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假如BGA芯片很小,PCB板设计的布线问题如何解决

发布时间:2018-03-12

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最近时常会碰到一些采购找到我时,很纠结的告诉我:他们工程师设计的电路板很多PCB厂家搞不定,要么说超出生产制程做不了,

要么说工程师设计不科学……而他们作采购一不懂技术,二不懂PCB生产工艺,所以两面为难,不知道怎么跟PCB厂沟通,

也没法把设计师的想法表述出来,进而得到有效的改进建议……

听到这里,我兴趣点立马飙升,第一反应就是让他们把图纸发过来,本公子要亲自过目,看看哪个设计大神又出新招?

看了图纸之后才发现,又是一个司空见惯的老问题,只是很多设计师不了解PCB工艺造成的!

首先说一下我看到的问题点:(技术来源:博运发PCB)

1.BGA球心间距是0.4mm,而设计工程师在BGA焊盘之间设计了走线。

2.四个BGA焊盘之间设计了过孔。



接下来给大家说下为什么PCB板厂看到这样的设计,无法制作的原因:

A:BGA球心距0.4mm,BGA最小做到0.2mm,这样BGA焊盘间距只有0.2mm

如果走线的话,线的极限最小是3mil,即0.075mm。这样一来,线到焊盘的距离只剩下:

0.4-0.2-0.075)÷2=0.0625mm,只有2.46mil。这个间距肯定不行的!


B:有的设计工程师会说,我设计过孔,在背面走线。那好,我们一起来看一下行不行:

BGA球心间距0.4mm,那么在四个BGA正中心设计过孔,可以保证距离BGA最大化,

根据勾股定理:正中心间距最大为0.566mm。机械过孔我们最小做到0.2mm

样一来过孔到焊盘的距离只有:(0.566-0.2-0.2)÷2=0.083mm,即3.26mil


C:有的工程师说我做0.1mm的激光盲孔,行不行?那好,再来算一下:

(0.  566-0.2-0.1)÷2=0.133mm,即5.23mil。

很显然,B,C两种情况都是不可能制作出来的,已经超出PCB生产制程!





重点来了,给大家强调PCB生产的两点极限制程:

一:BGA夹线最小3mil,BGA夹线到焊盘间距最小3mil。

二:过孔到任何图形(线,焊盘,大铜皮)极限距离:

外层极限距离:6mil。  内层极限距离:8mil。

有人会问:为什么内层间距比外层要求还要大一些?因为,在PCB生产过程中,内层压合对位的偏差会更大一些!

说到这里,设计工程师该困惑了:现在0.2mm的BGA芯片越来越多,难道就没有办法了吗?

回答说肯定的:必须有啊!随着智能化时代的来临,电子器件越来越精密,这些都是必须要解决的问题!

只是之前我们可能没有接触!(技术来源:博运发PCB)



接下来给大家讲一下解决方案:设计盘中孔,走树脂塞孔工艺!

盘中孔,顾名思义就是:在焊盘上打孔!那么盘中孔究竟是怎样的一个制作过程呢?这里我就详细介绍一下!

盘中孔的制造流程包括:钻孔,电镀,树脂塞孔,烘烤,研磨。首先钻孔,这里的钻孔一般都是打激光孔。

机械孔极限最小钻到0.15mm,如果是0.1mm的孔就必须用激光镭射孔去钻了。

钻完孔后开始电镀孔金属化,随后用树脂塞孔,进行烘烤,最后就是研磨将之磨平,磨平后的树脂因为不含铜,

所以还要再度一层铜上去将它变成PAD,这些制程都是在原本PCB钻孔制程前做的,也就是先将要塞孔的孔处理好,

然后再钻其他孔,照原本正常的制程走。

一般设计盘中孔的板子都会有我们提到的盲孔或者埋孔,

如一个四层板:1层——2层打盘中孔,再将2层——1层走线出来,然后1层——4层还可以打孔走线。

这样就形成了一个:1-2,1-4或者1-2,1-4,3-4.的四层一阶HDI板。(技术来源:博运发PCB)

当然,六八层板也可以同样设计,如下图一阶HDI的常规钻带设计情况,供大家学习!


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