PCB

BGA 브레이크 아웃 폭 계산기

볼 피치, 랜드 직경, 제작자의 클리어런스, 채널당 트레이스 수, 적합성 여부 등을 통해 BGA 랜드 사이에 맞는 가장 넓은 이스케이프 트레이스를 찾아보세요.

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공식

W_{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}

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

W_max— 가장 넓은 탈출 흔적 (mm)

p— 볼 피치 (mm)

D_land— 랜드 직경 (mm)

C— 최소 구리-구리 클리어런스 (mm)

N— 한 쌍의 땅 사이를 오가는 흔적

작동 방식

트레이스가 두 BGA 랜드 사이에서 빠져나갈 수 있는지 여부는 보드에 필요한 레이어 수를 결정합니다.트레이스 하나가 맞으면 맨 위 레이어에서 바깥쪽 줄이 끊어집니다.그렇지 않으면 모든 행이 비아 방향으로 펼쳐지고 아래로 이동해야 하며, 레이어 수는 그 다음부터 시작됩니다.

산술은 여느 패드 입력 문제와 동일하지만 숫자가 더 좁습니다.인접한 두 개의 랜드는 피치의 채널 하나를 남기고 랜드 지름에서 한 개의 랜드 지름을 줄입니다.해당 채널에 있는 N개의 트레이스에는 각 랜드마다 하나의 클리어런스가 필요하고 각 인접 페어 사이에 하나의 클리어런스가 필요하므로 N+1 클리어런스가 필요합니다.남은 것은 트레이스를 나눕니다.

대각선 방향으로 탈출하면 그림이 달라집니다. 대각선 이웃이 1피치가 아닌 √2피트 떨어져 있기 때문입니다.이 계수만큼 채널이 넓어지는데, 이 계수가 적합과 그렇지 않음의 차이인 경우가 많습니다.대각선 경로가 어레이의 더 많은 부분을 가로지르기 때문에 다른 이스케이프가 원했던 라우팅 공간을 소비한다는 단점이 있습니다.

첫 번째 레이어의 모든 행은 외부의 모든 채널을 통과해야 하기 때문에 단일 레이어가 분리할 수 있는 배열 행 수는 각 채널이 전달하는 트레이스의 수와 같습니다.채널당 트레이스 1개는 레이어당 한 행이고, 트레이스가 두 개라는 뜻입니다.

이것이 바로 미세 피치 부품이 레이어 수를 늘리는 데 그토록 어려운 이유이며, 특정 피치 이하에서는 땅 자체에 비아 (microvia) 와 그에 따른 빌드업 스택이 유일한 탈출구인 이유이기도 합니다.

계산 예제

0.4mm 랜드와 0.1mm의 패브리어런스를 갖춘 0.8mm 피치 BGA를 사용해 채널당 하나의 트레이스를 직각으로 이스케이프하십시오.

인접 랜드 사이의 채널은 다음과 같습니다.

0.8 − 0.4 = 0.4 밀리미터

트레이스 하나당 한 개의 클리어런스가 필요하므로 두 개의 클리어런스가 필요합니다.

(1 + 1) × 0.1 = 0.2 밀리미터

떠나는 중:

0.4 − 0.2 = 0.2 밀리미터

따라서 0.2mm 이스케이프 트레이스가 적합합니다. 표준 프로세스이므로 추가 요금이 없으며 레이어당 한 행 이스케이프가 가능합니다.

이제 피치를 좁히세요.0.5mm의 랜드가 0.3mm이고 클리어런스가 0.1mm인 경우 채널은 0.2mm이고 클리어런스에만 0.2mm가 필요합니다.피할 수 있는 것은 없습니다. 결과는 거부되고 제약 조건은 클리어런스입니다.

0.4mm 피치, 0.25mm 랜드 시 채널은 0.2mm의 클리어런스 요구 사항에 비해 0.15mm에 불과하며, 이는 스틸 피팅과는 거리가 멀습니다.경험상 0.4mm 피치 부품에는 패드 내 비아와 빌드업 스택이 필요하다는 원칙이 깔려 있습니다. 선호사항이 아니라 두 개의 클리어런스보다 좁은 채널만 있으면 됩니다.

0.8mm 부분으로 돌아가서 대각선 이스케이프로 전환하면 유효 피치가 0.8 × √2 = 1.131mm로 넓어지고 채널은 0.731mm로 넓어져 트레이스에 0.531mm가 남습니다. 이는 직교 경로보다 훨씬 더 넓은 공간입니다.

실용적인 팁

✓이 계산을 패키지를 선택한 후가 아니라 전에 수행하십시오.이 값은 레이어 수 추정치의 입력값이고 레이어 수는 비용입니다.
✓솔더 마스크로 정의되지 않은 랜드와 솔더 마스크로 정의되지 않은 랜드를 비교해 보십시오. 구리 랜드가 작을수록 채널이 상당히 넓어집니다.
✓트레이스가 하나도 빠져나가지 않으면 빌드업 스택이 필요하다는 결론을 내리기 전에 대각선 케이스를 확인하십시오.
✓이스케이프 트레이스가 0.1mm 미만인 경우 커밋하기 전에 제작자 견적을 받으십시오. 0.075mm 미만에서는 고급 기술로 가격이 책정되거나 가격이 책정될 것으로 예상됩니다.
✓내부 행렬에는 여전히 갈 곳이 필요하다는 것을 기억하십시오.레이어당 N개의 행을 이스케이프한다는 것은 대략 행을 N개 레이어로 나눈 팬아웃을 의미합니다.
✓여기서는 패드 및 간격 계산과 동일한 클리어런스 수치를 사용하여 전체 풋프린트를 하나의 작업 규칙과 비교하여 확인할 수 있습니다.

흔한 실수

✗이스케이프 트레이스의 크기를 임피던스 대상에 맞게 조정한 다음 맞는지 확인합니다.보통 채널이 결정하며 임피던스는 다른 방법으로 맞춰야 합니다.
✗채널의 두 번째 트레이스에는 자체 너비뿐만 아니라 추가 클리어런스가 필요하다는 사실을 잊어버리세요.
✗대각선 이스케이프가 무료라고 가정합니다.더 쉽게 맞지만 어레이의 더 많은 부분을 가로지르기 때문에 다른 네트와 라우팅 공간을 차지합니다.
✗볼 피치를 채널 너비로 사용합니다.채널은 피치에 1랜드 지름을 뺀 값입니다.
✗크기는 풋프린트가 아닌 볼 직경을 기준으로 합니다.대지는 보드에 있는 것과 같으며, 의도적으로 공보다 작게 만드는 경우가 많습니다.
✗측면당 레이어별이 아닌 레이어당 이스케이프 행을 계산합니다.주변 장치 배열은 네 변에서 빠져나오지만 전체 배열은 가운데에서 전혀 벗어나지 않습니다.

자주 묻는 질문

0.4mm 피치 BGA에 마이크로비아가 필요한 이유는 무엇입니까?

수치를 계산해 보세요. 0.4mm 피치와 0.25mm 랜드에서 채널은 0.15mm입니다.두 개의 표준 클리어런스는 그 이상을 소모하므로 해당 레이어의 랜드 사이로 아무것도 빠져나가지 않습니다.유일한 탈출구는 땅에 있는 비아 (via) 뿐인데, 이는 마이크로비아와 축적물을 뜻합니다.

대각선 라우팅이 정말 도움이 되나요?

이 경우 채널이 √2배만큼 넓어지는데, 이는 종종 피팅과 비피팅의 차이입니다.대각선 경로가 어레이의 더 많은 부분을 가로지르기 때문에 다른 이스케이프가 원하던 라우팅 공간을 사용하게 된다는 단점이 있습니다.

팬아웃에는 몇 개의 레이어가 필요할까요?

이 계산기가 보고하는 것처럼 배열 행 수를 한 레이어가 빠져나갈 수 있는 행으로 나눈 대략적인 값입니다.채널당 하나의 트레이스가 있는 전체 어레이는 한 면당 레이어당 한 행씩 분리됩니다. 이것이 바로 미세 피치 부품이 큰 경우 레이어 수를 계산하는 데 그토록 어려운 이유입니다.

볼 지름과 랜드 지름을 사용해야 하나요?

랜드 직경, 즉 보드에 있는 구리 지름이며 클리어런스를 측정하는 기준입니다.의도적으로 볼 때 공보다 작은 경우가 많습니다.

0.8mm 피치 부품의 랜드 사이에 두 개의 트레이스를 맞출 수 있습니까?

실행해서 보세요.0.4mm 랜드, 0.1mm 클리어런스의 채널에는 0.1mm 트레이스가 두 개 있습니다. 이 트레이스는 제작이 가능하지만 더 이상 표준 프로세스로는 사용할 수 없습니다.그만한 가치가 있는지 여부는 추가 레이어 한 쌍에 대해 벌금 추가 요금이 얼마나 드는지에 따라 달라집니다.

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