Een nieuwe kosteneffectieve PCB-poolingservice voor kleine BGA's

Soms is er een onderdeel dat we echt willen gebruiken, maar het is alleen beschikbaar in een “fine pitch” BGA-behuizing – het gebruik ervan zou ons ontwerp over de 'standaard PCB-technologie' grens duwen, richting HDI-terrein. HDI betekent technisch 'high density interconnect', en in de praktijk betekent het dat we in staat zijn te ontwerpen met kleinere isolatieafstanden en dunnere sporen. En we kunnen 'microvias' gebruiken: via's met kleinere pads en kleinere boorgaten dan normaal mogelijk is met mechanisch boren.

Figuur 1. Onze 8-laags HDI-poolopbouw.

HDI maakt miniaturisatie mogelijk, wat geweldig is, maar het kan vervelend zijn als het ons 'opgedrongen' wordt door een enkel klein onderdeel, waardoor de hele printplaat te duur wordt. Bij Eurocircuits hebben we de oplossing – 'in het midden' – die onze klanten kan helpen om zowel de ergernis als de kosten aan te pakken. Onze HDI pool (Figuur 1), een 8-laags opbouw, behoudt de 'standaardtechnologie' patroonclassificaties zoals ze zijn, en voegt microvias toe tussen lagen 1-2 en 2-3 of tussen 8-7 en 7-6. Dit stelt onze klanten in staat om te ontwerpen met die “fine pitch” BGA's, waarbij de kosten beheersbaar blijven, omdat de 'HDI' beperkt is tot slechts een klein gebied en tot twee microvia ‘runs’.

In de praktijk

Wat betekent dit in de praktijk? Laten we kijken naar Patroonklasse 7 met Boor Klasse E uit Figuur 2, waar de kleinste paddiameter 0,45 mm is (0,1 + 0,35 mm); dat past niet in de meeste "fine pitch” BGA pad diameters. Echter, wanneer we dezelfde classificatie samen met de HDI pool gebruiken, wordt de kleinste diameter 0,28 mm, wat wel past! Dit stelt ontwerpers in staat om via's in het midden van BGA-pads te plaatsen zonder de pads groter te hoeven maken dan de aanbevelingen van de fabrikant. De kleinere microvia pads betekenen ook dat het gebruik van dogbone-patronen een mogelijkheid wordt.

Figuur 2. De parameters van onze patroonklassen waarvoor de HDI-pool beschikbaar is (let op dat patroonklasse 9 niet poolbaar is.)

Het is uiteraard onmogelijk om alle BGA-pinafstanden en hun aansluitpatronen te onderzoeken om te bepalen welk onderdeel routeerbaar is en welk niet. We hebben echter onze poolparameters zo geconfigureerd dat 8x8 arrays volledig routeerbaar zouden moeten zijn voor BGA's tot 0,4 mm pitch. (Figuur 3 toont een voorbeeld van een volledig uitgerolde 8x8 0,4 mm pitch onderdeel.) Maar natuurlijk zijn grotere arrays ook mogelijk, en het hangt allemaal af van de grootte van de array, de pinconfiguratie en hoe die pinnen worden gebruikt. In veel verpakkingen zijn er 'No Connect'-pinnen, en in de meeste ontwerpen worden niet alle pinnen van een microcontroller of processor gebruikt, wat het routen van grote BGA-arrays met slechts twee microvia ‘runs’ kan vergemakkelijken.

Wat nu? We nodigen u uit om uw ontwerpen te uploaden naar onze Visualizer en te controleren op maakbaarheid. Zoals altijd verwelkomen we uw feedback over hoe deze service uw fabricageproblemen kan oplossen.

Figuur 3: Een voorbeeld van een fan-out van een STM32F412 in een WLCSP64 0,4 mm pitch pakket. De eerste BGA 'ring' krijgt zijn aansluitingen op de bovenste laag (rood), de tweede ring op de tweede laag (groen) met L1-L2 microvias in het midden van de pads, en de derde en vierde ringen sluiten we aan op de derde laag (oranje) met tussen L1-L2 en L2-L3 verspringende via's.