Tips Penting Tata Letak Chip BGA untuk Performa Optimal

Seiring perkembangan teknologi kemasan chip, BGA (ball grid array) telah dianggap sebagai bentuk kemasan standar. Bagi chip dengan ratusan pin, penerapan kemasan BGA membawa keuntungan yang luar biasa.

Chip BGA mengalahkan chip QFP (quad flat package) dalam hal bentuk kemasan BGA. Kemasan BGA membuat ukuran fisik chip secara drastis berkurang dengan array bola solder menggantikan kaki periferal pada chip QFP, yang sangat jelas ketika banyak pin I/O tersedia. Luas permukaan BGA secara linier bertambah dengan peningkatan jumlah pin I/O sementara luas permukaan QFP bertambah dengan kuadrat dari peningkatan jumlah pin I/O. Akibatnya, kemasan BGA memberikan lebih banyak kemanufakturan untuk komponen dengan banyak pin daripada QFP. Secara umum, jumlah pin I/O bervariasi dari 250 hingga 1089, yang secara spesifik ditentukan oleh tipe dan ukuran kemasan. Dari segi kemanufakturan, chip BGA juga berperforma lebih baik daripada chip QFP. Pin dari kemasan chip BGA berbentuk bola dan didistribusikan dalam array 2D. Selain itu, pin I/O memiliki jarak titik yang lebih besar dari QFP dan berperforma sebagai bola keras yang tidak akan merubah bentuk karena kontak. Ketika berkaitan dengan produsen chip, kelebihan lain dari chip BGA terletak pada rendement yang tinggi. Tingkat cacat rangkaian chip BGA biasanya di 0,3ppm hingga 5ppm per pin yang dapat dianggap sebagai setara dengan tanpa cacat.

Dankalah alasan yang dibahas di atas, kemasan chip BGA banyak diterapkan oleh perakit elektronik. Namun, bentuk unik dari kemasan BGA menyebabkan risiko lebih tinggi dari pendekatan dalam pengelaman kecuali beberapa tips tata letak penting digunakan dalam tahap desain. Dengan demikian, artikel ini dalam bagian yang tersisa akan menunjukkan beberapa aturan tata letak penting untuk chip BGA sehingga efek pengelaman optimal dapat diperoleh dalam rangkaian SMT (surface mount technology).

• Jarak Titik dan Jarak

Jarak titik bola solder untuk kemasan BGA umumnya tetap di 50mil. Untuk memenuhi persyaratan teknologi yang digunakan dalam proses manufaktur PCB (printed circuit board), jarak antara lubang through dan tepi pad harus setidaknya 8mil dan jarak antara garis tracing dan tepi pad dapat dikurangi ke 5mil hingga 6mil. Oleh karena itu, wajar untuk menentukan ukuran pad chip BGA antara 18mil hingga 25mil dan lebar tracing antara bola solder BGA harus dalam rentang dari 6mil hingga 8mil.

• Pengaturan Penanda Posisi

Karena kemasan BGA sulit diperiksa dengan mata telanjang dan bahkan sambungan pengelaman gagal terlihat dengan mata telanjang, penanda fiducial yang akurat harus diatur untuk kompatibel dengan persyaratan inspeksi rangkaian, rangkaian manual, dan penggantian setelah perbaikan.

Adalah praktik biasa untuk menempatkan dua penanda fiducial di sudut berlawanan komponen BGA atau dua penanda sudut, seperti yang digambarkan dalam gambar berikut.

Kedua penanda fiducial dan penanda sudut ditempatkan pada lapisan yang setara dengan kemasan BGA, yaitu lapisan komponen. Penanda fiducial umumnya memiliki tiga jenis bentuk: persegi, lingkaran, dan segitiga yang ukurannya bervariasi dari 20mil hingga 80mil dengan area tanpa solder mask yang tertinggal dengan ukuran 60mil. Lebar penanda sudut dalam rentang dari 8mil hingga 10mil, menyediakan penyejajaran paling akurat untuk grafis pad BGA.

• Lubang Through Konduktif di antara Pad

Secara umum, lubang through TIDAK BOLEH diatur di antara pad dengan blind vias dan buried vias diganti. Namun, metode itu akan menyebabkan biaya lebih tinggi untuk pembuatan PCB. Jika lubang through harus diterapkan di antara pad, minyak solder mask harus digunakan untuk mencegah solder mengalir keluar atau untuk mengisi atau menutupi lubang untuk mencegah pendekatan dalam pengelaman.

• Pad

Di antara semua pin chip BGA, banyak yang berasal dari daya atau ground. Jika pad dirancang sebagai lubang through, banyak ruang akan dihemat untuk tracing. Namun, jenis desain ini hanya bekerja untuk teknologi soldering reflow. Saat metode rangkaian lubang through digunakan, volume lubang through harus kompatibel dengan jumlah pasta solder. Selama teknologi ini diterapkan, pasta solder akan melalui lubang melalui terisi. Dengan elemen ini diabaikan, bola sulfur akan tenggelam ke sambungan pengelaman dengan konduktivitas yang menurun.

Tata letak chip BGA tidak pernah terbatas pada aspek di atas dan hampir mustahil untuk satu artikel untuk menutupi semua tips tata letak untuk chip BGA. Selain item di atas, tata letak komponen BGA juga terkait dengan kemampuan dan parameter peralatan produsen kontrak atau perakit. Misalnya, ukuran papan maksimum dan minimum yang dapat ditangani oleh mesin place mungkin berbeda satu sama lain, yang meminta modifikasi desain yang sesuai untuk kompatibel dengan persyaratan desain yang berbeda. Akibatnya, sangat penting untuk melakukan konfirmasi penuh tentang semua yang berkaitan dengan tata letak chip BGA untuk mendapatkan performa optimal dari papan PCB yang dirangkaikan dan lebih lanjut produk akhir.

PCBCart Menawarkan Saran Tata Letak Komponen BGA Secara Komprehensif untuk Pencapaian Seimbang Optimal Anda antara Biaya dan Fungsi

Sebelum manufaktur atau rangkaian nyata, kali konfirmasi diperlukan oleh insinyur dari PCBCart. Itu sebenarnya sangat berkesan. Semua konfirmasi ditujukan untuk kecocokan sempurna antara desain Anda, kemampuan manufaktur kami, dan parameter peralatan kami dan untuk penghematan waktu dan uang yang terbesar tanpa fungsi yang diinginkan dikorbankan. Ingin saran tata letak komponen BGA sekarang? Catatan: mereka GRATIS. Coba quotasi online dengan mengklik tombol di bawah. Kami akan menghitung biaya rangkaian PCB kustom Anda.

Sumber Berguna
• Pengenalan Teknologi Kemasan BGA
• Faktor yang Mempengaruhi Kualitas Rangkaian BGA
• Penerapan Teknologi Surface Mount (SMT) pada Kemasan Ball Grid Array (BGA)
• Tindakan Efektif untuk Kontrol Kualitas pada Sambungan Pengelaman Ball Grid Array (BGA)
• Persyaratan Berkas Desain untuk Memastikan Rangkaian BGA yang Efisien
• Bagaimana Mendapatkan Quotasi Tepat untuk Permintaan Rangkaian BGA Anda