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BGA CHIP PLACEMENT AND ROUTING RULE
BGA是 PCB上常用的组件,通常 CPU、NORTH BRIDGE、SOUTH BRIDGE、
AGP CHIP、CARD BUS CHIP…等,大多是以 bga的型式包装,简言之,80﹪的
高频信号及特殊信号将会由这类型的 package内拉出。因此,如何处理 BGA
package的走线,对重要信号会有很大的影响。
通常环绕在 BGA附近的小零件,依重要性为优先级可分为几类:
1. by pass。
2. clock终端 RC电路。
3. damping(以串接电阻、排组型式出现;例如 memory BUS信号)
4. EMI RC电路(以 dampin、C、pull height型式出现;例如 USB信
号)。
5. 其它特殊电路(依不同的 CHIP所加的特殊电路;例如 CPU的感
温电路)。
6. 40mil以下小电源电路组(以 C、L、R等型式出现;此种电路常出
现在 AGP CHIP or含 AGP功能之 CHIP附近,透过 R、L分隔出不
同的电源组)。
7. pull low R、C。
8. 一般小电路组(以 R、C、Q、U等型式出现;无走线要求)。
9. pull height R、RP。
1-6项的电路通常是 placement的重点,会排的尽量靠近 BGA,是需要特别
处理的。第 7项电路的重要性次之,但也会排的比较靠近 BGA。8、9项为一般
性的电路,是属于接上既可的信号。
相对于上述 BGA附近的小零件重要性的优先级来说,在 ROUTING上的需
求如下:
1. by pass => 与 CHIP同一面时,直接由 CHIP
pin接至 by pass,再由 by pass拉出打 via接 plane;与 CHIP不同
面时,可与 BGA的 VCC、GND pin共享同一个 via,线长请勿超
越 100mil。
2. clock终端 RC电路 => 有线宽、线距、线长或包 GND等
需求;走线尽量短,平顺,尽量不跨越 VCC分隔线。
3. damping => 有线宽、线距、线长及分组走线等
需求;走线尽量短,平顺,一组一组走线,不可参杂其它信号。
4. EMI RC电路 => 有线宽、线距、并行走线、包 GND
等需求;依客户要求完成。
5. 其它特殊电路 => 有线宽、包 GND或走线净空等需
求;依客户要求完成。
6. 40mil以下小电源电路组 => 有线宽等需求;尽量以表面层完
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成,将内层空间完整保留给信号线使用,并尽量避免电源信号在
BGA区上下穿层,造成不必要的干扰。
7. pull low R、C => 无特殊要求;走线平顺。
8. 一般小电路组 => 无特殊要求;走线平顺。
9. pull height R、RP => 无特殊要求;走线平顺。
为了更清楚的说明 BGA零件走线的处理,将以一系列图标说明如下:
F_1
A
D
F_1
B
A C E
A. 将 BGA由中心以十字划分,VIA分别朝左上、左下、右上、右下方向
打;十字可因走线需要做不对称调整。
B. clock信号有线宽、线距要求,当其 R、C电路与 CHIP同一面时请尽量
以上图方式处理。
C. USB信号在 R、C两端请完全并行走线。
D. by pass尽量由 CHIP pin接至 by pass再进入 plane。无法接到的 by pass
请就近下 plane。
E. BGA组件的信号,外三圈往外拉,并保持原设定线宽、线距;VIA可
在零件实体及 3MM placement禁置区间调整走线顺序,如果走线没有层
面要求,则可以延长而不做限制。内圈往内拉或 VIA打在 PIN与 PIN正
中间。另外,BGA的四个角落请尽量以表面层拉出,以减少角落的 VIA
数。
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F. BGA组件的信号,尽量以辐射型态向外拉出;避免在内部回转。
VCC来源
端处理
GND信号
VCC信号
F_2 为 BGA背面 by pass的放置及走线处理。
By pass尽量靠近电源 pin。
导通铜面
ANTI
THERMAL
F_3 为 BGA区的 VIA在 VCC层所造成的状况
THERMAL VCC信号在 VCC层的导通状态。
ANTI GND信号在 VCC层的隔开状态。
因 BGA的信号有规则性的引线、打 VIA,使得电源的导通较充足。
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THERMAL
ANTI
导通铜面
F_4 为 BGA区的 VIA在 GND层所造成的状况
THERMAL GND信号在 GND层的导通状态。
ANTI VCC信号在 GND层的隔开状态。
因 BGA的信号有规则性的引线、打 VIA,使得接地的导通较充足。
F_5 为 BGA区的 Placement及走线建议图
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以上所做的 BGA走线建议,其作用在于:
1. 有规则的引线有益于特殊信号的处理,使得除表层外,其余走线层
皆可以所要求的线宽、线距完成。
2. BGA内部的 VCC、GND会因此而有较佳的导通性。
3. BGA中心的十字划分线可用于;当 BGA内部电源一种以上且不易
于 VCC层切割时,可于走线层处理(40~80MIL),至电源供应端。
或 BGA本身的 CLOCK、或其它有较大线宽、线距信号顺向走线。
4. 良好的BGA走线及 placement,可使BGA自身信号的干扰降至最低。
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