Ի՞նչն է առաջացնում BGA Crosstalk-ը:

Այս հոդվածի հիմնական կետերը

- BGA փաթեթներն ունեն կոմպակտ չափսեր և ունեն բարձր քորոցների խտություն:

- BGA փաթեթներում, գնդակի հավասարեցման և սխալ դասավորության պատճառով ազդանշանի փոխանակումը կոչվում է BGA խաչաձև:

- BGA-ի խաչմերուկը կախված է ներխուժողի ազդանշանի և զոհի ազդանշանի գտնվելու վայրից գնդակային ցանցի զանգվածում:

Multi-gate և pin-count IC-ներում ինտեգրման մակարդակը երկրաչափականորեն աճում է:Այս չիպերը դարձել են ավելի հուսալի, ամուր և հեշտ օգտագործման համար՝ շնորհիվ գնդային ցանցերի զանգվածի (BGA) փաթեթների մշակման, որոնք ավելի փոքր են չափերով և հաստությամբ և ավելի մեծ՝ քորոցների քանակով:Այնուամենայնիվ, BGA crosstalk-ը լրջորեն ազդում է ազդանշանի ամբողջականության վրա՝ այդպիսով սահմանափակելով BGA փաթեթների օգտագործումը:Եկեք քննարկենք BGA փաթեթավորումը և BGA խաչմերուկը:

Ball Grid Array փաթեթներ

BGA փաթեթը մակերեւութային ամրացման փաթեթ է, որն օգտագործում է փոքր մետաղական հաղորդիչ գնդիկներ՝ ինտեգրալային միացումն ամրացնելու համար:Այս մետաղական գնդերը կազմում են ցանց կամ մատրիցային նախշ, որը դասավորված է չիպի մակերեսի տակ և միացված է տպագիր տպատախտակին:

Գնդիկավոր ցանցային զանգված (BGA) փաթեթ

Սարքերը, որոնք փաթեթավորված են BGA-ներում, չիպի ծայրամասում չունեն քորոցներ կամ կապիչներ:Փոխարենը, գնդակի ցանցի զանգվածը տեղադրված է չիպի ներքևի մասում:Այս գնդային ցանցերի զանգվածները կոչվում են զոդման գնդակներ և գործում են որպես BGA փաթեթի միակցիչ:

Միկրոպրոցեսորները, WiFi չիպերը և FPGA-ները հաճախ օգտագործում են BGA փաթեթներ:BGA փաթեթի չիպի մեջ զոդման գնդերը թույլ են տալիս հոսել PCB-ի և փաթեթի միջև:Այս զոդման գնդերը ֆիզիկապես կապված են էլեկտրոնիկայի կիսահաղորդչային հիմքի հետ:Կապարի միացում կամ մատնահարդարում օգտագործվում է հիմքի հետ էլեկտրական միացում հաստատելու համար:Հաղորդող հարթեցումները տեղակայված են ենթաշերտի ներսում, ինչը թույլ է տալիս էլեկտրական ազդանշանները փոխանցել չիպի և ենթաշերտի միջև հանգույցից մինչև ենթաշերտի և գնդային ցանցի միջև ընկած հանգույցը:

BGA փաթեթը մատրիցային ձևով բաշխում է միացման լարերը մատրիցայի տակ:Այս դասավորությունը ապահովում է BGA փաթեթում ավելի մեծ թվով կապարներ, քան հարթ և երկշարք փաթեթներում:Կապարածածկ փաթեթում քորոցները դասավորված են սահմաններում:BGA փաթեթի յուրաքանչյուր փին կրում է զոդման գնդիկ, որը գտնվում է չիպի ստորին մակերեսին:Ներքևի մակերևույթի այս դասավորությունը ապահովում է ավելի շատ տարածք, ինչի արդյունքում ավելի շատ քորոցներ, ավելի քիչ արգելափակումներ և ավելի քիչ կապարե շորտեր:BGA փաթեթում զոդման գնդիկները միմյանցից ավելի հեռու են դասավորված, քան կապարներով փաթեթում:

BGA փաթեթների առավելությունները

BGA փաթեթն ունի կոմպակտ չափսեր և բարձր քորոցների խտություն:BGA փաթեթն ունի ցածր ինդուկտիվություն, ինչը թույլ է տալիս օգտագործել ավելի ցածր լարումներ:Գնդային ցանցի զանգվածը լավ տարածված է, ինչը հեշտացնում է BGA չիպը հարթեցնել PCB-ին:

BGA փաթեթի որոշ այլ առավելություններ են.

- Լավ ջերմության ցրում փաթեթի ցածր ջերմային դիմադրության պատճառով:

- BGA փաթեթներում կապարի երկարությունը ավելի կարճ է, քան կապարներով փաթեթներում:Կապարների մեծ քանակությունը՝ զուգորդված փոքր չափի հետ, BGA փաթեթն ավելի հաղորդունակ է դարձնում՝ այդպիսով բարելավելով աշխատանքը:

- BGA փաթեթներն առաջարկում են ավելի բարձր կատարողականություն բարձր արագությամբ՝ համեմատած հարթ փաթեթների և կրկնակի ներկառուցված փաթեթների հետ:

- PCB-ի արտադրության արագությունն ու եկամտաբերությունը մեծանում է BGA փաթեթավորված սարքերի օգտագործման ժամանակ:Զոդման գործընթացը դառնում է ավելի հեշտ և հարմար, և BGA փաթեթները հեշտությամբ կարող են վերամշակվել:

BGA Crosstalk

BGA փաթեթներն ունեն որոշ թերություններ. զոդման գնդիկները չեն կարող թեքվել, ստուգումը դժվար է փաթեթի բարձր խտության պատճառով, և մեծ ծավալի արտադրությունը պահանջում է թանկարժեք զոդման սարքավորումների օգտագործում:

BGA խտրականությունը նվազեցնելու համար շատ կարևոր է BGA-ի ցածր խաչաձև դասավորությունը:

BGA փաթեթները հաճախ օգտագործվում են մեծ թվով I/O սարքերում:BGA փաթեթում ինտեգրված չիպի միջոցով փոխանցվող և ստացվող ազդանշանները կարող են խաթարվել մի կապուղուց մյուսը ազդանշանային էներգիայի միացման արդյունքում:BGA փաթեթում զոդման գնդիկների դասավորության և սխալ դասավորության հետևանքով առաջացած ազդանշանի խտրականությունը կոչվում է BGA խաչմերուկ:Գնդային ցանցերի զանգվածների միջև վերջավոր ինդուկտիվությունը հանդիսանում է BGA փաթեթներում խաչաձև էֆեկտների պատճառներից մեկը:Երբ BGA փաթեթի լարերում տեղի են ունենում բարձր I/O հոսանքի անցումներ (ներխուժման ազդանշաններ), վերջավոր ինդուկտիվությունը գնդային ցանցերի զանգվածների միջև, որոնք համապատասխանում են ազդանշանին և վերադարձի կապին, ստեղծում է լարման միջամտություն չիպի հիմքի վրա:Այս լարման միջամտությունը առաջացնում է ազդանշանային անսարքություն, որը փոխանցվում է BGA փաթեթից դուրս՝ որպես աղմուկ, որի արդյունքում առաջանում է խաչաձև էֆեկտ:

Այնպիսի կիրառություններում, ինչպիսիք են ցանցային համակարգերը հաստ PCB-ներով, որոնք օգտագործում են միջանցքային անցքեր, BGA-ի խաչմերուկը կարող է սովորական լինել, եթե միջանցքային անցքերը պաշտպանելու համար միջոցներ չձեռնարկվեն:Նման սխեմաներում BGA-ի տակ տեղադրված երկար անցքերը կարող են առաջացնել զգալի միացում և առաջացնել նկատելի խաչաձև միջամտություն:

BGA-ի խաչմերուկը կախված է ներխուժողի ազդանշանի և զոհի ազդանշանի գտնվելու վայրից գնդակային ցանցի զանգվածում:BGA-ի հակազդեցությունը նվազեցնելու համար կարևոր է BGA փաթեթի ցածր մակարդակի դասավորությունը:Cadence Allegro Package Designer Plus ծրագրային ապահովման միջոցով դիզայներները կարող են օպտիմիզացնել բարդ միաձույլ և բազմաշերտ մետաղալարերի և ֆլիպ-չիպային նախագծերը;շառավղային, ամբողջ անկյան տակ սեղմումով երթուղում՝ լուծելու BGA/LGA ենթաշերտի նախագծման եզակի երթուղային մարտահրավերները:և հատուկ DRC/DFA ստուգումներ ավելի ճշգրիտ և արդյունավետ երթուղիների համար:Հատուկ DRC/DFM/DFA ստուգումները ապահովում են հաջող BGA/LGA ձևավորում մեկ անցումով:Մանրամասն փոխկապակցման արդյունահանումը, 3D փաթեթի մոդելավորումը և ազդանշանի ամբողջականությունն ու ջերմային վերլուծությունը տրամադրվում են նաև էլեկտրամատակարարման հետևանքներով: