რა იწვევს BGA Crosstalk-ს?

ამ სტატიის ძირითადი პუნქტები

- BGA პაკეტები არის კომპაქტური ზომით და აქვთ მაღალი პინების სიმკვრივე.

- BGA პაკეტებში, ბურთის გასწორებისა და არასწორად განლაგების გამო სიგნალის გადაკვეთას ეწოდება BGA კროსტალკი.

- BGA ჯვარი დამოკიდებულია შემოჭრილი სიგნალისა და მსხვერპლის სიგნალის მდებარეობაზე ბურთის ბადის მასივში.

Multi-gate და pin-count IC-ებში ინტეგრაციის დონე ექსპონენტურად იზრდება.ეს ჩიპები გახდა უფრო საიმედო, მტკიცე და მარტივი გამოსაყენებლად ბურთის ქსელის მასივის (BGA) პაკეტების განვითარების წყალობით, რომლებიც უფრო მცირე ზომის და სისქის და უფრო დიდია ქინძისთავების რაოდენობით.თუმცა, BGA ჯვარი სერიოზულად მოქმედებს სიგნალის მთლიანობაზე, რითაც ზღუდავს BGA პაკეტების გამოყენებას.მოდით განვიხილოთ BGA შეფუთვა და BGA crosstalk.

Ball Grid Array პაკეტები

BGA პაკეტი არის ზედაპირზე სამონტაჟო პაკეტი, რომელიც იყენებს პატარა ლითონის გამტარ ბურთებს ინტეგრირებული მიკროსქემის დასამაგრებლად.ეს ლითონის ბურთები ქმნიან ბადის ან მატრიცის ნიმუშს, რომელიც განლაგებულია ჩიპის ზედაპირის ქვეშ და უკავშირდება ბეჭდურ მიკროსქემის დაფას.

ბურთის ბადის მასივის (BGA) პაკეტი

მოწყობილობებს, რომლებიც შეფუთულია BGA-ში, არ აქვთ ჩიპის პერიფერიაზე ქინძისთავები ან მილები.ამის ნაცვლად, ბურთის ბადის მასივი მოთავსებულია ჩიპის ბოლოში.ამ ბურთის ბადის მასივებს უწოდებენ გამაგრილებელ ბურთებს და მოქმედებენ როგორც კონექტორები BGA პაკეტისთვის.

მიკროპროცესორები, WiFi ჩიპები და FPGA ხშირად იყენებენ BGA პაკეტებს.BGA პაკეტის ჩიპში, შედუღების ბურთები საშუალებას აძლევს დენს მიედინება PCB-სა და პაკეტს შორის.ეს ბურთები ფიზიკურად დაკავშირებულია ელექტრონიკის ნახევარგამტარულ სუბსტრატთან.ტყვიის შემაერთებელი ან ჩიპი გამოიყენება ელექტრული კავშირის დასამყარებლად სუბსტრატთან და სასიკვდილოდ.გამტარი ხაზები განლაგებულია სუბსტრატის შიგნით, რაც საშუალებას აძლევს ელექტრული სიგნალების გადაცემას ჩიპსა და სუბსტრატს შორის შეერთებიდან სუბსტრატსა და ბურთის ქსელის მასივში შეერთებამდე.

BGA პაკეტი ანაწილებს კავშირის მილებს მატრიცის ქვეშ.ეს განლაგება უზრუნველყოფს უფრო დიდ რაოდენობას BGA პაკეტში, ვიდრე ბრტყელ და ორ რიგის პაკეტებში.ტყვიის შეფუთვაში ქინძისთავები განლაგებულია საზღვრებზე.BGA პაკეტის თითოეული ქინძისთავი ატარებს გამაგრილებელ ბურთულას, რომელიც მდებარეობს ჩიპის ქვედა ზედაპირზე.ქვედა ზედაპირზე ეს განლაგება უზრუნველყოფს მეტ ფართობს, რაც იწვევს მეტ ქინძისთავებს, ნაკლებ ბლოკირებას და ნაკლებ ტყვიის შორტს.BGA შეფუთვაში, შედუღების ბურთულები განლაგებულია ერთმანეთისგან ყველაზე შორს, ვიდრე შეფუთვაში, რომელსაც აქვს მილები.

BGA პაკეტების უპირატესობები

BGA პაკეტს აქვს კომპაქტური ზომები და მაღალი სიმკვრივე.BGA პაკეტს აქვს დაბალი ინდუქციურობა, რაც იძლევა დაბალი ძაბვის გამოყენების საშუალებას.ბურთის ქსელის მასივი კარგად არის დაშორებული, რაც აადვილებს BGA ჩიპის გასწორებას PCB-სთან.

BGA პაკეტის სხვა უპირატესობებია:

- კარგი სითბოს გაფრქვევა პაკეტის დაბალი თერმული წინააღმდეგობის გამო.

- BGA პაკეტებში ტყვიის სიგრძე უფრო მოკლეა, ვიდრე ტყვიის მქონე პაკეტებში.მილების დიდი რაოდენობა მცირე ზომასთან ერთად BGA პაკეტს უფრო გამტარს ხდის, რითაც აუმჯობესებს შესრულებას.

- BGA პაკეტები გვთავაზობენ უფრო მაღალ შესრულებას მაღალი სიჩქარით, ვიდრე ბრტყელ პაკეტებთან და ორმაგ შიდა პაკეტებთან შედარებით.

- PCB წარმოების სიჩქარე და მოსავლიანობა იზრდება BGA-შეფუთული მოწყობილობების გამოყენებისას.შედუღების პროცესი უფრო ადვილი და მოსახერხებელი ხდება და BGA პაკეტების გადამუშავება მარტივად შეიძლება.

BGA Crosstalk

BGA პაკეტებს აქვს გარკვეული ნაკლოვანებები: შედუღების ბურთები არ შეიძლება მოხრილი, შემოწმება რთულია პაკეტის მაღალი სიმკვრივის გამო და მაღალი მოცულობის წარმოება მოითხოვს ძვირადღირებული შედუღების აღჭურვილობის გამოყენებას.

BGA ჯვარედინის შესამცირებლად, BGA-ს დაბალი ჯვარედინი მოწყობა კრიტიკულია.

BGA პაკეტები ხშირად გამოიყენება დიდი რაოდენობით I/O მოწყობილობებში.BGA პაკეტში ინტეგრირებული ჩიპის მიერ გადაცემული და მიღებული სიგნალები შეიძლება დაირღვეს სიგნალის ენერგეტიკული დაწყვილების გამო ერთი სადენიდან მეორეზე.BGA პაკეტში შემაერთებელი ბურთების განლაგებითა და არასწორად განლაგებით გამოწვეულ სიგნალს, BGA კროსტალკი ეწოდება.სასრული ინდუქციურობა ბურთის ბადის მასივებს შორის არის BGA პაკეტებში ჯვარედინი ეფექტების ერთ-ერთი მიზეზი.როდესაც მაღალი I/O დენის ტრანზიენტები (შეღწევის სიგნალები) ხდება BGA პაკეტის მილებში, სასრული ინდუქციურობა ბურთის ქსელის მასივებს შორის, რომელიც შეესაბამება სიგნალს და დაბრუნების ქინძისთავებს, ქმნის ძაბვის ჩარევას ჩიპის სუბსტრატზე.ეს ძაბვის ჩარევა იწვევს სიგნალის შეფერხებას, რომელიც გადაიცემა BGA პაკეტიდან ხმაურის სახით, რაც იწვევს ჯვარედინი ეფექტს.

ისეთ აპლიკაციებში, როგორიცაა ქსელური სისტემები სქელი PCB-ებით, რომლებიც იყენებენ ნახვრეტებს, BGA ჯვარი შეიძლება იყოს გავრცელებული, თუ არ მიიღება ზომები ნახვრეტების დასაცავად.ასეთ სქემებში, BGA-ს ქვეშ მოთავსებულმა ხვრელებმა შეიძლება გამოიწვიოს მნიშვნელოვანი შეერთება და წარმოქმნას შესამჩნევი ჯვარედინი ჩარევა.

BGA ჯვარი დამოკიდებულია თავდამსხმელი სიგნალისა და მსხვერპლის სიგნალის მდებარეობაზე ბურთის ბადის მასივში.BGA ჯვარედინი შეფერხების შესამცირებლად, BGA პაკეტის დაბალი დისტანციური მოწყობა მნიშვნელოვანია.Cadence Allegro Package Designer Plus პროგრამული უზრუნველყოფით, დიზაინერებს შეუძლიათ ოპტიმიზაცია გაუკეთონ კომპლექსურ ერთჯერადი და მრავალსაფეხურიანი მავთულხლართების და ჩიპების დისკებს;რადიალური, სრული კუთხით ბიძგი-შეკუმშვის მარშრუტიზაცია BGA/LGA სუბსტრატის დიზაინის უნიკალური მარშრუტიზაციის გამოწვევების გადასაჭრელად.და კონკრეტული DRC/DFA ამოწმებს უფრო ზუსტი და ეფექტური მარშრუტიზაციისთვის.სპეციფიური DRC/DFM/DFA შემოწმებები უზრუნველყოფს წარმატებულ BGA/LGA დიზაინებს ერთი პასით.ასევე მოცემულია დეტალური ურთიერთდაკავშირების მოპოვება, 3D პაკეტის მოდელირება და სიგნალის მთლიანობა და თერმული ანალიზი ელექტროენერგიის მიწოდებასთან ერთად.