什么导致BGA串扰?

关键的外卖

• BGA封装以其紧凑的尺寸和高引脚密度而闻名。

• 在BGA包中由于球的排列和错误分配而产生的信号串扰类型称为BGA串扰。

• BGA串扰依赖于攻击信号和被攻击信号在球栅阵列布置中的位置。

低串扰BGA结构是减小BGA串扰的关键

集成电路的集成度呈指数级增长，有许多门和引脚。幸运的是，球栅阵列(BGA)封装的发展使这些芯片更加可靠、健壮和方便。BGA封装具有较小的尺寸和厚度以及较高的引脚数。然而，BGA串扰严重影响信号完整性，限制了BGA包的应用。让我们再讨论一下BGA包和BGA相声。

球栅阵列包

BGA封装是表面贴装封装，使用微小的金属导体球来安装集成电路。金属球形成网格或矩阵图案，并排列在芯片表面下，与PCB连接。

使用BGA封装的组件在芯片外围没有引脚或引线。相反，球栅阵列被安排在芯片的底部。这些球形网格阵列，称为焊料球或焊料凸点，作为连接器BGA包．

微处理器、WiFi芯片和fpga经常使用BGA包。在BGA封装芯片中，焊锡球允许电流在PCB和封装之间流动。所述球在物理上连接到所述电子元件的半导体基板。导线键合或倒装芯片用于建立与衬底和模具的电气连接。导电迹线位于基板内部，允许电信号从模具和基板之间的键传输到基板和球栅阵列之间的键。

BGA包在芯片下方以矩阵模式分布连接引线。与平面和双列直插式封装相比，这种结构在BGA封装中提供了更多的引线数。在含铅的封装中，引脚分布在周边。BGA封装上的每个引脚都有一个焊锡球，该焊锡球位于芯片的下表面。这种地下排列提供了更多的面积，这使得更多的引脚计数，更少的拥塞和更少的短路可能。在BGA封装中，与含铅封装相比，焊料球彼此之间的距离最远。

BGA包的优点

BGA封装提供紧凑的尺寸和高引脚密度。BGA封装的低电感允许使用较低的电压。球栅阵列的间距安排使BGA芯片与pcb的对齐更容易。BGA包的其他一些优点是:

• 由于封装提供的低热阻，具有良好的散热性能。
• BGA封装中引线长度小于引线封装。高引线数和小尺寸使BGA封装更具导电性，从而提高了性能。
• 与平面和双列直列封装相比，BGA封装在高速下提供高性能。
• 在BGA封装中使用组件时，pcb的制造速度和成品率都有所提高。焊接过程变得更容易，更方便，BGA包允许轻松返工。

BGA相声

BGA封装确实有一些缺点:焊料球无法弯曲，由于封装密度高而难以检查，并且需要昂贵的焊接设备进行大规模生产。BGA串扰是影响在BGA包上传输的信号完整性的另一个限制。

BGA包通常用于高I/O设备。信号由集成芯片传输和接收BGA封装可以被信号能量从一个引线到另一个引线的耦合所干扰。BGA包中由于球的排列和错误分配而产生的信号串扰称为BGA串扰。球栅阵列之间的有限电感是BGA封装中产生串扰效应的原因之一。当BGA封装引线中存在高I/O电流瞬态(侵略性信号)时，信号引脚和回引脚对应的球栅阵列之间的有限电感在芯片衬底上产生电压扰动。这种电压扰动导致信号中的故障，并伴随着噪声从BGA封装中传输出去，导致串扰效应。

在使用过孔的厚pcb的网络系统等应用中，如果没有采取措施屏蔽过孔，BGA串扰是常见的。在这种电路中，放置在BGAs下面的长通孔会引起大量的耦合并产生显著的串扰干扰。

BGA串扰依赖于攻击信号和被攻击信号在系统中的位置球栅阵列布置．低串扰BGA排列是减小BGA串扰的关键。Cadence软件提供了设计容易产生低串扰的BGA包的工具。订阅我们的通讯获取最新信息。如果您想了解更多Cadence如何为您提供解决方案，和我们的专家团队谈谈吧．