Почему нет BGA-чипов с треугольной тесселяцией круглых площадок («шестиугольная сетка»)?

24

Массивы с шаровыми решетками являются преимущественными пакетами интегральных схем, когда первостепенное значение имеет высокая плотность межсоединений и / или низкая паразитная индуктивность. Однако все они используют прямоугольную сетку.

Треугольная плитка позволит π/√12 или 90,69% от занимаемой площади , чтобы быть зарезервирована для шариков припоя и окружающего зазора, в то время как повсеместно квадратная плитка позволяет только я / 4 или 78,54% от занимаемой площади , которые будет использоваться.

Треугольная плитка теоретически позволила бы либо уменьшить площадь опилки чипа на 13,4%, либо увеличить размер шара и / или зазор при сохранении той же площади.

Выбор кажется очевидным, но я никогда не видел такой упаковки. Каковы причины этого? Не станет ли слишком сложной маршрутизация сигналов, пострадает ли технологичность платы, не сделает ли это недостаточное заполнение клея или это кто-то запатентовал?

— JMS
источник

2

Есть несколько патентов в этой области: google.tl/patents/US8742565

— Botnic

2

Не ответ, но это может быть просто то, к чему мы привыкли, и к чему проще проектировать инструменты. Также посмотрите, почему большинство трасс PCB ограничены углами 45 °, а иногда даже 90 °, в то время как трассы в произвольной форме ( например ) могут привести к лучшей маршрутизации (например, меньшие следы и лучшее поведение HF).

— Марселм

11

Какая?

— Игнасио Васкес-Абрамс

@marcelm Для чего нужен этот макет? Сюрреальдуино?

— сумерки

@duskwuff Это действительно клон arduino, хорошо заметный. Я получил это с этого сайта. На сайте также есть традиционная версия того же макета.

— Марселм

24

Если вы не используете via-in-pad, который стоит дороже, вам нужно место для размещения переходных отверстий между площадками, как это

— Даниил
источник

7

Ключевым моментом является то, что мы просто не хотим, чтобы шары были оптимально упакованы.

— Фотон

1

Или, что еще более тонко, вы можете выбрать меньшее решение с более плотной упаковкой, но оно будет стоить дороже.

— Даниэль

7

Главным образом потому, что нам нужно пространство для маршрутизации от этих площадок:

На первой картинке, которую вы показываете, вероятно, потребуется 6 или более слоев для BGA приличного размера (~ 400 шаров). Более плотная упаковка означает, что вам абсолютно необходимо использовать via-in-pad и, возможно, потребуется больше слоев. Это стоит больше денег, потому что его сложнее производить.

Какой-то умный парень из Texas Instruments предложил технологию, которую они называют Via Channel, чтобы упростить этот процесс маршрутизации (часто называемый разветвлением), а также уменьшить требования к размеру, о которых вы говорите. Интересная презентация может быть найдена здесь (это также, где я получил ту картину).

— Araho
источник

7

Что произойдет, если вам придется направить трассу из центра BGA в другую часть печатной платы? На квадратной сетке вы можете просто проложить прямую линию, но на шестиугольной сетке вам нужно много изгибов. Работать с очень тонкой сеткой маршрутизации в гексагональной системе шаров не весело и потребуется гораздо больше времени. Маршрут только с 0 °, 45 ° и 90 ° будет невозможен, вам также понадобятся углы 30 ° и 60 °. Автоматические маршрутизаторы на печатных платах могут работать не очень хорошо, если они предназначены только для квадратных контактных сеток. Возможно, что многослойная доска потребует 2 или 4 дополнительных плоскости, если используется такая плотная гексагональная упаковка. Если между контактными площадками сетки BGA нет места для переходных отверстий, может потребоваться еще больше слоев (возможны только переходные отверстия внутри контактных площадок). Разработка символа печатной платы библиотеки для такого гексагонального массива будет сложной, трудоемкой и подверженной ошибкам, если для размещения площадок используется только квадратная сетка. Точное размещение колодок займет много времени.

— Uwe
источник

1

«Точное размещение прокладок может быть невозможно». Это кажется маловероятным, поскольку обычно вы можете указать координаты x, y пэда.

— Даниил

3

Некоторые пакеты используют гексагональную упаковку именно по той причине, которую вы описываете. Я не уверен, почему они не делают это везде, но, по крайней мере, рядом с краями, они здесь.

— Орта
источник

Создание полнофункциональных компьютеров (для которых предназначен этот пример), вероятно, отличается от экономичных по сравнению с обычными устройствами - ВСЕГДА будут использоваться более сложные технологии изготовления печатных плат, так что вы можете иметь свой блок питания в случае необходимости. НО, обратите внимание, что в этом примере большинство этих кластеров площадок имеют глубину всего 2 или 3 строки и оставляют пространство для переходных отверстий вокруг них.

— сторожевой костяк

@rackandboneman Правильно, ссылка Арахо в их ответе проясняет, почему эта гексагональная упаковка встречается не везде.

— Орта