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PCB培训:BGA布线策略

来源:德力威尔作者:转载网址:http://www.deliweier.com
文章附图

PCB培训:BGA布线策略

     BGA是PCB上常用的组件,通常CPU、NORTH BRIDGE、SOUTH BRIDGE、AGP CHIP、CARD BUS CHIP…等,大多是以bga的型式包装,简言之,80﹪的高频信号及特殊信号将会由这类型的package内拉出。因此,如何处理BGA packag的走线,对重要信号会有很大的影响。

     通常环绕在BGA附近的小零件,依重要性为优先级可分为几类:

     1. by pass

     2. clock终端RC电路。

     3. damping(以串接电阻、排组型式出现;例如memory BUS信号)

     4. EMI RC电路(以dampin、C、pull height型式出现;例如USB信号)。

     5. 其它特殊电路(依不同的CHIP所加的特殊电路;例如CPU的感温电路)。

     6. 40mil以下小电源电路组(以C、L、R等型式出现;此种电路常出现在AGP CHIP or含AGP功能之CHIP附近,透过R、L分隔出不同的电源组)。

     7. pull low R、C。

     8. 一般小电路组(以R、C、Q、U等型式出现;无走线要求)。

     9. pull height R、RP。

   1-6项的电路通常是placement的重点,会排的尽量靠近BGA,是需要特别处理的。第7项电路的重要性次之,但也会排的比较靠近BGA。8、9项为一般性的电路,是属于接上既可的信号。

   相对于上述BGA附近的小零件重要性的优先级来说,在ROUTING上的需求如下:

     1.by pass =>与CHIP同一面时,直接由CHIP pin接至by pass,再由bypass拉出打via接plane;与CHIP不同面时,可与BGA的VCC、GND pin共享同一个via,线长请勿超越100mil。

     2.clock终端RC电路=>有线宽、线距、线长或包GND等需求;走线尽量短,平顺,尽量不跨越VCC分隔线。

     3.damping=>有线宽、线距、线长及分组走线等需求;走线尽量短,平顺,一组一组走线,不可参杂其它信号。

     4.EMI RC电路=>有线宽、线距、并行走线、包GND等需求;依客户要求完成。

     5.其它特殊电路=>有线宽、包GND或走线净空等需求;依客户要求完成。

     6. 40mil以下小电源电路组=>有线宽等需求;尽量以表面层完成,将内层空间完整保留给信号线使用,并尽量避免电源信号在BGA区上下穿层,造成不必要的干扰。

     7.pull low R、C=>无特殊要求;走线平顺。

     8.一般小电路组=>无特殊要求;走线平顺。

     9.pull height R、RP=> 无特殊要求;走线平顺。

     10.为了更清楚的说明BGA零件走线的处理,将以一系列图标说明如下:

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图1 BGA走线正面

     10.1. 将BGA由中心以十字划分,VIA分别朝左上、左下、右上、右下方向打;十字可因走线需要做不对称调整。

     10.2. clock信号有线宽、线距要求,当其R、C电路与CHIP同一面时请尽量以图1方式处理。

     10.3. USB信号在R、C两端请完全并行走线。

     10.4. by pass尽量由CHIP pin接至by pass再进入plane。无法接到的by pass请就近下plane。

     10.5. BGA组件的信号,外三圈往外拉,并保持原设定线宽、线距;VIA可在零件实体及3MM placement禁置区间调整走线顺序,如果走线没有层面

要求,则可以延长而不做限制。内圈往内拉或VIA打在PIN与PIN正中间。另外,BGA的四个角落请尽量以表面层拉出,以减少角落的VIA数。

     10.6. BGA组件的信号,尽量以辐射型态向外拉出;避免在内部回转。

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图2 BGA背面by pass的放置及走线处理。

     10.7. By pass尽量靠近电源pin。

     10.8.BGA区的VIA在VCC层所造成的状况

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图3 BGA区的VIA在VCC层所造成的状况

THERMALVCC信号在VCC层的导通状态。ANTI GND信号在VCC层的隔开状态。因BGA的信号有规则性的引线、打VIA,使得电源的导通较充足。

     10.9. BGA区的VIA在GND层所造成的状况

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图4 BGA区的VIA在GND层所造成的状况

THERMALGND信号在GND层的导通状态。ANTI VCC信号在GND层的隔开状态。因BGA的信号有规则性的引线、打VIA,使得接地的导通较充足。

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图5 BGA区的Placement及走线建议图

     11.以上所做的BGA走线建议,其作用在于:

     11.1. 有规则的引线有益于特殊信号的处理,使得除表层外,其余走线层皆可以所要求的线宽、线距完成。

     11.2. BGA内部的VCC、GND会因此而有较佳的导通性。

     11.3. BGA中心的十字划分线可用于;当BGA内部电源一种以上且不易于VCC层切割时,可于走线层处理(40~80MIL),至电源供应端。或BGA本身

的CLOCK、或其它有较大线宽、线距信号顺向走线。

     11.4. 良好的BGA走线及placement,可使BGA自身信号的干扰降至最低。

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