Directives de conception BGA – Recommandations de routage PCB pour les boîtiers BGA

Avec les avancées de l’industrie électronique, les circuits intégrés offrent une intégration toujours plus élevée et un nombre croissant d’E/S, tout en nécessitant davantage de puissance. Ces tendances ont fait du BGA (Ball Grid Array) le boîtier privilégié dans la conception des produits électroniques modernes. Les boîtiers BGA servent à connecter un circuit intégré (CI) à un circuit imprimé (PCB) grâce à une grille de minuscules billes de soudure disposées en motif sous le boîtier. Ces billes de soudure constituent les points de connexion entre le CI et le PCB, et elles sont généralement soudées sur des pastilles du PCB via un montage en surface (SMT).

JLCPCB, fabricant doté d’un excellent procédé pour les pastilles BGA, a amélioré la technologie via-in-pad sur les PCB de 6 à 20 couches en adoptant le POFV (Plated Over Filled Via), sans frais supplémentaires. Téléchargez simplement votre fichier Gerber et obtenez des PCB de qualité via la page de devis de JLCPCB.

Il est important de prendre en compte les capacités de fabrication lors de la conception avec des BGA, car ils exigent souvent des espacements très réduits. Ci-dessous figurent deux conceptions problématiques illustrant les risques lorsque les limites d’espacement ne sont pas respectées.

Dans ce design, les distances pastille–piste n’étaient que de 0,07 mm, ce qui a conduit à la réduction de certaines pastilles en production afin d’éviter des courts-circuits. Cela peut avoir un impact sur le brasage, car les pastilles n’étaient alors plus parfaitement alignées avec les billes individuelles.

Le design suivant présentait des vias non bouchés sur les pastilles BGA, ce qui a compromis la qualité de l’assemblage.

Capacité de production du bouchage de vias par encre pour BGA conventionnel

PCB 2 couches

PCB 4 couches

Capacité avancée de bouchage et de recouvrement des vias BGA avec époxy/cuivre

L’utilisation du remplissage à l’époxy et de la pâte de cuivre rend la technologie via-in-pad avec vias remplis le choix optimal pour un routage PCB précis. De plus, JLCPCB a modernisé son équipement pour les cartes multicouches, permettant ainsi la fabrication de pastilles de soudure BGA plus précises.

Type	Capabilities Exceeded with Regular Vias	Via-in-Pad with Filled Vias
Exemple de layout
Description	Avec une largeur de piste minimale (A) et un écartement (B) tous deux de 0,09 mm, les pads voisins nécessitent un écartement bord à bord de 0,27 mm pour permettre le passage d’une piste au milieu. Un BGA (Réseau de Billes en Grille) avec un pas de 0,5 mm n’aura qu'un écartement bord à bord de 0,25 mm, de sorte que ce layout n’est pas manufacturable.	Plan d’optimisation : Concevoir les joints de soudure BGA avec un pas de 0,25 mm, intégrant des vias dans pad avec vias remplis au centre (diètre intérieur/extérieur : 0,15/0,25 mm). Utiliser des pistes de 0,09 mm entre deux trous traversants sur les couches internes sans BGA (car ces vias indépendants ne nécessitent pas de pads de soudure sur les couches internes).

Rappel :

1. Pour les vias remplis (via-in-pad), ne les remplissez pas d'encre au milieu. Vous pouvez utiliser de l'époxy ou de la pâte de cuivre (la pâte de cuivre offre une meilleure conductivité thermique et électrique que la résine). Assurez-vous ensuite que les vias remplis (via-in-pad) du BGA sont plaqués uniformément.

2. Pour le procédé via-in-pad, essayez d'obtenir un diamètre minimum de 0,15 mm pour le trou traversant plaqué (diamètre intérieur) et un diamètre minimum de 0,35 mm pour le plot de soudure (diamètre extérieur).

3. Pour quelques pistes sur des cartes multicouches, il est possible d'obtenir une largeur ultra-fine de 0,076 mm (équivalent à 3 mils). Dans la mesure du possible, concevez des pistes plus larges, d'environ 0,09 mm.

Veuillez tenir compte de ces considérations lors de la conception de votre circuit imprimé.

JLCPCB, fabricant électronique rapide proposant des services de fabrication et d'assemblage de circuits imprimés, d'impression 3D industrielle et de services CNC, s'engage à garantir des normes de production d'excellence en investissant dans des équipements de pointe et en collaborant avec les principaux fournisseurs de matières premières du monde entier. De plus, JLCPCB dispose de cinq sites de production intelligents dont il est propriétaire. Grâce aux économies d'échelle, JLCPCB est en mesure de réduire ses coûts de production et de les répercuter sur ses clients, éliminant ainsi autant que possible les obstacles financiers à l'innovation matérielle. De plus, JLCPCB offre jusqu'à 60 $ en coupons nominatifs à chaque nouvel utilisateur. Inscrivez-vous et téléchargez vos fichiers Gerber ici pour commencer à commander des circuits imprimés haut de gamme !