BGA芯片的布局和布線設(shè)計方法解析

BGA是PCB上常用的組件，通常CPU、NORTH BRIDGE、SOUTH BRIDGE、AGP CHIP、CARD BUS CHIP…等，大多是以bga的型式包裝，簡言之，80﹪的高頻信號及特殊信號將會由這類型的package內(nèi)拉出。因此，如何處理BGA package的走線，對重要信號會有很大的影響。

通常環(huán)繞在BGA附近的小零件，依重要性為優(yōu)先級可分為幾類：

1. by pass.

2. clock終端RC電路。

3. damping（以串接電阻、排組型式出現(xiàn)；例如memory BUS信號）

4. EMI RC電路（以dampin、C、pull height型式出現(xiàn)；例如USB信號）。

5.其它特殊電路（依不同的CHIP所加的特殊電路；例如CPU的感溫電路）。

6. 40mil以下小電源電路組（以C、L、R等型式出現(xiàn)；此種電路常出現(xiàn)在AGP CHIP or含AGP功能之CHIP附近，透過R、L分隔出不同的電源組）。

7. pull low R、C.

8.一般小電路組（以R、C、Q、U等型式出現(xiàn)；無走線要求）。

9. pull height R、RP.

1-6項的電路通常是placement的重點(diǎn)，會排的盡量靠近BGA，是需要特別處理的。第7項電路的重要性次之，但也會排的比較靠近BGA.8、9項為一般性的電路，是屬于接上既可的信號。

相對于上述BGA附近的小零件重要性的優(yōu)先級來說，在ROUTING上的需求如下：

1. by pass =》與CHIP同一面時，直接由CHIP pin接至by pass，再由by pass拉出打via接plane；與CHIP不同面時，可與BGA的VCC、GND pin共享同一個via，線長請勿超越100mil.

2. clock終端RC電路=》有線寬、線距、線長或包GND等需求；走線盡量短，平順，盡量不跨越VCC分隔線。

3. damping =》有線寬、線距、線長及分組走線等需求；走線盡量短，平順，一組一組走線，不可參雜其它信號。

4. EMI RC電路=》有線寬、線距、并行走線、包GND等需求；依客戶要求完成。

5.其它特殊電路=》有線寬、包GND或走線凈空等需求；依客戶要求完成。

6. 40mil以下小電源電路組=》有線寬等需求；盡量以表面層完成，將內(nèi)層空間完整保留給信號線使用，并盡量避免電源信號在BGA區(qū)上下穿層，造成不必要的干擾。

7. pull low R、C =》無特殊要求；走線平順。

8.一般小電路組=》無特殊要求；走線平順。

9. pull height R、RP =》無特殊要求；走線平順。

為了更清楚的說明BGA零件走線的處理，將以一系列圖標(biāo)說明如下：

A.將BGA由中心以十字劃分，VIA分別朝左上、左下、右上、右下方向打；十字可因走線需要做不對稱調(diào)整。

B. clock信號有線寬、線距要求，當(dāng)其R、C電路與CHIP同一面時請盡量以上圖方式處理。

C. USB信號在R、C兩端請完全并行走線。

D. by pass盡量由CHIP pin接至by pass再進(jìn)入plane.無法接到的by pass請就近下plane. E. BGA組件的信號，外三圈往外拉，并保持原設(shè)定線寬、線距；VIA可在零件實(shí)體及3MM placement禁置區(qū)間調(diào)整走線順序，如果走線沒有層面要求，則可以延長而不做限制。內(nèi)圈往內(nèi)拉或VIA打在PIN與PIN正中間。另外，BGA的四個角落請盡量以表面層拉出，以減少角落的VIA數(shù)。

F. BGA組件的信號，盡量以輻射型態(tài)向外拉出；避免在內(nèi)部回轉(zhuǎn)。

F_2為BGA背面by pass的放置及走線處理。

By pass盡量靠近電源pin. F_3為BGA區(qū)的VIA在VCC層所造成的狀況THERMAL VCC信號在VCC層的導(dǎo)通狀態(tài)。

ANTI GND信號在VCC層的隔開狀態(tài)。

因BGA的信號有規(guī)則性的引線、打VIA，使得電源的導(dǎo)通較充足。

F_4為BGA區(qū)的VIA在GND層所造成的狀況THERMAL GND信號在GND層的導(dǎo)通狀態(tài)。

ANTI VCC信號在GND層的隔開狀態(tài)。

因BGA的信號有規(guī)則性的引線、打VIA，使得接地的導(dǎo)通較充足。

F_5為BGA區(qū)的Placement及走線建議圖

以上所做的BGA走線建議，其作用在于：

1.有規(guī)則的引線有益于特殊信號的處理，使得除表層外，其余走線層皆可以所要求的線寬、線距完成。

2. BGA內(nèi)部的VCC、GND會因此而有較佳的導(dǎo)通性。

3. BGA中心的十字劃分線可用于；當(dāng)BGA內(nèi)部電源一種以上且不易于VCC層切割時，可于走線層處理（40~80MIL），至電源供應(yīng)端?；駼GA本身的CLOCK、或其它有較大線寬、線距信號順向走線。

4.良好的BGA走線及placement，可使BGA自身信號的干擾降至最低。
來源；互聯(lián)網(wǎng)