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BGA逃逸路由的最佳PCB路由方法

囚犯从隧道逃跑的照片

我是二战题材电影的忠实粉丝;“大逃亡”。它是根据真实的故事改编的,一群盟军战俘利用他们的聪明才智,试图大规模逃离关押他们的战俘营。利用他们搜罗或偷来的材料,他们重新制作了便服、护照和官方文件,以帮助他们逃跑。他们还挖了一系列地道,用手推车拖出泥土,用手动空气压缩机提供新鲜空气,还有电灯。他们在战俘营中完成任务的能力令人震惊。

当我布线带有高密度球栅阵列(BGA)部件的印刷电路板时,我经常会想起它们的隧道。将信号跟踪路由出bga是一个通常称为“转义路由”的过程。然而,对于更密集的部分,这可能是一个真正的挑战。你通常需要提前计划好路线的走向,改变路径宽度以适应更小的尺寸,并使用各种通孔穿过板子。让所有的网都成功地从BGA中出局,这本身就是一种“伟大的逃脱”。这里有一些技术可以帮助您进行BGA转义路由。

组件放置:成功BGA转义路由的关键第一步

要成功地路由出大规模的细螺距零件需要一个良好的组件位置开始。与任何板一样,首先从连接器等固定组件开始。接下来,定位主要组件,例如你的小袋根据它们的连通性。你当然需要意识到任何热问题与板以及高速的需要,这样你就不会把敏感的组件放在太热或太吵的区域的板。一旦这些部分被放置好,那么你就可以专注于如何最好地放置其余的板,以帮助你的逃生路线:

  • 保持去耦电容尽可能接近他们将连接到的BGA上的引脚。这将有助于保持他们的电感低,并允许您放置它们,这样它们就不会妨碍您的路由。

  • 根据信号路径放置组件。这不仅对高速信号性能,但同样地,通过将这些放在前面,您将为以后的路由提供更多的空间。

  • 分散你的位置足够适应你将要做的逃跑路线。这就是你必须在你的位置上找到一个好的妥协的地方。您需要放置您的部件,以使它们的位置最适合它们的性能,同时为您将要做的所有路由留下空间。

一旦你被安置好,就该开始制定逃生路线了。

包含BGA转义路由模式的3D布局截图

放置组件后,您可以开始为BGA进行转义路由

隧道自由:如何最好地使用BGA逃脱模式的痕迹和通径

让我们先从BGA转义模式的跟踪路由开始:

  • 您可以做的第一件事(也是最简单的一件事)是从BGA的外层行路由转义。这通常是对角线进行的,以提供更多的路由通道。

  • 对于有足够空间的大件,转义路由通常采用狗骨模式。这是一个短的轨迹,直接连接BGA衬垫通过立即旁边。您也可以在BGA包上向内路由到中心的通孔。

  • 一旦引脚间距在较大的bga上开始缩小,逃逸路由就变得更加困难。一种策略是缩小跟踪宽度,尽管您不希望使其小于0.003英寸。根据零件的音高,这应该允许更多的路由之间的BGA垫。

除了您的跟踪路由,您还将放置通孔。以下是需要牢记的几点:

  • 在只有几行的小型bga上,常规的路由通孔可能会工作得很好。但在较大的BGA上,您可能需要缩小通孔,以便使它们适合BGA模式。

  • 在密集的bga中,一个非常有用的选择是将通孔放置在组件垫上。这将释放大量的空间在板上,但可能会造成制造困难。首先要确保你的制造商同意这个计划。

  • 另一个选择是使用micro-vias.当BGA衬垫间距降低到0.5毫米时,通常使用这种方法。微通孔可以小到0.004英寸的孔,垫块尺寸为0.008。不过要注意的是,使用微通孔将提高制造电路板的成本。

最终,您选择的逃逸路由策略将取决于BGA衬垫间距、BGA部件的大小、板的总体路由密度以及所使用的迹线和通孔的大小。大的细间距bga通常需要更多的板层,因为通常只有空间可以将几行衬垫转移到单个板层。然而,额外的板层将意味着额外的成本,并可能影响您的设计的信号完整性。再次强调,在你做出决定之前,确保你检查了所有这些因素。

显示BGA转义路由的3D布局截图

狗骨逃逸和窄迹是这种BGA逃逸路由模式的一部分

逃生小贴士

您可以求助的最佳资源之一是组件供应商的BGA部件的数据表。通常,您会发现推荐的转义路由模式可以节省大量时间。另一个好的资源是提前与PCB制造商合作。他们可以建议您的最佳板层配置为您的高速设计需求,以及痕迹的大小和类型以及可以安全地用于路由bga的通孔。

另一个有用的提示是最大化地使用PCB设计工具。您的设计工具将能够缩小跟踪,并在您可以在bga周围设置的特定区域内通过大小自动更改跟踪。它们还将具有允许您设置高速设计规则和您的电路板的其他要求的功能。

PCB设计工具Cadence提供了这些强大的功能。不同的路由特性快板PCB设计者将为您提供所需的控制,以快速有效地路由BGA转义模式。Allegro强大的设计规则和约束系统还将使您能够设置您的设计,精确的PCB轨迹和空间宽度,您需要。

如果你想了解更多关于Cadence如何为你提供解决方案,跟我们和我们的专家团队谈谈