랜드 패드에서 시작되는 BGA 이스케이프 라우팅

피치부터 트레이스 카운트까지의 체인

BGA 이스케이프 라우팅에 관한 모든 것은 한 번의 빼기로 이루어집니다.인접한 두 공 사이에 피치가 있습니다.패드가 양쪽에서 들어옵니다.남은 것은 채널이고, 채널은 얼마나 많은 트레이스를 내보낼지 결정합니다.

IPC-7351B 공칭 밀도의 0.6mm 볼이 있는 1mm 피치 BGA의 경우:

• 랜드 패드: 0.55mm
• 패드 간 간격:$1.0 - 0.55 = 0.45$ mm
• 해당 채널을 통한 탈출 경로: 2
• 최대 트레이스 폭: 0.125 밀리미터

마지막 숫자는 설계 규칙과 일치해야 하는 숫자입니다.트레이스 2개와 갭 3개를 더한 값이 0.45mm에 맞아야 합니다. 따라서 너비와 간격이 같을 때 각 트레이스는 0.125mm이고 각 간격은 0.06mm가 됩니다. 그렇지 않으면 제작사의 가격이 더 저렴한 제품에 따라 너비를 간격과 교환할 수 있습니다.

볼 직경에 맞는 0.6mm 패드를 대신 그렸다면 (자연스러운 느낌이 들지만) 채널은 0.4mm로 떨어지고 두 트레이스는 약 0.10mm로 줄어듭니다.0.05mm 패드를 결정하려면 트레이스 너비의 20% 가 소요됩니다.

NSMD와 SMD 비교

솔더 마스크로 정의되지 않은 패드는 마스크 개구부가 구리보다 큽니다.솔더 마스크 정의 패드는 크기가 더 작기 때문에 마스크가 구리 가장자리와 중첩되어 솔더 경계를 정의합니다.

NSMD가 기본값인 데에는 그만한 이유가 있습니다.솔더는 패드 측면뿐만 아니라 상단까지 적셔 조인트가 더 크고 더 유연하며 열 순환 수명을 연장합니다.또한 전체 구리 패드를 라우팅 앵커로 사용할 수 있습니다.

SMD는 이를 단 한 가지, 즉 패드 접착력으로 바꿉니다.마스크 오버랩은 구리를 기계적으로 잡아주는데, 이는 작은 패드가 들어올릴 수 있는 아주 미세한 피치에서 매우 중요합니다.일부 기기 제조업체에서는 이를 명시한 후 데이터시트를 따르세요. 이러한 요청의 기반이 되는 공동 신뢰성 데이터는 귀사의 데이터가 아니라 해당 업체의 것입니다.

절대 하지 말아야 할 것은 이 두 제품을 하나의 패키지로 섞는 것입니다.조인트 스탠드오프는 서로 다르며 단일 BGA에 이들을 혼합하면 리플로우 및 사이클링 중에 어레이에 고르지 않은 스트레스가 가해집니다.

Via-in-Pad는 산술 연산을 변경합니다.

피치가 약 0.8mm 아래로 떨어지면 도그본 이스케이프가 더 이상 맞지 않게 됩니다. 패드 옆에 비아를 놓을 공간이 없습니다.비아-인-패드가 유일한 출구가 됩니다.

그 자체로 제약이 따르죠.최대 드릴은 일반적인 비아 규칙이 아닌 패드 직경으로 제한될 수 있도록 환형 링이 충분히 남아 있는 상태에서 비아 내부에 꼭 맞아야 합니다.0.5mm 피치 장치의 0.4mm 패드는 링을 빼면 약 0.2mm 드릴을 넣을 공간이 남습니다. 이는 관통 구멍이 아니라 마이크로비아 영역입니다.

비아-인-패드도 채우고 뚜껑을 닫아야 합니다.패드에 열린 비아가 있으면 리플로우 시 솔더가 접합부에서 떨어져 나가 솔더가 고갈될 수 있습니다.이를 위해서는 필링 앤 플레이팅이 표준으로 사용되어 비용이 많이 듭니다. 하지만 이는 선택 사항이 아니며 보드는 예상보다 패드에 개방형 비아가 있는 상태로 제작되는 경우가 많습니다.

스텐실 조리개는 별도의 숫자입니다.

패드 직경과 스텐실 조리개는 같은 것이 아니기 때문에 둘을 하나로 취급할 때 흔히 발생하는 조립 문제입니다.

0.55mm 패드의 경우 1:1 조리개를 사용하면 전체 패드에 페이스트가 쌓입니다.이는 일반적으로 BGA에 적합합니다. 볼이 솔더 용량의 대부분을 공급하고 페이스트는 습윤과 점착에 사용됩니다.오버프린트하면 미세한 피치에 브리징이 되고, 언더 프린트하면 뒤틀린 패키지에서는 헤드 인 필로우 (headin-pillow) 효과를 얻을 수 있습니다.

피치가 줄어들면 면적 비율이 직경보다 더 중요합니다.면적률이 약 0.66 미만이면 스텐실에서 페이스트를 풀지 못하게 되어 더 얇은 스텐실로 이동하거나 로컬로 단계적으로 스텝핑해야 합니다.

실제 탈출 전략

레이어 수를 계산하기 전에 채널을 세어보십시오. 채널당 이스케이프가 2개씩 있는 256볼 1mm BGA는 바깥쪽 두 행이 최상위 레이어로 나오며, 나머지 링이 안쪽으로 갈 때마다 내부 레이어가 필요합니다.이 연산에 따라 스택업이 결정되며 라우팅이 시작된 후에 수행하려면 비용이 많이 듭니다. 힘과 접지를 위해 코너 볼을 보관하십시오. 코너 볼은 탈출이 가장 짧고 기계적 응력이 가장 높습니다.코너에 있는 신호는 써멀 사이클링에 가장 먼저 실패하고 가장 늦게 깨끗하게 전달됩니다. 밀도 수준을 낮추지 마십시오. IPC-7351B 최고 밀도는 필요하고 이에 상응하는 제조 능력을 갖춘 기판에 적합합니다.잘 모르겠으면 공칭 값이 올바른 기본값입니다. 밀도 표의 중심이 이 값입니다. 제조 공정뿐만 아니라 전압과의 간격을 확인하십시오. 0.06mm의 간격은 로직에 적합하며, 이러한 네트 중 하나가 수십 볼트 이상의 전압을 전달하는 경우에는 충분하지 않습니다. BGA 랜드 패드 계산기 는 IPC-7351B 밀도 레벨에서 피치 및 볼 직경을 실행하고 패드, 마스크 개구부, 채널 너비, 이스케이프 수 및 실제로 맞는 최대 트레이스 너비를 보고합니다.