BGA如何快速在4个Ball之间均匀布孔扇出呢?

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BGA扇出是EDA工程师的一项基本功,在布局完成后,先将BGA的Ball进行打孔扇出,然后分层和4个方向将BGA内部信号线引出到外部空间,BGA内部的打孔就至关重要,BGA内部的线能不能完全走出来,直接取决于如何布孔。下图是BGA一般打孔的方法,按照1/4规则,分别向4个方向扇出打孔

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,因为电源或GND大多集中在中心,这样内层电源或GND的铜箔不会被其他过孔过多分割掉,保证了足够宽度的通道。

BGA的扇出打孔,手动打孔很难控制孔位布局一致,基本采用Fanout方式系统自动打孔的,尤其在通孔板中应用的最多,当然HDI板多要求HDI放在焊盘上,也可以用Via in Pad方式来自动扇出布孔。小易今天做的一项目就碰到了CPU的扇出,下面和小易一起来做BGA的扇出工作。

先来了解下该BGA的情况,该FPGA为30x30,Pitch=1.0mm,总共900个Ball,一般Pitch=0.8mm以上的都可以使用通孔,通孔孔径可以选择

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0.15mm、0.2mm或0.25mm等,因为该板子要求厚度为2.0mm,因此采用0.15和0.2mm的加工成本比较高,便选用0.25mm的孔径,Annular ring(孔环)=0.15mm的通孔,焊盘的直径为0.61mm,如下图所示。

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如上图所示,假设通孔在4个Ball的中心,也就是在4个Ball中心点形成正方形的对角线上,我们需要计算出通孔外圈到Ball焊盘外圈的Gap值D,如下图所示,D=(1x1.414-0.61-0.55)/2=0.127mm。

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依据上图计算出D值后,就可以设置Fanout了,选择Rouet菜单下的Creat Fanout;

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启动Fanout后,在右侧Find From里选择“Symbol”,Fanout的对象,可以是某个PIN、Net等,因为是对整个BGA进行扇出的,这里要选择Symbol,其他项不要选择,如下图所示;

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右键后选择“Fanout Parameters...",如下图所示;

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出现Fanout参数进行设置的对话框,如下图所示;

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1、Include Unassigned Pins:包含没有Net信号空PIN也出线,这项一般不用选择,不选择的话,空Net的PIN不再出线打孔;

2、Include All Same Net Pins:相同的Net会连在一起出线打孔,这项一般不需要选;

3、Start:孔开始层;

4、End:孔结束层;

5、Standard Via Structure:使用Cadence自带的标准通孔的Padstack,一般都不选择;

6、Design:使用PCB本身自带Via孔的Padstack;

7、Library:使用库中Via孔的Padstack;

8、Via:使用指定的Via的Padstack,一般都选择这个,选择这个后其他项Via孔封装定义选择都是灰白显示的;

9、Via Direction:Via布局的方向,一般选择默认的Quadrant Style;

Via Direction总共有以下13个方向选择,HDI板直接打孔在Pin上的可以选第一项Via In Pad;

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10、 Override Line Width:默认出线的宽度,如果选择这项,Ball到Via出线的宽度保持一致,忽略Ruler中设置的线宽,一般电源要按照0.3mm出线,信号按照0.127mm出线,宽度要求不同,这项一般不选择;

11、Pin-Via Space:Pin到Via的Gap间距,不是中心间距,比如之前计算得出的D=0.127mm,这里应该填写0.127;

12、Min Channel Space:中心通道的最小间距,实际就是规定留出的心电源或电源通道铜箔的宽度,把其他项值填完后,这项值是自动计算出来的或者不能更改,一般不用手动改;

13、Curve:是孔布局的方向,有CW和CCW两个方向,CW=Clock Wise顺时针方向,CCW=Counter Clock Wise逆时针方向,一般默认不选;

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最终的设置结果如下图所示:

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然后点击OK按钮后,用鼠标左键单击该BGA的任一个地方,就发现开始自动出线打孔了,线宽线距的规则都是0.127mm,这样Via和Ball之间也正好不会有DRC出线,电源Pin按照0.3mm出线,信号Pin按照0.127mm出线,如下图所示。

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