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RDL路由,高速PCB设计的开端

细菌的高分辨率蓝色照片,一些已知的最小的代理人

HG威尔斯的经典故事;《世界大战》对科幻小说的类型和叙事产生了不可思议的影响。它不仅被翻拍成几部不同的电影和电视节目,而且书中向我们介绍的外星人入侵的概念也在此后的无数故事中被重新想象。

但是,尽管原版故事中有许多令人兴奋和揪心的地方,但最吸引我的主题是强大的火星人是如何被最小的特工打倒的;他们对地球上的细菌没有免疫力。正如HG Wells所写;“……在人类所有的计谋都失败之后,被上帝以他的智慧,放在这个世界上的最卑微的东西所杀死。

在我们的生活中,经常有一些我们完全没有意识到的小而看不见的装置和代理人在工作。一点点的漏水都可能造成大量的干腐损伤,而少量的盐可以完全改变你最喜欢的食物的味道。而在我们在印刷电路板上使用的元件在美国,还有许多我们可能不知道的小细节。

其中之一是再分配层(RDL),它将信号从组件的模具传递到将该部件焊接到电路板上的引脚。这种RDL路由是一个全新的(且不可见的)世界,许多PCB设计人员可能没有意识到。

什么是RDL路由?

倒装芯片刚问世时,概念非常简单而巧妙。通常情况下,一个组件中的模具在顶部有它的键合垫,然后钢丝键合将在内部将这些模合垫连接到组件的底部和引线。作为PCB设计师你知道剩下的,组件的引线是什么,然后将焊接到板上。

然而,倒装芯片翻转了芯片或芯片,因此它的键垫在底部。这使得它们可以直接连接到将焊接到板上的引脚上。倒装芯片更小,连接更短,减少了电感,提高了高速信号的信号完整性。

然而,随着组件性能的提高,它们变得更加复杂和密集,有更多的模垫。很快,模盘的数量变得太大,无法直接连接到电路板上的焊盘,需要一个新的解决方案。答案是在模具和组件基板之间引入一层金属电路。

就像PCB设计人员将BGA的路由转移到连接到电路板其他层的走线的通孔上一样,这一层的路由将模盘连接到焊接到PCB上的引脚上。组件中的这一层金属连接称为再分配层(RDL)路由。

RDL路由将像这样连接BGA的芯片到它的引脚

像这样的BGA会有非常复杂的RDL路由

RDL路由的增强和增长

正如可以预期的那样,IC的发展并没有停滞不前,组件变得越来越复杂,引脚数越来越高。PCB设计人员的难点体验路由跟踪随着引脚和间距尺寸的缩小和引脚数量的增加,对于IC设计师来说,处理更复杂的组件同样困难。

这些设计人员面临着类似的挑战,即如何将信号从模具中取出,并将信号传输到组件基板上,以便引脚连接到电路板上。要做到这一点,RDL线和空格需要缩小,还需要其他答案。

多年来,组件创建已经发生了巨大的变化,以适应新设备的更大的连接需求。扇出晶圆级封装是一种新的IC封装技术,它允许在模具周围有更多的空间用于连接。

多层RDL也用于路由这些连接,3D包装技术也在使用中。增强RDL布线的电镀和蚀刻工艺是另一个缩小尺寸的领域。所有这些改进都将变得越来越重要,因为IC的发展将继续推动新组件所需的连接数量。

OrCAD布局的屏幕截图,显示出BGA部件的路由

随着集成电路变得越来越复杂,这样的路由模式将变得越来越密集

这对PCB高速路由意味着什么

随着越来越多的功能被添加到bga和我们在电路板上使用的其他高密度部件中,我们作为PCB设计师的工作将面临越来越多的挑战。为了应对这些挑战,我们需要在布局PCB设计时加强我们的游戏。

仔细规划我们的组件位置将成为一项要求,逃生路由将需要更精确。建立和使用高速设计规则将成为PCB设计的标准模式,而不仅仅是一个选项。

为了准备好迎接具有增强RDL路由的更新和更复杂的组件所带来的挑战,您需要拥有最好的组件PCB设计工具可能准备好了。Allegro PCB Designer是首屈一指的PCB设计系统,包含当今设计师可用的最先进的高速设计功能和规则。

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