinéraire propre. Ne combattez pas le niveau de densité. La densité maximale IPC-7351B existe pour les cartes qui en ont besoin et qui ont la capacité de fabrication correspondante. En cas de doute, la valeur nominale est la valeur par défaut. C'est sur cette valeur que les tables de densité étaient centrées. Vérifiez l'espacement par rapport à la tension, et pas seulement à la fabrication. Un écart de 0,06 mm est suffisant pour des raisons de logique et loin d'être suffisant si l'un de ces réseaux transporte plus de quelques dizaines de volts.

Le calculateur de terrain BGA calcule le diamètre du terrain et de la balle selon les niveaux de densité IPC-7351B et indique le pad, l'ouverture du masque, la largeur du canal, le nombre d'échappements et la largeur de trace maximale qui convient réellement.