Почему нет чипов BGA с треугольной мозаикой круглых площадок («шестиугольная сетка»)?

Массивы шариковых решеток являются выгодными пакетами интегральных схем, когда первостепенное значение имеют высокая плотность межсоединений и/или низкая паразитная индуктивность. Однако все они используют прямоугольную сетку.

Треугольная мозаика позволит зарезервировать π⁄√12 или 90,69% площади для шариков припоя и окружающего зазора, в то время как вездесущая квадратная мозаика позволяет использовать только π/4 или 78,54% площади.

Теоретически треугольная мозаика позволила бы либо уменьшить размер чипа на 13,4%, либо увеличить размер шара и/или зазор при сохранении того же размера.

Выбор кажется очевидным, но такой упаковки я еще не видел. Каковы причины этого? Не станет ли слишком сложной трассировка сигналов, как-то пострадает технологичность платы, сделает ли это нецелесообразным заливку клеем или концепция кем-то запатентована?

В этой области есть несколько патентов: google.tl/patents/US8742565 .
Не ответ, но это может быть просто то, к чему мы привыкли, и для чего проще разработать инструменты. Посмотрите также, почему большинство дорожек печатных плат ограничены углами 45°, а иногда даже 90°, в то время как дорожки произвольной формы ( пример ) могут привести к лучшей трассировке (например, меньшая площадь основания и лучшее поведение ВЧ).
@marcelm Для чего нужен этот макет доски? Сюрреалдуино?
@duskwuff Это действительно хорошо заметный клон Arduino. Я получил это с этого сайта. Сайт также имеет традиционную версию того же макета.

Ответы (4)

Если вы не используете переходные отверстия, которые стоят дороже, вам нужно место для размещения переходных отверстий между контактными площадками, как здесь.

Отводная разводка BGA

Ключевым моментом является то, что мы просто не хотим, чтобы шары были оптимально упакованы.
Или, что более тонко, вы можете выбрать решение меньшего размера с более плотной упаковкой, но оно будет стоить дороже.

В основном потому, что нам нужно место для трассировки от этих контактных площадок:введите описание изображения здесь

На первом изображении, которое вы показываете, вероятно, потребуется около 6 слоев или больше для BGA приличного размера (около 400 шариков). Еще более плотная упаковка означает, что вам абсолютно необходимо переходное отверстие и, возможно, потребуется больше слоев. Это стоит больше денег, потому что это сложнее в производстве.

Какой-то умный парень из Texas Instruments придумал технологию, которую они называют Via Channel, чтобы упростить этот процесс маршрутизации (часто называемый разветвлением), а также уменьшить требования к размеру, о которых вы говорите. Интересную презентацию можно найти здесь (оттуда же я взял эту картинку).

Что произойдет, если вам нужно провести дорожку от центра BGA к другой части печатной платы? На квадратной сетке вы можете просто провести прямую линию, но на шестиугольной сетке вам нужно много изгибов. Работа с очень тонкой сеткой маршрутизации внутри шестиугольного массива шаров не доставляет удовольствия и потребует гораздо больше времени. Трассировка только с 0°, 45° и 90° будет невозможна, вам также понадобятся углы 30° и 60°. Автоматические маршрутизаторы для печатных плат могут работать не очень хорошо, если они предназначены только для сетки с квадратными выводами. Возможно, что для многослойной платы потребуется 2 или 4 дополнительные плоскости, если используется такая плотная шестигранная упаковка. Если между площадками сетки BGA нет места для переходных отверстий, может потребоваться еще больше слоев (возможны только переходные отверстия внутри контактных площадок). Разработка библиотечного символа печатной платы для такого шестиугольного массива будет сложной, трудоемкой и подверженной ошибкам, если для размещения контактных площадок используется только квадратная сетка. Точное размещение подушечек займет много времени.

«Точное размещение прокладок может быть невозможным». Это кажется довольно маловероятным, поскольку обычно вы можете указать координату x, y контактной площадки.

Некоторые пакеты используют шестиугольную упаковку именно по той причине, которую вы описываете. Я не уверен, почему они не делают этого везде, но, по крайней мере, на окраинах они есть здесь.

введите описание изображения здесь

Создание полноценных компьютеров (для которых предназначен этот пример), вероятно, имеет другую экономику, чем обычные устройства - более сложные технологии производства печатных плат, вероятно, будут использоваться В ЛЮБОМ СЛУЧАЕ, так что вы можете использовать переходную панель, если вам это нужно. НО обратите внимание, что в этом примере большинство этих кластеров контактных площадок имеют глубину всего 2 или 3 ряда и оставляют место для переходных отверстий вокруг них.
@rackandboneman Правильно, ссылка Арахо в их ответе проясняет, почему эта шестиугольная упаковка встречается не везде.
Почему нет чипов BGA с треугольной мозаикой круглых площадок («шестиугольная сетка»)?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v