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Calculateur de largeur de découpage BGA

Trouvez la piste d'évacuation la plus large qui convient entre les pistes BGA, en fonction du terrain de balle, du diamètre du terrain, de la distance dégagée par votre fabricant et du nombre de pistes par canal, et si elle convient parfaitement.

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Formule

Wmax=peff−Dland−(N+1) CN,peff={porthogonalp2diagonalW_{max} = \frac{p_{eff} - D_{land} - (N+1)\,C}{N},\qquad p_{eff} = \begin{cases} p & \text{orthogonal}\\ p\sqrt{2} & \text{diagonal}\end{cases}

Référence: IPC-7351B land geometry; clearance is a fabricator rule and is supplied as an input.

W_max— La plus large piste d'évasion (mm)
p— Terrain de balle (mm)
D_land— Diamètre du terrain (mm)
C— Distance minimale entre le cuivre et le cuivre (mm)
N— Traces tracées entre une paire de terrains

Comment ça marche

Le fait qu'une trace puisse s'échapper entre deux terrains BGA détermine le nombre de couches dont un plateau a besoin. Si une trace convient, la rangée extérieure éclate sur la couche supérieure. Si ce n'est pas le cas, chaque ligne doit être ventilée vers un via et vers le bas, et le nombre de couches en découle.

L'arithmétique est la même que pour n'importe quel problème de saisie, mais les chiffres sont plus serrés. Deux terrains adjacents laissent un chenal du terrain moins un diamètre de terrain. N traces dans ce canal nécessitent une autorisation pour chaque atterrissage et une entre chaque paire adjacente, donc N+1 autorisations. Ce qui reste divise les traces.

Le fait de s'échapper en diagonale change l'image, car le voisin en diagonale se trouve à √ 2 pas au lieu d'un. Le canal s'élargit selon ce facteur, ce qui constitue souvent la différence entre un ajustement et une non-adaptation. Le coût est qu'une trajectoire diagonale traverse une plus grande partie du réseau, consommant ainsi de l'espace de routage que les autres évasions souhaitaient.

Le nombre de lignes de tableau qu'une seule couche peut séparer est égal au nombre de traces que contient chaque canal, car chaque ligne à l'intérieur de la première doit passer par tous les canaux extérieurs. Une trace par canal signifie une ligne par couche et par côté ; deux signifie deux.

C'est pourquoi les pièces à pas fin déterminent si durement le nombre de couches, et pourquoi en dessous d'un certain pas, la seule issue est d'utiliser un via situé dans le terrain lui-même : un microvia et une pile d'accumulateurs pour l'accompagner.

Exemple Résolu

Prenez un BGA à pas de 0,8 mm avec des surfaces de 0,4 mm et un dégagement minimal de 0,1 mm pour le fabricant, en vous échappant orthogonalement avec une trace par canal.

Le chenal entre les terres adjacentes est le suivant :

0,8 et 0,4 = 0,4 mm

Une trace nécessite une autorisation pour chaque terrain, donc deux autorisations :

(1 + 1) x 0,1 = 0,2 mm

Départ :

0,4 et 0,2 = 0,2 mm

Ainsi, une trace d'échappement de 0,2 mm s'adapte parfaitement : un processus standard, sans frais supplémentaires, et une rangée d'échappements par couche.

Maintenant, resserrez le terrain. À 0,5 mm avec des surfaces de 0,3 mm et le même dégagement de 0,1 mm, le canal mesure 0,2 mm et les dégagements à eux seuls nécessitent 0,2 mm. Rien n'y échappe : le résultat est refusé, et la contrainte nommée est l'autorisation.

À un pas de 0,4 mm avec des terres de 0,25 mm, le canal ne mesure que 0,15 mm alors que le dégagement demandé est de 0,2 mm, ce qui est encore plus éloigné du montage. C'est l'arithmétique qui sous-tend la règle empirique selon laquelle les pièces d'un pas de 0,4 mm nécessitent des trous dans le tampon et une pile d'accumulation : ce n'est pas une préférence, juste un canal plus étroit que deux dégagements.

Pour en revenir à la partie de 0,8 mm, le passage à un échappement en diagonale élargit le pas effectif à 0,8 × √ 2 = 1,131 mm et le canal à 0,731 mm, ce qui laisse 0,531 mm pour le tracé, soit bien plus d'espace que le tracé orthogonal.

Conseils Pratiques

  • ✓Faites ce calcul avant de choisir le forfait, pas après. Il s'agit de l'entrée de l'estimation du nombre de couches, et le nombre de couches est le coût.
  • ✓Comparez une plage non définie par un masque de soudure à une plage définie par un masque de soudure : la plus petite plage de cuivre élargit le canal de manière mesurable.
  • ✓Si une trace ne s'échappe pas, vérifiez la diagonale avant de conclure que vous avez besoin d'une pile d'accumulation.
  • ✓Lorsque la trace d'échappement est inférieure à 0,1 mm, demandez un devis au fabricant avant de vous engager ; en dessous de 0,075 mm, attendez-vous à ce qu'elle soit refusée ou facturée en tant que technologie de pointe.
  • ✓N'oubliez pas que les rangées intérieures ont encore besoin d'un endroit où aller. Échapper à N lignes par couche signifie approximativement des lignes divisées par N couches de fanout.
  • ✓Utilisez ici le même chiffre de dégagement que pour vos calculs de bloc-notes et d'espacement afin que l'ensemble de l'empreinte soit vérifié par rapport à une règle d'atelier.

Erreurs Fréquentes

  • ✗Dimensionner la trace d'échappement par rapport à la cible d'impédance et vérifier ensuite si elle s'adapte. Le canal décide généralement et l'impédance doit être atteinte d'une autre manière.
  • ✗Oublier que la deuxième trace d'un canal coûte un dégagement supplémentaire en plus de sa propre largeur.
  • ✗En supposant qu'un échappement en diagonale soit gratuit. Il s'adapte plus facilement mais traverse une plus grande partie du réseau, occupant ainsi de la place de routage par rapport aux autres réseaux.
  • ✗Utiliser le terrain de balle comme largeur du canal. Le canal est le terrain moins un diamètre du terrain.
  • ✗Le dimensionnement dépend du diamètre de la balle plutôt que de l'empreinte. Le terrain est ce qui se trouve sur le plateau, et il est souvent délibérément plus petit que la balle.
  • ✗Compter les lignes d'échappement par couche plutôt que par couche et par côté. Un réseau périphérique s'échappe par quatre côtés ; un réseau complet ne s'échappe pas du tout par le milieu.

Foire Aux Questions

Exprimez les chiffres : à un pas de 0,4 mm avec un terrain de 0,25 mm, le canal mesure 0,15 mm. Deux dégagements standard consomment plus que cela, de sorte que rien ne s'échappe entre les terrains de cette couche. La seule solution est d'emprunter un via dans le terrain lui-même, c'est-à-dire un microvia et une pile de stockage.
Il élargit le canal d'un facteur de √ 2, ce qui constitue souvent la différence entre un ajustement et un non-ajustement. Le coût est que le chemin diagonal traverse une plus grande partie du réseau, ce qui consomme de l'espace de routage que les autres évasions souhaitaient.
Ce calculateur indique approximativement le nombre de lignes du tableau divisé par les lignes auxquelles une couche peut échapper. Une matrice complète avec une trace par canal divise une rangée par couche et par côté. C'est pourquoi les grandes pièces à pas fin déterminent si fortement le nombre de couches.
Le diamètre du sol, c'est le cuivre de votre carte, et c'est à partir duquel le dégagement est mesuré. Il est souvent plus petit que la balle, délibérément.
Lancez-le et voyez. Avec un terrain de 0,4 mm et un dégagement de 0,1 mm, le canal contient deux traces de 0,1 mm, ce qui est faisable mais ne constitue plus un processus standard. La question de savoir si cela en vaut la peine dépend du coût d'une surtaxe par rapport à une paire de couches supplémentaires.

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