Pourquoi n'y a-t-il pas de puces BGA à pavage triangulaire de pastilles circulaires (une «grille hexagonale»)?

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Les réseaux de grilles à billes sont des boîtiers de circuits intégrés avantageux lorsqu'une densité d'interconnexion élevée et / ou une faible inductance parasite est primordiale. Cependant, ils utilisent tous une grille rectangulaire.

Un carrelage triangulaire permettrait de réserver π⁄√12 ou 90,69% de l'empreinte pour les billes de soudure et le jeu environnant, tandis que le carrelage carré omniprésent ne permet d'utiliser que π / 4 ou 78,54% de l'empreinte.

Le pavage triangulaire permettrait théoriquement de réduire l'empreinte de la puce de 13,4% ou d'augmenter la taille et / ou le dégagement de la balle tout en conservant la même empreinte.

Le choix semble évident, pourtant je n'ai jamais vu un tel package. Quelles en sont les raisons? L'acheminement du signal deviendrait-il trop difficile, la fabricabilité de la carte en souffrirait-elle, cela rendrait-il le sous-remplissage adhésif impossible ou le concept est-il breveté par quelqu'un?

jms
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2
Il y a quelques brevets dans ce domaine: google.tl/patents/US8742565
Botnic
2
Pas une réponse, mais c'est peut-être simplement ce à quoi nous sommes habitués et ce qui est plus facile à concevoir pour l'outillage. Découvrez également pourquoi la plupart des traces de PCB sont limitées à des angles de 45 °, et parfois même à 90 °, tandis que les traces de forme libre ( exemple ) peuvent entraîner un meilleur routage (encombrements plus petits et meilleur comportement HF, par exemple).
marcelm
11
Quelle?
Ignacio Vazquez-Abrams
@marcelm À quoi sert la disposition du tableau? Le Surrealduino?
duskwuff
@duskwuff C'est un clone Arduino en effet, bien repéré. Je l'ai obtenu sur ce site Web. Le site Web a également une version traditionnelle de la même mise en page.
marcelm

Réponses:

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Sauf si vous utilisez via-in-pad, qui coûte plus cher, vous avez besoin d'espace pour mettre des vias de routage entre les pads, comme ceci

Routage d'échappement BGA

Daniel
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7
Le point clé est que nous ne voulons tout simplement pas que les balles soient emballées de manière optimale.
The Photon
1
Ou plus subtilement, vous pouvez opter pour une solution plus petite avec un emballage plus serré, mais cela coûtera plus cher.
Daniel
7

Principalement parce que nous avons besoin d' espace pour acheminer de ces tampons: entrez la description de l'image ici

Dans la première image que vous montrez, environ 6 couches ou plus seraient probablement nécessaires pour un BGA de taille décente (~ 400 balles ish). Un emballage encore plus serré signifie que vous avez absolument besoin d'un via-in-pad et que vous avez probablement besoin de plus de couches. Cela coûte plus cher car il est plus difficile à fabriquer.

Un gars intelligent de Texas Instruments a mis au point une technologie qu'ils appellent Via Channel, pour simplifier ce processus de routage (souvent appelé fan-out) et réduire également les exigences de taille dont vous parlez. Une présentation intéressante peut être trouvée ici (c'est aussi là que j'ai obtenu cette photo).

Araho
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7

Que se passe-t-il si vous devez acheminer une trace du centre du BGA vers une autre partie du PCB? Sur une grille carrée, vous pouvez simplement router une ligne droite, mais sur la grille hexagonale, vous avez besoin de beaucoup de virages. Travailler avec une grille de routage très fine dans le réseau hexagonal de boules n'est pas amusant et nécessitera beaucoup plus de temps. Un routage avec 0 °, 45 ° et 90 ° seulement ne sera pas possible, vous aurez également besoin des angles 30 ° et 60 °. Les routeurs automatiques PCB peuvent ne pas fonctionner très bien s'ils sont conçus pour des grilles à broches carrées uniquement. Il est possible qu'une carte multicouche ait besoin de 2 ou 4 plans supplémentaires si une telle garniture hexagonale dense est utilisée. S'il n'y a pas d'espace pour les vias entre les plots de la grille BGA, encore plus de couches peuvent être nécessaires (seuls les vias à l'intérieur des plots sont possibles). La conception du symbole PCB de la bibliothèque pour un tel tableau hexagonal sera difficile et longue et sujette aux erreurs s'il n'y a qu'une grille carrée pour le placement des pads. Le placement exact des coussinets prendra beaucoup de temps.

Uwe
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1
"Le placement exact des coussinets pourrait être impossible." Cela semble assez improbable car vous pouvez généralement spécifier les coordonnées x, y du pavé.
Daniel
3

Certains colis semblent utiliser l'emballage hexagonal pour la raison exacte que vous décrivez. Je ne sais pas pourquoi ils ne le font pas partout, mais au moins près des bords, ils sont ici.

entrez la description de l'image ici

Horta
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La construction d'ordinateurs à pleine puissance (à laquelle cet exemple est destiné) a probablement une économie différente de celle des appareils génériques - des techniques de fabrication de PCB plus sophistiquées seront probablement utilisées de TOUTE FAÇON afin que vous puissiez avoir votre via-in-pad si vous en avez besoin. MAIS, notez que dans cet exemple, la plupart de ces groupes de pads n'ont que 2 ou 3 rangées de profondeur et laissent de l'espace pour les vias autour d'eux.
rackandboneman
@rackandboneman À droite, le lien d'Araho dans leur réponse montre clairement pourquoi cet emballage hexagonal ne se produit pas partout.
horta