BGA Crosstalk कशामुळे होतो?

या लेखातील प्रमुख मुद्दे

- BGA पॅकेजेस आकाराने कॉम्पॅक्ट असतात आणि त्यांची पिन घनता जास्त असते.

- बीजीए पॅकेजेसमध्ये, बॉल अलाइनमेंट आणि अलाइनमेंटमुळे सिग्नल क्रॉसस्टॉकला बीजीए क्रॉसस्टॉक म्हणतात.

- बीजीए क्रॉसस्टॉक हे घुसखोर सिग्नलच्या स्थानावर आणि बॉल ग्रिड अॅरेमधील पीडित सिग्नलवर अवलंबून असते.

मल्टी-गेट आणि पिन-काउंट IC मध्ये, एकत्रीकरणाची पातळी वेगाने वाढते.बॉल ग्रिड अॅरे (BGA) पॅकेजेसच्या विकासामुळे या चिप्स अधिक विश्वासार्ह, मजबूत आणि वापरण्यास सुलभ झाल्या आहेत, जे आकाराने आणि जाडीने लहान आणि पिनच्या संख्येने मोठे आहेत.तथापि, BGA क्रॉसस्टॉक सिग्नलच्या अखंडतेवर गंभीरपणे परिणाम करते, त्यामुळे BGA पॅकेजेसचा वापर मर्यादित होतो.बीजीए पॅकेजिंग आणि बीजीए क्रॉसस्टॉकवर चर्चा करूया.

बॉल ग्रिड अॅरे पॅकेजेस

बीजीए पॅकेज हे एक पृष्ठभाग माउंट पॅकेज आहे जे एकात्मिक सर्किट माउंट करण्यासाठी लहान मेटल कंडक्टर बॉल्स वापरते.हे धातूचे गोळे ग्रिड किंवा मॅट्रिक्स पॅटर्न तयार करतात जे चिपच्या पृष्ठभागाखाली व्यवस्थित केले जातात आणि मुद्रित सर्किट बोर्डशी जोडलेले असतात.

बॉल ग्रिड अॅरे (BGA) पॅकेज

BGA मध्ये पॅकेज केलेल्या उपकरणांना चिपच्या परिघावर पिन किंवा लीड नसतात.त्याऐवजी, बॉल ग्रिड अॅरे चिपच्या तळाशी ठेवला जातो.या बॉल ग्रिड अॅरेला सोल्डर बॉल म्हणतात आणि BGA पॅकेजसाठी कनेक्टर म्हणून काम करतात.

मायक्रोप्रोसेसर, वायफाय चिप्स आणि एफपीजीए सहसा BGA पॅकेजेस वापरतात.बीजीए पॅकेज चिपमध्ये, सोल्डर बॉल्स पीसीबी आणि पॅकेजमध्ये करंट वाहू देतात.हे सोल्डर बॉल भौतिकरित्या इलेक्ट्रॉनिक्सच्या सेमीकंडक्टर सब्सट्रेटशी जोडलेले असतात.लीड बाँडिंग किंवा फ्लिप-चिपचा वापर सब्सट्रेट आणि डायला इलेक्ट्रिकल कनेक्शन स्थापित करण्यासाठी केला जातो.प्रवाहकीय संरेखन सब्सट्रेटमध्ये स्थित असतात ज्यामुळे चिप आणि सब्सट्रेटमधील जंक्शनपासून सब्सट्रेट आणि बॉल ग्रिड अॅरेमधील जंक्शनपर्यंत विद्युत सिग्नल प्रसारित केले जाऊ शकतात.

BGA पॅकेज डाय अंतर्गत कनेक्शन लीड्स मॅट्रिक्स पॅटर्नमध्ये वितरित करते.ही व्यवस्था सपाट आणि दुहेरी-पंक्ती पॅकेजच्या तुलनेत बीजीए पॅकेजमध्ये मोठ्या संख्येने लीड प्रदान करते.लीड पॅकेजमध्ये, पिन सीमेवर लावल्या जातात.बीजीए पॅकेजच्या प्रत्येक पिनमध्ये एक सोल्डर बॉल असतो, जो चिपच्या खालच्या पृष्ठभागावर असतो.खालच्या पृष्ठभागावरील ही मांडणी अधिक क्षेत्रफळ प्रदान करते, परिणामी अधिक पिन, कमी ब्लॉकिंग आणि कमी लीड शॉर्ट्स.बीजीए पॅकेजमध्ये, सोल्डर बॉल्स लीड्ससह पॅकेजपेक्षा सर्वात दूर संरेखित केले जातात.

बीजीए पॅकेजचे फायदे

BGA पॅकेजमध्ये कॉम्पॅक्ट आकारमान आणि उच्च पिन घनता आहे.BGA पॅकेजमध्ये कमी इंडक्टन्स आहे, ज्यामुळे कमी व्होल्टेज वापरता येतात.बॉल ग्रिड अॅरे चांगल्या अंतरावर आहे, ज्यामुळे BGA चिप PCB सह संरेखित करणे सोपे होते.

बीजीए पॅकेजचे इतर काही फायदे आहेत:

- पॅकेजच्या कमी थर्मल प्रतिकारामुळे चांगले उष्णता नष्ट होते.

- BGA पॅकेजेसमध्ये लीडची लांबी लीड असलेल्या पॅकेजपेक्षा कमी असते.लहान आकारासह एकत्रित मोठ्या संख्येने लीड्स BGA पॅकेज अधिक प्रवाहकीय बनवते, त्यामुळे कार्यप्रदर्शन सुधारते.

- फ्लॅट पॅकेजेस आणि डबल इन-लाइन पॅकेजेसच्या तुलनेत बीजीए पॅकेजेस उच्च गतीने उच्च कार्यक्षमता देतात.

- BGA-पॅकेज्ड उपकरणे वापरताना PCB उत्पादनाची गती आणि उत्पन्न वाढते.सोल्डरिंग प्रक्रिया सुलभ आणि अधिक सोयीस्कर बनते आणि बीजीए पॅकेजेस सहजपणे पुन्हा तयार केले जाऊ शकतात.

BGA Crosstalk

बीजीए पॅकेजेसमध्ये काही कमतरता आहेत: सोल्डर बॉल वाकले जाऊ शकत नाहीत, पॅकेजच्या उच्च घनतेमुळे तपासणी करणे कठीण आहे आणि उच्च व्हॉल्यूम उत्पादनासाठी महागड्या सोल्डरिंग उपकरणांचा वापर आवश्यक आहे.

BGA क्रॉसस्टॉक कमी करण्यासाठी, कमी-क्रॉसस्टॉक BGA व्यवस्था महत्त्वाची आहे.

बीजीए पॅकेजेस मोठ्या प्रमाणात I/O उपकरणांमध्ये वापरली जातात.बीजीए पॅकेजमधील एकात्मिक चिपद्वारे प्रसारित केलेले आणि प्राप्त झालेले सिग्नल एका लीडपासून दुस-याकडे सिग्नल ऊर्जा जोडणीमुळे व्यत्यय आणू शकतात.बीजीए पॅकेजमधील सोल्डर बॉलच्या अलाइनमेंट आणि अलाइनमेंटमुळे होणाऱ्या सिग्नल क्रॉसस्टॉकला बीजीए क्रॉसस्टॉक म्हणतात.बॉल ग्रिड अॅरेमधील मर्यादित इंडक्टन्स हे BGA पॅकेजेसमधील क्रॉसस्टॉक इफेक्ट्सचे एक कारण आहे.जेव्हा बीजीए पॅकेज लीड्समध्ये उच्च I/O वर्तमान ट्रान्झिएंट्स (घुसखोरी सिग्नल) येतात, तेव्हा सिग्नल आणि रिटर्न पिन यांच्याशी संबंधित बॉल ग्रिड अॅरेमधील मर्यादित इंडक्टन्स चिप सब्सट्रेटवर व्होल्टेज हस्तक्षेप निर्माण करते.या व्होल्टेज हस्तक्षेपामुळे सिग्नल बिघाड होतो जो BGA पॅकेजमधून आवाज म्हणून प्रसारित केला जातो, परिणामी क्रॉसस्टॉक परिणाम होतो.

थ्रू-होल वापरणाऱ्या जाड PCB सह नेटवर्किंग सिस्टम्स सारख्या ऍप्लिकेशन्समध्ये, थ्रू-होल्सचे संरक्षण करण्यासाठी कोणतेही उपाय न केल्यास BGA क्रॉसस्टॉक सामान्य असू शकतो.अशा सर्किट्समध्ये, बीजीएच्या खाली ठेवलेल्या लाँग व्हाया होलमुळे लक्षणीय कपलिंग होऊ शकते आणि क्रॉसस्टॉकमध्ये लक्षणीय हस्तक्षेप होऊ शकतो.

बीजीए क्रॉसस्टॉक हे घुसखोर सिग्नलच्या स्थानावर आणि बॉल ग्रिड अॅरेमधील पीडित सिग्नलवर अवलंबून असते.BGA क्रॉसस्टॉक कमी करण्यासाठी, लो-क्रॉस्टॉल्क BGA पॅकेज व्यवस्था महत्त्वाची आहे.कॅडेन्स अॅलेग्रो पॅकेज डिझायनर प्लस सॉफ्टवेअरसह, डिझायनर कॉम्प्लेक्स सिंगल-डाय आणि मल्टी-डाय वायरबॉंड आणि फ्लिप-चिप डिझाइन ऑप्टिमाइझ करू शकतात;बीजीए/एलजीए सब्सट्रेट डिझाईन्सच्या अनन्य राउटिंग आव्हानांना तोंड देण्यासाठी रेडियल, फुल-एंगल पुश-स्क्वीझ रूटिंग.आणि अधिक अचूक आणि कार्यक्षम राउटिंगसाठी विशिष्ट DRC/DFA तपासते.विशिष्ट DRC/DFM/DFA तपासण्या एकाच पासमध्ये यशस्वी BGA/LGA डिझाइन सुनिश्चित करतात.तपशीलवार इंटरकनेक्ट एक्सट्रॅक्शन, 3D पॅकेज मॉडेलिंग आणि सिग्नल इंटिग्रिटी आणि पॉवर सप्लाय इम्प्लिकेशन्ससह थर्मल विश्लेषण देखील प्रदान केले आहेत.