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[技术资讯]高速PCB设计指南之七【第七篇】
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3、芯片规模的BGA变量
   针对“密间距”和“真正芯片大小”的IC封装,最近开发的JEDEC BGA指引提出许多物理属性,并为封装供应商提供“变量”形式的灵活性。JEDEC JC-11批准的第一份对密间距元件类别的文件是注册外形MO-195,具有基本0.50mm间距接触点排列的统一方形封装系列。
   封装尺寸范围从4.0-21.0mm,总的高度(定义为“薄的轮廓”)限制到从贴装表面最大为1.20mm。下面的例子代表为将来的标准考虑的一些其它变量。
   球间距与球尺寸将也会影响电路布线效率。许多公司已经选择对较低I/O数的CSP不采用0.50mm间距。较大的球间距可能减轻最终用户对更复杂的印刷电路板(PCB)技术的需求。
   0.50mm的接触点排列间隔是JEDEC推荐最小的。接触点直径规定为0.30mm,公差范围为最小0.25、最大0.35mm。可是大多数采用0.50mm间距的BGA应用将依靠电路的次表面布线。直径上小至0.25mm的焊盘之间的间隔宽度只够连接一根0.08mm(0.003″)宽度的电路。将许多多余的电源和接地触点分布到矩阵的周围,这样将提供对排列矩阵的有限渗透。这些较高I/O数的应用更可能决定于多层、盲孔或封闭的焊盘上的电镀旁路孔(via-on-pad)技术。
  4、考虑封装技术
  元件的环境与电气性能可能是与封装尺寸一样重要的问题。用于高密度、高I/O应用的封装技术首先必须满足环境标准。例如,那些使用刚性内插器(interposer)结构的、由陶瓷或有机基板制造的不能紧密地配合硅芯片的外形。元件四周的引线接合座之间的互连必须流向内面。μBGA* 封装结构的一个实际优势是它在硅芯片模块外形内提供所有电气界面的能力。
   μBGA使用一种高级的聚酰胺薄膜作为其基体结构,并且使用半加成铜电镀工艺来完成芯片上铝接合座与聚酰胺内插器上球接触座之间的互连。依顺材料的独特结合使元件能够忍受极端恶劣的环境。这种封装已经由一些主要的IC制造商用来满足具有广泛运作环境的应用。
   超过20家主要的IC制造商和封装服务提供商已经采用了μBGA封装。定义为“面朝下”的封装,元件外形密切配合芯片模块的外形,芯片上的铝接合焊盘放于朝向球接触点和PCB表面的位置。这种结构在工业中有最广泛的认同,因为其建立的基础结构和无比的可靠性。μBGA封装的材料与引脚设计的独特系统是在物理上顺应的,补偿了硅芯片与PCB结构的温度膨胀系统的较大差别。
  5、安装座计划
  推荐给BGA元件的安装座或焊盘的几何形状通常是圆形的,可以调节直径来满足接触点间隔和尺寸的变化。焊盘直径应该不大于封装上接触点或球的直径,经常比球接触点规定的正常直径小10%。在最后确定焊盘排列与几何形状之前,参考IPC-SM-782第14.0节或制造商的规格。
  有些公司企图为所有密间距的BGA应用维持一个不变的接触点直径。可是,因为一些0.65与0.80mm接触点间距的元件制造商允许随意的球与接触点直径的变化,设计者应该在制定焊盘直径之前参考专门的供应商规格。较大的球与焊盘的直径可能限制较高I/O元件的电路布线。一些BGA元件类型的焊盘几何形状可能不允许宽度足够容纳不止一条或两条电路的间隔。例如,0.50mm间距的BGA将不允许甚至一条大于0.002″或0.003″的电路。那些采用密间距BGA封装变量的可能发现焊盘中的旁路孔(微型旁路孔)更加实际,特别如果元件密度高,必须减少电路布线。
2012-03-17 作者:Admin  
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