bga fanout操作是pcb设计中,利用eda软件(如ad,cadence等)对bga器件进行的一种引脚(pin)引出操作,用到bga器件的pcb设计一般会涉及多层板,且bga芯片引脚一般非常多,常规的器件也有几十到成千上万引脚(pin)不等,手工一个一个从bga器件引出来是很繁琐的,费时费力,这样就有了方便快捷的fanout操作,也就是所谓的bga扇出操作。
通过bga器件扇出操作可以让bga器件的引脚从top层,bottom层以及内层自动打孔引出,且排列均匀(美观),下面是一张完成bga扇出及手工优化处理完成的bga器件截图:
下面我们详细介绍使用altium designer21软件对bga器件进行扇出操作。其他ad版本系列操作类似。下面介绍如何正确使用ad进行bga扇出操作: 步骤1.准备一块绘制的6层pcb及导入好的bga器件(下图中u1)的pcb封装。
步骤2:完成bga器件扇出的规则设置:design -> rules 打开规则设置。如下图:
步骤2.1 设置线间距:这里我用的1mm间距bga,因此出线间距使用了0.102mm,也就是4mil左右,可以根据自己的器件引脚间距进行调整间距,但是不能太大,否则会导致无法扇出,因为bga引脚间距是固定的。如下图:
步骤2.2 设置线宽:线宽也是影响扇出的重要因素,bga间距1mm,肯定不能使用1.2mm的线引出,因为根本没有空间走不出来,这里还是设置的0.102mm线宽,也可以根据自己的器件引脚间距进行调整线宽:
步骤2.3设置扇出过孔via的孔径:因为bga器件的内部引脚需要打孔经过内层引出,所以打孔必不可少,而过孔的大小也考量,太大也没有空间引出,调小,增加成本和加工难度。这里使用内径0.2和外径0.4mm的过孔作为示例。如下图:
步骤2.4 bga控制操作设置:可以设置扇出方式,方向等内容,设置如下图:
步骤3.选择bga器件进行扇出操作:
3.1 把bga器件下面的各层清理干净:不能有任何走线,过孔,元器件,铺铜等等,否则不能扇出。
3.2 选中bga器件操作:右击component action -> fanout component 弹出扇出操作对话框,选择好以后点击ok,如下图:
这样就完成了bga扇出操作,但是还需要根据步骤4进行处理和优化。
步骤4.bga器件扇出后的处理和优化:
根据自己的设计对外围能直接走线的top层引出,避免过多过孔阻碍内部的bga出线。下图中绿色的方框标注了外部2层的线可以直接引出,手动去掉了外2层引脚过孔,改为直接引出。
然后进一步将所有的引脚都处理和优化,这样就可以完成bga的扇出进行下一步的布线操作了,下面是一个完成bga扇出的实例图:
步骤5:常见bga器件无法扇出的案例分析和解决方法【供大家遇到不能正常扇出时对照检查】
(1)bga走线设置规则太大或者线宽过大,导致线宽和安全间距之和超过bga引脚空间,因此不能扇出。
解决方法是设置减小线宽和安全间距。
(2)过孔设置太大导致超过bga引脚空间,因此不能扇出。 解决方法是设置缩小过孔的尺寸。
(3)bga器件下方不干净,有走线,过孔,铜皮等,因此不能扇出。
解决方法是去掉bga器件下方和周围的走线,过孔,元器件,铺铜等元素,清理干净再进行扇出操作。
(4)扇出规则设置不正确,因此不能扇出。 解决方法是参照前文中的设置进行修改或调整。
(5)内层被隐藏,且被隐藏的内层有走线,铺铜等,因此不能扇出。
解决方法是显示所有层进行清理,然后使bga器件下方不能有走线,过孔,元器件,铺铜等元素。典型的错误提示:bga component pads that can't be escape routed。如下图所示:
最重要的一句提示: 推荐将所有层打开再进行bga扇出操作!
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使用Altium Designer21软件对BGA器件进行扇出操作
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