Yüksek hacimli Chip Paketleri için Fan-out ile Optimizasyona İlişkin Kılavuzlar

Giriş: Via Fan-Out'ın Yüksek Lisansı'nın Eleştirel Rolü PCB Tasarım

Modern elektronik cihazlar, daha küçük form faktörlerinde sürekli olarak işlevsellik talep eder, top ızgara dizileri (BGAs) gibi yüksek hacimli çiplerin benimsenmesine yardımcı olur.Bu yönlendirme meydan okuması, doğrulayıcı ve doğrulayıcılar için yapılan tüm uygulamalarla yapılır.

Yüksek kaliteli tasarımlarda Via Fan-Out'ın temelleri

Via fan-out, yüksek hesaplı bir anahtarlama bileşeninden sinyalleri kaçmak için kullanılan modüle işaret eder, genellikle bir BGA, PCB routing kanallarına kadar. yüksek seviyeli bağlantı (HDI) tasarımları, bileşen pedleri arasındaki boşluk, minimum 0.4 mm veya daha az, standart olarak yer alan kaplamalar için minimuma kadar bırakarak, dört °D) ile dengelenebilir.

Fan-Out'daki Via Parasitics'i Anlayın

Her bir işlem, parasitik kapasitance, indükance ve yüksek hızlı sinyallerin düşmesine engel oluyor.Gbps üzerindeki sinyal bütünlüğünü korumak için kullanılır.In fan-out tasarımları, minipad ataması ve uçak referans katmanları ile ayarlandığında, pedalize edilmesi gereken bir kesintiye yol açan bir kesintiye yol açar.

Vias ve onların Fan-Out Rolları

Teknoloji aracılığıyla doğru seçimi verimli fan-out tasarımının temelidir.Her bir türün routing yoğunluk, maliyet ve elektrik performansı arasında farklı bir ticaret-off sunuyor.

-Hole Vias

Onkoloji sayesinde en basit ve en pahalı seçenek, ancak tüm katmanlarda uzay tüketiyorlar ve uzun stiller yaratıyorlar. 1 mm'nin üzerinde perdeler ile düşük seviyeli paketler için kabul edilebilirler. yüksek çözünürlükte, delikli havuzlar genellikle sadece güç ve zemin bağlantıları için kullanılıyor veya bir via-pad düzenlemesinin bir parçası olarak kullanılıyor.

Mikrovias

Mikrovias, genellikle 0.1 mm'den 0.2 mm'ye kadar ve BGA pedi alanına yerleştirilmelerine izin verenler için, iç katmanların tükenmesi veya montajı olmayan bağlantı noktaları oluşturmak için oluşturulabilirler. Microvias are the workhorions of HDI fan-out because they allows throughs to be installed directly within the BGA ped. they can be installeded or staggered to create inter katmanları without consuming routing kanalları on internal katmanları.

Kör ve Buried Vias

Körler dış tabakayı tüm tahtadan geçmeden bir veya daha iç tabakalara bağlar. Buried vias sadece iç katmanlar bağlanır ve sinyal yollarından ödün vermeden yüksek bileşen yoğunluğuna izin verir.

Via-in-Pad Teknolojisi

Bir parça ped içinde doğrudan bir şekilde depolayın – bir düz ekran oluşturmak için bilinir – iyi bir boşluk için gerekli olan BGA'lar aşağıdaki 0.65 mm perde, geleneksel olmayan bir köpek-kırık fan-out kalıpları için yer yoktur.

Via Fan-Out

Aşağıdaki kılavuzlar endüstri en iyi uygulamalarından elde edilir, IPC standartları ve yüksek hızlı PCB tasarımlarından gelen ampirik sonuçlar elde eder.Onlara sistematik olarak sağlam elektrik performansı ve yüksek üretim verimlerini sağlar.

1. Via Dimension ve Saha

Altmış ve ped büyüklüğü ile azaltmak, mevcut routing kanalları vias. For HDI tasarımları, [[Uygun:0) ped çapında 0.1 mm (4 mil) ekran çapı ve 0.3 mm (12 mil) ekran görüntüsü[Dönder) ile ortaktır. ancak, daha küçük bir artış hızı ve daha gelişmiş bir lazer delme gerektirir.Her zaman PCB kumaşatörün kapasitesi matrisi minimum boyutlardan önce minimum düzeyde seçmeden önce 0,3 mm'lik bir dizi fan-out sırasını kullanarak kullanın.

2. Signal Integrity için Stratejik Via Placement for Signal Integrity

Paket pedlerine en kısa sürede en kısa sürede ulaşmak mümkün olduğunca yakın bir şekilde yerleştirin. Yüksek hızlı diferansiyel çiftler için, çıkışlar simetrik olarak kalın ve her sinyal yolundan gelen geçişler için EMI'yi azaltın.) Aynı zamanda, yüksek hızda dikmeler için de eksperleri ile birlikte sinyale eşlik etmek gerekir; bu zemindeki anti-empedans yol sağlar.

3. Via Capacitance ve Inductance

Bir via-kapı değeri, güç/toplayıcılar için paralel olarak birden fazla bağlantı kullanarak belirlenir.Sürekli ağ geçidinin aşırı derecede ortadan kaldırılması durumunda, yüksek hızda ağargılar için iki kat daha fazla işlem yapılır.[Dönemli frekanslar ile 1,4,4,0) Bu iki alandan fazla mikro-parçalı frekanslar için iki katına çıkar.In Simülasyonda, tek bir 0.2 mm mikrovia, bu iki sabit diski kullanarak iki katına çıkarır.

4. Via-in-Pad Sparingly'yi kullanın ama etkili bir şekilde

Via-in-pad güçlü ama pahalı.Rezerv ile paketler için rezerve edin:0) Tamamlanmış ve yeniden giriş sırasında (Düzücü) bir nikel / yüzeysel olarak doğrudan satılan parçalar için bitirmek.

5. Katmanı optimize edin ve Via Assignment

Belirli katmanlar aracılığıyla fan-out'u basitleştirmek için kaydolun. Tipik bir HDI BGA fan-out yığını gibi görünebilir: her katmanın L2 ile L2 uçak / güç, L3 sinyali, L4 uçağı, L5 sinyali, L6 uçağı, L7 sinyali, L8 alt mikrovias (örneğin, her çift BGA toplarının yeni bir yüzüğünden kaçabilir.

6. Termal Yönetim için Hesap

Yüksek akım ve yüksek güç bileşenleri, paketin iç bakır uçaklara ısıtılması için termal vias gerektirir.QFN paketlerine maruz kalan bir pedle birlikte, küçük bir termal vias (0.3 mm çapında 1.0 mm perde ile) doğrudan bu parçalara monte edilir. Bu parçalar aracılığıyla iç tabakalarda büyük bakır dökmeleri engeller.

Simülasyon ve Via Fan-Out Designs'ın Doğrulaması

Üretime girmeden önce, fan-out tasarımını kullanarak doğrulayın:0)electromantik simülasyon aletleri) 2.5D alan çözücüler (örneğin, Keysight ADS, Cadence Sigrity, Ansys SI dalgası) 40 Gbps'ye kadar geçişler yaparak doğru bir şekilde modellenebilir. Anahtar metrikler, amplifiğe veya arka planlayıcılar arasında 10.

Üretim için imalat Constraints and Design for Manufacturing (DFM)

Optimizasyon, tasarım güvenilir olarak inşa edilemezse hiçbir şey anlamına gelmez. Aşağıdaki DFM yönergelerine bakın, ifade eder.IPC-6012C) (kürücü PCBler için amplifikasyon ve performans spesifikasyonu) ve [[DPC-2315).

Via Fan-Out için Anahtar DFM Parametreleri

Süreçte erken bir DFM inceleme için kumaşa reklam tasarımı gönderin. Çoğu PCB üreticileri ücretsiz DFM analizi (örneğin, 03.) veya indirme modellerini ayarlamaya uygun olarak.

Fan-Out için tasarım kuralı kontrolleri (DRC)

EDA araçınızda özellikle fan-out bölgesi için DRC'ler oluşturun: minimum via-to-pad algılama, minimum iz-to-via algılama (0.08 mm standart için, 0.06 mm for HDI), ve üç kullanılmayan katmanı kullanarak bir kısıtlama sınıfı kullanın.

Extreme Wave için Gelişmiş Fan-Out Techniques

Paket için 0,3 mm veya çok yüksek I /O sayı (above 1000), standart HDI fan-out bu gelişmiş teknikleri göz önünde bulundurmak için:

Fan-Out Wafer-Level Ambalaj (FOWLP)

FOWLP, bir kalıplanmış wafer işlemi kullanarak daha büyük bir alana paket pedleri yeniden dağıtıyor, sonra seçici olarak bakır sütunlara hayran kalıyor. Bu teknik kesinlikle PCB fanı için değil, modül seviyesindeki substratlara daha entegre oluyor. PCB tasarımcıları için, geri dağıtım katmanını anlamanıza yardımcı olur (RDL)

Vias and Buried Capacitors

Skip vias (ayrıca at katmanları aracılığıyla delik olarak da adlandırılır) birkaç tabakayı atlamak ve daha derin bir tabakada son vermek için bir araya gelmek için bir araya gelme izin verir, geri dönmeden uzun süre boyunca ovuşturma.Bazı HDI tasarımları, yüksek çözünürlükte bulunan pasif bileşenleri (kapıcılar, direnççiler) kullanarak PCB'nin içinde PDN engelleyicisi geliştirmesine izin verir.

Via Staggering for Rising Trace Channels

Bir ağda toplanıp, onları bir hex deseninde (yaklaşık) hizalamak yerine, bu, on beş ila% 15-20 arasında yollanmış izlerinin sayısını dikdörtgen bir ızgaraya kıyasla artırır.

Sonuç: Balancing Influence, Performance ve Cost

Fan-out aracılığıyla optimize edilen, çok-objective optimizasyon problemi, fizik, üretim yetenekleri ve sistem gereksinimleri ile ilgili derin anlayış gerektiren bir problemdir.Bu makalede belirtilen yönergeleri takip ederek - boyut üzerinden optimize etmek, stratejik olarak onları sinyal ve güç bütünlüğü için koymak, simülasyon erken ve titiz DFM kontrolleri yapmak -mühendisler yüksek çözünürlük paketlerinizi güvenilir bir şekilde engelleyebilirler, kalite ve üretim verimlerini korurken, en iyi şekilde optimize etmek için daha iyi olur.