Как правильно определить посадочное место BGA в Eagle?

Этот вопрос имеет некоторое отношение к этому . Однако я уверен, что он заслуживает того, чтобы быть отдельным.

Я создал пользовательское устройство/символ/посадочное место для микроконтроллера ARM. Однако я сомневаюсь, правильно ли я создал посадочное место. Документация MCU определяет следующие размеры:

Пакетная документация

Когда я определял контактные площадки, я использовал контактную площадку SMD со 100% округлостью и размером 0,5x0,5 мм. Это привело к выводу ниже (видимыми слоями являются верхний, tStop и tCream). Похоже, что между шарами не удастся отправить ни одной трассы (из-за размера tStop):

Образец посадочного места пакета

Насколько я понимаю, между шарами обычно остается достаточно места, по крайней мере, для одной медной дорожки, что не похоже на то, что происходит на картинке выше.

Мой вопрос: правильно ли я прочитал/понял размеры пакета из документации? Правильно ли я определил размер прокладки? Или должно быть меньше? Другими словами, как правильно определить размер устройства BGA с помощью Eagle?

ОБНОВЛЕНИЕ: нашел этот документ , который, очевидно, относится в основном к чипам TI, но есть раздел «Стандартный BGA», который, я думаю, должен быть очень полезным. Он показывает разные размеры (включая размер приземления мяча и т. д.).

Не ответ, но вы можете найти это интересным чтением о проблемах работы с BGA с ограниченным бюджетом: hforsten.com/making-embedded-linux-computer.html
@DanielGiesbrecht спасибо. Это точно будет очень полезно!

Ответы (2)

Для корпусов BGA вы обычно хотите, чтобы стоп-маска была либо немного меньше (площадка, определяемая маской), либо немного больше (площадка, определяемая медью), чем медная площадка.

Eagle автоматически сделает стоп-маску больше, чем контактная площадка, на определенный процент, установленный в DRC доски. Обычно это намного больше, чем вы хотели бы для BGA.

Я бы посоветовал вам отключить параметры Stopи Creamв свойствах площадки для каждой площадки, а затем вручную нарисовать круг со значением width0 (т. е. заполненным) на каждом из слоев tStop и tCream. Таким образом, у вас есть полный контроль над размером кругов.

В техническом описании должно быть указано, насколько большими должны быть круги маски и крема/трафарета.


В качестве примечания, для BGA с шагом 0,8 мм вы можете или не можете проложить трассу между контактными площадками, хотя вы, вероятно, сможете получить одну дорожку через зазор. Обычно при подключении BGA вы избегаете их маршрута, размещая небольшое сквозное отверстие по диагонали от контактной площадки ( не в контактной площадке!). Таким образом, вы можете вывести дорожки на другие слои.

Верно, в документе с техническими характеристиками, который я получил, ничего не сказано о размере колодки. Я подозреваю, что это может быть в другом документе (на который ссылаются спецификации, называемые «Руководство по проектированию оборудования») от того же производителя, однако этот документ не указан. Поэтому я пытаюсь выяснить размеры с тем, что у меня есть. Думаю, можно попытаться найти любую существующую библиотеку с похожим размером шара и посмотреть там.
@AlexKey какой номер детали MCU?
Это Марвелл 88F6828.
Обратитесь в службу поддержки Marvell — этот документ может быть ограничен.
@Anonymous может задаться вопросом, почему, однако, спецификации HW и другие связанные документы некоторое время назад перешли в неограниченный доступ, и этот документ по-прежнему оставался ограниченным? Я пытался связаться с ними, на самом деле, и никто не отвечает мне (несколько раз)
@TomCarpenter спасибо за все ваши рекомендации, с их помощью я провел исследование и нашел полезную информацию. Я опубликую это как свой собственный ответ, так как я буду делать там ссылки, и эти ссылки могут быть полезны и для других.
@AlexKey, why thoughнапример, чтобы свести к минимуму неконтролируемые проекты. Может быть, я ошибаюсь, и они просто считают, что 17x17 mm TFBGA package with a 0.8 mm ball pitchэто стандарт, и каждый может проектировать печатную плату для него.
@Anonymous they just assume that everyone can design PCB ..., это предположение [с их стороны], которое не очень хорошо работает. Не каждый, кто пытается сделать дизайн печатной платы, имеет большой опыт в этом и имеет всю необходимую информацию под рукой ;) т.е. в моем случае - я делал проекты раньше (в качестве моего хобби), которые не нуждались в BGA, теперь я делаю один с BGA, и в Интернете явно не хватает информации об этом, поэтому этот вопрос был размещен здесь.
Что ж, я полностью с вами согласен. Как правило, в случае, если продавец не отвечает, я отказываюсь от продукта и использую другой от более ответственного и доступного поставщика.

Благодаря советам @TomCarpenter (и моим исследованиям) я нашел информацию, которую искал.

Первый (и основной) соответствующий документ - это вики-страница TI , которая содержит таблицы внизу этого ответа. В соответствии с этими таблицами для BGA с шагом 0,8 мм и диаметром шарика 0,5 мм применимо следующее:

  1. Номинальный посадочный диаметр (размер медной площадки) = 0,4 мм ± 0,05 мм
  2. через медь (внешний) диаметр = 18 мил (~ 0,45 мм)
  3. через размер сверла = 10-8 мил (~ 0,254-0,2 мм)
  4. ширина медной дорожки = 4-5 мил (~ 0,1-0,127 мм)
  5. Ширина зазора = 4 мил (~ 0,1 мм)

Второй найденный документ, созданный IPC, предположительно содержит более подробную информацию об этих номерах, однако документ является платным и, следовательно, не имеет значения.

Третий документ, который был найден, исходит от JEDEC и содержит очень подробную информацию о каждой мере, которая видна на изображении размеров в вопросе. В этом документе в таблице 4.27-2 размер b1 для шара диаметром 0,50 мм указан равным 0,35 мм. По описанию это размер отверстия в резистивном слое, из которого открывается медная площадка для пайки шариком (или другими словами это минимальный размер медной площадки).

Поскольку в документе JEDEC указан минимальный размер, но нет верхней границы, я бы рассмотрел возможность использования чисел из документа TI. Используя эти размеры в редакторе пакетов Eagle и включив Cream и Stop на пэдах, я получаю следующую картину:

Разводка BGA между контактными площадками и переходными отверстиями

Похоже, что обычная маршрутизация со значениями границ остановки по умолчанию должна работать нормально. Стоит отметить, что для этих размеров значение границ стопа по умолчанию равно рекомендуемому TI (4 мил или 0,1 мм).

Соответствующие таблицы со страницы TI:

IPC-7351A for NSMD Pads

Nominal            Land    Nominal  Land
Ball     Reduction Pattern Land     Variation
Diameter           Density Diameter

0.75        25%       A      0.55   0.60-0.50
0.65        25%       A      0.50   0.55-0.45
0.6         25%       A      0.45   0.50-0.40
0.55        25%       A      0.40   0.45-0.35
0.5         20%       B      0.40   0.45-0.35  
0.45        20%       B      0.35   0.40-0.30
0.4         20%       B      0.30   0.35-0.25
0.35        20%       B      0.30   0.35-0.25
0.3         20%       B      0.25   0.25-0.20
0.25        20%       B      0.20   0.20-0.17
0.2         15%       C      0.17   0.20-0.14
0.17        15%       C      0.15   0.18-0.12
0.15        15%       C      0.13   0.15-0.10




PCB Typical Feature Sizes For Standard (non-Via Channel) BGA Arrays

Ball         Via        Via Hole  Trace    Clearance  Micro
Pitch        Diameter     Size    Size                Vias?

0.8mm pitch   18 mil    10-8 mil  4-5 mil     4 mil    No
0.65mm pitch  16 mil*   8 mil*    4 mil*      4 mil*   No
              12 mil    6 mil     4 mil       4 mil    Yes
0.5mm pitch   10 mil    5 mil     3 mil       3 mil    Yes
0.4mm pitch   10-8 mil  5-4 mil   3 mil       3 mil    Yes

*16 mil diameter/8 mil hole vias are only possible if done in 
 a creative way that puts traces only in between every other via.
 In other words, 16/8 vias, when placed between the balls, will 
 move enough to allow one 4 mil trace per pair, but not one 4 mil 
 trace per via, so for some designs like the DM365 and DM355, 
 16/8 mil vias should be possible in your application since there 
 are some areas to place vias in the array.  However for Freon, 
 since it's a full array, it is not possible to use 16/8 vias 
 unless only every other pin is used (not likely).  16/8 vias are 
 uncommon in the PCB fab world, but some companies can do them 
 without micro vias.