Poin-poin penting dari artikel ini
- Paket BGA berukuran kompak dan memiliki kepadatan pin yang tinggi.
- Dalam paket BGA, sinyal crosstalk akibat penyelarasan dan ketidaksejajaran bola disebut BGA crosstalk.
- Crosstalk BGA bergantung pada lokasi sinyal penyusup dan sinyal korban dalam susunan kotak bola.
Pada IC multi-gate dan pin-count, tingkat integrasi meningkat secara eksponensial.Chip ini menjadi lebih andal, kuat, dan mudah digunakan berkat pengembangan paket ball grid array (BGA), yang ukuran dan ketebalannya lebih kecil serta jumlah pinnya lebih banyak.Namun, crosstalk BGA sangat mempengaruhi integritas sinyal, sehingga membatasi penggunaan paket BGA.Mari kita bahas pengemasan BGA dan crosstalk BGA.
Paket Array Kotak Bola
Paket BGA adalah paket pemasangan permukaan yang menggunakan bola konduktor logam kecil untuk memasang sirkuit terpadu.Bola logam ini membentuk pola kisi atau matriks yang disusun di bawah permukaan chip dan dihubungkan ke papan sirkuit cetak.
Paket array kotak bola (BGA).
Perangkat yang dikemas dalam BGA tidak memiliki pin atau kabel di pinggiran chip.Sebaliknya, susunan kotak bola ditempatkan di bagian bawah chip.Susunan kotak bola ini disebut bola solder dan bertindak sebagai konektor untuk paket BGA.
Mikroprosesor, chip WiFi, dan FPGA sering kali menggunakan paket BGA.Dalam chip paket BGA, bola solder memungkinkan arus mengalir antara PCB dan paket.Bola solder ini terhubung secara fisik ke substrat semikonduktor elektronik.Ikatan timbal atau flip-chip digunakan untuk membuat sambungan listrik ke substrat dan cetakan.Penjajaran konduktif terletak di dalam media yang memungkinkan sinyal listrik ditransmisikan dari persimpangan antara chip dan media ke persimpangan antara media dan susunan kotak bola.
Paket BGA mendistribusikan kabel koneksi di bawah cetakan dalam pola matriks.Pengaturan ini memberikan jumlah lead yang lebih besar dalam paket BGA dibandingkan paket datar dan baris ganda.Dalam paket bertimbal, pin disusun pada batasnya.setiap pin paket BGA membawa bola solder, yang terletak di permukaan bawah chip.Susunan pada permukaan bawah ini memberikan lebih banyak area, sehingga menghasilkan lebih banyak pin, lebih sedikit pemblokiran, dan lebih sedikit lead short.Dalam paket BGA, bola solder disejajarkan paling jauh satu sama lain dibandingkan dalam paket dengan kabel.
Keuntungan dari paket BGA
Paket BGA memiliki dimensi kompak dan kepadatan pin yang tinggi.paket BGA memiliki induktansi rendah, memungkinkan penggunaan tegangan lebih rendah.Susunan kotak bola ditempatkan dengan baik, sehingga memudahkan untuk menyelaraskan chip BGA dengan PCB.
Beberapa keunggulan lain dari paket BGA adalah:
- Pembuangan panas yang baik karena ketahanan termal yang rendah pada kemasan.
- Panjang lead pada paket BGA lebih pendek dibandingkan paket dengan lead.Jumlah lead yang tinggi dipadukan dengan ukuran yang lebih kecil membuat paket BGA lebih konduktif, sehingga meningkatkan kinerja.
- Paket BGA menawarkan kinerja lebih tinggi pada kecepatan tinggi dibandingkan paket datar dan paket in-line ganda.
- Kecepatan dan hasil pembuatan PCB meningkat saat menggunakan perangkat yang dikemas BGA.Proses penyolderan menjadi lebih mudah dan nyaman, dan paket BGA dapat dengan mudah dikerjakan ulang.
BGA Crosstalk
Paket BGA memang memiliki beberapa kelemahan: bola solder tidak dapat ditekuk, pemeriksaan sulit dilakukan karena kepadatan paket yang tinggi, dan produksi dalam jumlah besar memerlukan penggunaan peralatan penyolderan yang mahal.
Untuk mengurangi crosstalk BGA, pengaturan BGA crosstalk rendah sangat penting.
Paket BGA sering digunakan di sejumlah besar perangkat I/O.Sinyal yang dikirim dan diterima oleh chip terintegrasi dalam paket BGA dapat diganggu oleh penggandengan energi sinyal dari satu kabel ke kabel lainnya.Crosstalk sinyal yang disebabkan oleh penyelarasan dan ketidaksejajaran bola solder dalam paket BGA disebut BGA crosstalk.Induktansi terbatas antara susunan kotak bola adalah salah satu penyebab efek crosstalk dalam paket BGA.Ketika transien arus I/O yang tinggi (sinyal intrusi) terjadi pada kabel paket BGA, induktansi terbatas antara susunan jaringan bola yang sesuai dengan sinyal dan pin balik menciptakan gangguan tegangan pada substrat chip.Interferensi tegangan ini menyebabkan kesalahan sinyal yang ditransmisikan keluar dari paket BGA sebagai noise, sehingga menimbulkan efek crosstalk.
Dalam aplikasi seperti sistem jaringan dengan PCB tebal yang menggunakan lubang tembus, crosstalk BGA dapat terjadi jika tidak ada tindakan yang diambil untuk melindungi lubang tembus tersebut.Di sirkuit seperti itu, lubang panjang yang ditempatkan di bawah BGA dapat menyebabkan kopling yang signifikan dan menghasilkan interferensi crosstalk yang nyata.
Crosstalk BGA bergantung pada lokasi sinyal penyusup dan sinyal korban dalam susunan kotak bola.Untuk mengurangi crosstalk BGA, pengaturan paket BGA crosstalk rendah sangat penting.Dengan perangkat lunak Cadence Allegro Package Designer Plus, desainer dapat mengoptimalkan desain wirebond dan flip-chip single-die dan multi-die yang kompleks;perutean tekan tekan sudut penuh radial untuk mengatasi tantangan perutean unik pada desain substrat BGA/LGA.dan pemeriksaan DRC/DFA khusus untuk perutean yang lebih akurat dan efisien.Pemeriksaan DRC/DFM/DFA khusus memastikan keberhasilan desain BGA/LGA dalam sekali jalan.ekstraksi interkoneksi terperinci, pemodelan paket 3D, dan integritas sinyal serta analisis termal dengan implikasi catu daya juga disediakan.
Waktu posting: 28 Maret 2023