BGA CHIP PLACEMENT AND ROUTING RULE

hlj168 · 发表于 2012-10-18 14:43

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本帖最后由 hlj168 于 2012-10-19 10:05 编辑

BGA是PCB 上常用的组件，通常CPU、NORTH BRIDGE、SOUTH BRIDGE、
AGP CHIP、CARD BUS CHIP…等，大多是以bga 的型式包装，简言之，80﹪的
高频信号及特殊信号将会由这类型的package 内拉出。因此，如何处理BGA
package 的走线，对重要信号会有很大的影响。
通常环绕在BGA 附近的小零件，依重要性为优先级可分为几类：
1. by pass
2. clock 终端RC 电路。
3. damping（以串接电阻、排组型式出现；例如memory BUS 信号）
4. EMI RC 电路（以dampin、C、pull height 型式出现；例如USB 信
号）。
5. 其它特殊电路（依不同的CHIP 所加的特殊电路；例如CPU 的感
温电路）。
6. 40mil 以下小电源电路组（以C、L、R 等型式出现；此种电路常出
现在AGP CHIP or 含AGP 功能之CHIP 附近，透过R、L 分隔出不
同的电源组）。
7. pull low R、C。
8. 一般小电路组（以R、C、Q、U 等型式出现；无走线要求）。
9. pull height R、RP。
1-6 项的电路通常是placement 的重点，会排的尽量靠近BGA，是需要特别
处理的。第7 项电路的重要性次之，但也会排的比较靠近BGA。8、9 项为一般
性的电路，是属于接上既可的信号。
相对于上述BGA 附近的小零件重要性的优先级来说，在ROUTING 上的需
求如下：
1. by pass => 与CHIP 同一面时，直接由CHIP
pin 接至by pass，再由by pass 拉出打via 接plane；与CHIP 不同
面时，可与BGA 的VCC、GND pin 共享同一个via，线长请勿超
越100mil。
2. clock 终端RC 电路 => 有线宽、线距、线长或包GND 等
需求；走线尽量短，平顺，尽量不跨越VCC 分隔线。
3. damping => 有线宽、线距、线长及分组走线等
需求；走线尽量短，平顺，一组一组走线，不可参杂其它信号。
4. EMI RC 电路 => 有线宽、线距、并行走线、包GND
等需求；依客户要求完成。
5. 其它特殊电路 => 有线宽、包GND 或走线净空等需
求；依客户要求完成。
6. 40mil 以下小电源电路组 => 有线宽等需求；尽量以表面层完成，将内层空间完整保留给信号线使用，并尽量避免电源信号在
BGA 区上下穿层，造成不必要的干扰。
7. pull low R、C => 无特殊要求；走线平顺。
8. 一般小电路组 => 无特殊要求；走线平顺。
9. pull height R、RP => 无特殊要求；走线平顺
为了更清楚的说明BGA 零件走线的处理，将以一系列图标说明如下：

A. 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；十字可因走线需要做不对称调整。
B. clock 信号有线宽、线距要求，当其R、C 电路与CHIP 同一面时请尽量
以上图方式处理。
C. USB 信号在R、C 两端请完全并行走线。
D. by pass 尽量由CHIP pin 接至by pass 再进入plane。无法接到的by pass
请就近下plane。
E. BGA 组件的信号，外三圈往外拉，并保持原设定线宽、线距；VIA 可
在零件实体及3MM placement 禁置区间调整走线顺序，如果走线没有层
面要求，则可以延长而不做限制。内圈往内拉或VIA 打在PIN 与PIN 正
中间。另外，BGA 的四个角落请尽量以表面层拉出，以减少角落的VIA
数。
F. BGA 组件的信号，尽量以辐射型态向外拉出；避免在内部回转。

F_2 为BGA 背面by pass 的放置及走线处理。
By pass 尽量靠近电源pin。

F_3 为BGA 区的VIA 在VCC 层所造成的状况
THERMAL VCC 信号在VCC 层的导通状态。
ANTI GND信号在VCC 层的隔开状态。
因BGA 的信号有规则性的引线、打VIA，使得电源的导通较充足。

F_4 为BGA 区的VIA 在GND 层所造成的状况
THERMAL GND 信号在GND 层的导通状态。
ANTI VCC信号在GND 层的隔开状态。
因BGA 的信号有规则性的引线、打VIA，使得接地的导通较充足。

F_5 为BGA 区的Placement 及走线建议图

以上所做的BGA 走线建议，其作用在于：
1. 有规则的引线有益于特殊信号的处理，使得除表层外，其余走线层
皆可以所要求的线宽、线距完成。
2. BGA 内部的VCC、GND 会因此而有较佳的导通性。
3. BGA 中心的十字划分线可用于；当BGA 内部电源一种以上且不易
于VCC 层切割时，可于走线层处理（40~80MIL），至电源供应端。
或BGA 本身的CLOCK、或其它有较大线宽、线距信号顺向走线。
4. 良好的BGA走线及placement，可使BGA自身信号的干扰降至最低。