高密BGA器件的设计方法
一、bga 的概述:
90 年代随着集成技术的进步、设备的改进和深亚微米技术的使用，lsi、vlsi、ulsi相继出现，硅单芯片集成度不断提高，对集成电路封装要求更加严格，i/o 引脚数急剧增加，功耗也随之增大。为满足发展的需要，在原有封装品种基础上，又增添了新的品种——球栅阵列封装，简称 bga(ball grid array package)。 设计工程师在设计 bga器件时将会面临很多问题，布局和布线设计的瓶颈、设计的工艺是否能与加工企业相互匹配、设计 bga 焊盘是否容易导致虚焊或容易短接、设计的规划是否导致成本上涨等。
二、高密 bga 器件的设计方法:
● bga 封装要求
● bga 布局要求
● bga 布线要求
● 0.5mm bga 设计案例
三、bga 焊盘大小设置：
焊盘直径 = 焊点中心间距/2
例：bga1.0mm pad=0.5mm
四、bga 焊盘阻焊设置：
bga 焊盘阻焊直径 = bga 焊盘直径+4mil
例如：焊盘=20mil 焊盘阻焊=24mil
五、bga 过孔定义：
★通孔(through via)：穿过整个线路板，可用于实现内部互连或作为元件的安装定位
孔。
★盲孔(blind via)： 位于印刷线路板的顶层和底层表面，具有一定深度，用于表层线
路和下面的内层线路的连接，孔的深度通常不超过一定的比率(孔径)。
★埋孔(buried via)： 位于印刷线路板内层的连接孔，它不会延伸到线路板的表面。
六、孔铜厚度：国标和 ipc 二级 孔铜厚在常规 20um 。
ipc 三级和军品 孔铜 25um
使用时一般电流额降 30%-70%去评估，即 1.84a 保守按一个孔过 0.6a，评估不超过 1.3a。
关于过孔寄生电容这参数，我个人认为是过孔越小寄生电容越小，越适合用于高速信号。
七、bga 过孔大小设置:
bga 过孔焊盘直径 = bga 焊盘中心间距/2 bga 过孔孔径 = 过孔焊盘直径/2
例：bga1.27mm via pad = 24mil via hole = 12mil
bga1.0mm via pad = 20mil via hole = 10mil
bga0.8mm via pad = 16mil via hole = 8mil
≤bga0.5mm 需采用埋盲孔.
八、注意点：
1, 过孔的高度（板厚）与孔径比≤12：1
2, bga 内部过孔需要覆盖绿油，切勿阻焊开窗!
九、bga 布局方面要求：
★为了使 bga 更好的返修，bga 四周 3mm 内建议不要摆放元器件。
十、★一般情况下面 bga 器件不建议放置背面；当背面有 bga 或面阵列器件时，不能在
正面面阵列器件 3mm 禁布区的投影范围内。
十一、 bga 布局要求:
★ 为了使 bga 电源滤波和储能效果最佳，建议 bga 四周各摆放 22uf 以上坦电容。
bga 布线方面要求：
优秀的 fanout 特色：
▶ 能够为布线提供更好的通道。
▶ 能够防止割断地/电源平面、保证通流能力。
▶ 能够抑制 pi、emc 等问题的发生。
▶ 能够更容易添加 ict 测试点，进一步提高测试点的覆盖率。
十二、bga 布线基本要求：
▶ 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。
▶ 线要保证在两焊盘正中间引出，不要偏移某焊盘。
▶ 差分信号两端需完全并行走线引入 bga 管脚内。
▶ bga 内过孔的反盘不易过大，否则影响电源铜箔通道面积。
▶ 以辐射型态向外拉出，避免在内部回转。
bga fanout 基本要求:▶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.
▶线要保证在两焊盘正中间引出，不要偏移某焊盘。
▶差分信号两端完全并行走线引入 bga 管脚内，尽量避免一对差分走各自通道进入 bga管脚内。
▶ bga 内过孔的反盘不易过大，否则影响电源铜箔通道面积。
▶bga 内以辐射型态向外拉出，避免在内部回转。
▶bga fanout 原则减少 bga 内过孔的个数，尽可能将 bga 四周向外的管脚通过表层走线进行引出，越远越好。层面少的时候，最外圈尽量不要打过孔，向外引出！
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二、高密 bga 器件的设计方法:
● bga 封装要求
● bga 布局要求
● bga 布线要求
● 0.5mm bga 设计案例
三、bga 焊盘大小设置：
焊盘直径 = 焊点中心间距/2
例：bga1.0mm pad=0.5mm
四、bga 焊盘阻焊设置：
bga 焊盘阻焊直径 = bga 焊盘直径+4mil
例如：焊盘=20mil 焊盘阻焊=24mil
五、bga 过孔定义：
★通孔(through via)：穿过整个线路板，可用于实现内部互连或作为元件的安装定位
孔。
★盲孔(blind via)： 位于印刷线路板的顶层和底层表面，具有一定深度，用于表层线
路和下面的内层线路的连接，孔的深度通常不超过一定的比率(孔径)。
★埋孔(buried via)： 位于印刷线路板内层的连接孔，它不会延伸到线路板的表面。
六、孔铜厚度：国标和 ipc 二级 孔铜厚在常规 20um 。
ipc 三级和军品 孔铜 25um
使用时一般电流额降 30%-70%去评估，即 1.84a 保守按一个孔过 0.6a，评估不超过 1.3a。
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七、bga 过孔大小设置:
bga 过孔焊盘直径 = bga 焊盘中心间距/2 bga 过孔孔径 = 过孔焊盘直径/2
例：bga1.27mm via pad = 24mil via hole = 12mil
bga1.0mm via pad = 20mil via hole = 10mil
bga0.8mm via pad = 16mil via hole = 8mil
≤bga0.5mm 需采用埋盲孔.
八、注意点：
1, 过孔的高度（板厚）与孔径比≤12：1
2, bga 内部过孔需要覆盖绿油，切勿阻焊开窗!
九、bga 布局方面要求：
★为了使 bga 更好的返修，bga 四周 3mm 内建议不要摆放元器件。
十、★一般情况下面 bga 器件不建议放置背面；当背面有 bga 或面阵列器件时，不能在
正面面阵列器件 3mm 禁布区的投影范围内。
十一、 bga 布局要求:
★ 为了使 bga 电源滤波和储能效果最佳，建议 bga 四周各摆放 22uf 以上坦电容。
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▶ 能够为布线提供更好的通道。
▶ 能够防止割断地/电源平面、保证通流能力。
▶ 能够抑制 pi、emc 等问题的发生。
▶ 能够更容易添加 ict 测试点，进一步提高测试点的覆盖率。
十二、bga 布线基本要求：
▶ 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。
▶ 线要保证在两焊盘正中间引出，不要偏移某焊盘。
▶ 差分信号两端需完全并行走线引入 bga 管脚内。
▶ bga 内过孔的反盘不易过大，否则影响电源铜箔通道面积。
▶ 以辐射型态向外拉出，避免在内部回转。
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▶bga 内以辐射型态向外拉出，避免在内部回转。
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