0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

同样是BGA扇出,为什么别人设计出来的性能就是比你好!

edadoc 来源: edadoc 作者: edadoc 2023-11-07 10:18 次阅读
加入交流群
微信小助手二维码

扫码添加小助手

加入工程师交流群

高速先生成员--黄刚

高速先生经常会说一句话,那就是对于信号质量的优化是无极限的,这里说的优化,其实说的就是PCB的设计优化。首先肯定的是,不同的设计工程师去做同样一块PCB板的设计,做出来的肯定都不会完全一样。那不一样就意味着信号的性能有差异。举个例子,两位工程师都去设计同一款10G的高速产品的PCB信号通道,可能两位工程师能力都很强,很多的高速设计规则都能够掌握。的确,他们设计出来的产品在功能测试上都能够pass。但是在都能pass的情况下其实也能卷起来,例如在pass的前提下分别进行眼图的测试,可能一位工程师设计的这条通道是眼高200mV,另外一位工程师却达到了250mV!

虽然对于高速先生来说,也不太提倡这个内卷的方式,但是不代表不优化哈,我们的基本目标是通过合适的设计优化能够留出足够的裕量,保证板子能够顺利工作。如果在这个基础上有些客户的产品的确是需要有更严苛的要求,高速先生也同样可以欣然奉陪哈,不过可能付出的设计代价可能是更高等级的板材,更高成本的工艺能力等等。。。

开场白有点长哈,大家都有点等不及了,正题来啦!Chris最近正在研究高速信号之间在BGA扇出这个位置的串扰,大家知道,一般在BGA内,高速信号都是相邻的,因此要通过打过孔到内层,然后走出BGA,这就是所谓的BGA扇出。

wKgZomVJnlSAaIWYAAGS6CxPKK4722.jpg

这种BGA扇出结构设计对高速信号性能而言,难点就2个,一是这个扇出位置的阻抗优化,其实基本上说的就是扇出过孔的阻抗优化了;第二个就是相邻高速信号线之间的串扰了。什么!你不会还以为说的串扰主要来自于走线和走线之间的串扰吧?

BGA扇出的串扰当然主要是由扇出过孔之间导致的,因此Chris研究了在高速信号分配到不同BGA的pin位置情况下,相邻两对信号的扇出过孔串扰到底有多大的差异。没听懂什么意思吗?不要紧,Chris画了图告诉你们。

wKgZomVJnlWAXGFKAABZiW-ReFM449.jpg

Chris设计了几个简单的BGA扇出场景,分别来模拟高速信号pin和地网络pin的不同分布方式,其实设计工程师是很容易发现它们的差异的。从左到右可以发现,相邻的两对高速差分线的pin在X方向慢慢变远,其实也就是我们在BGA的pin排列里面经常会遇到的三种高速信号pin的分布方式了。那么到底这三种方式下扇出过孔之后的串扰性能如何呢?

wKgaomVJnlaAd_-jAABgNS7WTNE207.jpg

扇出完之后就这个样子了,为了减小变量,两对信号通过过孔是换到同一个内层扇出的哈,除了这个之外,过孔的反焊盘处理方式也是一样,另外大家可能还没注意到另外一点,那就是地过孔的数量也是一样的哈!比较三种case两对高速信号扇出的串扰?相信都不需要Chris了,设计工程师自己都能够比较出来了吧。当然Chris能告诉你们的是,他们的具体串扰值。

wKgZomVJnleAD0ktAACmbgGdCro040.jpg

以25Gbps信号为例,我们看到12.5GHz这个频点上的串扰,case2比case1好了差不多10个db,case2到case3的改善就不明显了,因为已经很小了,也符合理论。

这时坐在旁边的雷豹也加入起来了,作为设计出身的他,也提出了自己的观点。他认为不同pin的分布是原理图已经定好的,当然两对高速信号的pin本身就远的话,串扰天然就好啊,这又不是设计工程师所能够改变的!

话粗理不糙,Chris当然也赞同哈,但是赞同率就没那么高。然后Chris就拿出上面的case1和雷豹说,case1是两对高速信号pin最近的case了,当然串扰也是最差的。那么它就一定没办法通过设计做优化了吗?

wKgZomVJnliAI5jOAACPU_WlaHM582.jpg

看到雷豹若有所思的样子,Chris决定先给雷豹打个样!同样的高速信号pin和地pin的位置不变,如果从case1变成这样呢?

wKgaomVJnliAdH7wAACnMvB0mt0864.jpg

然后Chris再不紧不慢的做个仿真验证下,这不就5db的串扰裕量就多起来了吗!

wKgZomVJnlmAe6B_AACi9GUcdC0969.jpg

哦哦!雷豹突然就懂了,然后不等Chris开口,自己就跳起来先说,我还能想到其他的PCB优化方式!

好啊,那我们大家就一起等着呗!

大家也帮忙一起想想哈,pin不变的情况下,还有什么PCB优化的方式能改善原来case1的串扰呢?

审核编辑 黄宇

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • BGA
    BGA
    +关注

    关注

    5

    文章

    581

    浏览量

    50976
  • PCB
    PCB
    +关注

    关注

    1

    文章

    2266

    浏览量

    13204
收藏 人收藏
加入交流群
微信小助手二维码

扫码添加小助手

加入工程师交流群

    评论

    相关推荐
    热点推荐

    SK海力士HBS存储技术,基于垂直导线扇出VFO封装工艺

    垂直导线扇出(VFO)的封装工艺,实现最多16层DRAM与NAND芯片的垂直堆叠,这种高密度的堆叠方式将大幅提升数据处理速度,为移动设备的AI运算提供强有力的存储支撑。   根据早前报道,移动HBM通过堆叠和连接LPDDR DRAM来增加内存带宽,也同样采用了
    的头像 发表于 11-14 09:11 2173次阅读
    SK海力士HBS存储技术,基于垂直导线<b class='flag-5'>扇出</b>VFO封装工艺

    从协议到接口:为什么同样是NVMe,差距却这么大?

    设计能力。 那为什么同样是NVMe,速度也可能差? 一是总线代际不同。PCIe 3.0单通道理论带宽约1GB/s,x4就是4GB/s;PCIe 4.0甚至能达到8GB/s。二是主控和固件调度算法不同,决定了实际的队列管理与IO响应。 国产SSD在这些年中已完成从跟随到自主
    的头像 发表于 11-04 09:20 258次阅读

    同样是管设备,为什么他们的维修成本比你低一半?

    不少管理者困惑:设备型号、生产规模相近,为何部分企业维修成本能低一半?答案藏在设备管理的精细化与技术应用深度里。结合中设智控的行业实操案例,可找到降本关键路径。
    的头像 发表于 09-10 09:50 363次阅读
    <b class='flag-5'>同样是</b>管设备,为什么他们的维修成本<b class='flag-5'>比你</b>低一半?

    扇出信号线优化技巧(下)

    该属性会将每个驱动程序的扇出限制告知工具,并通过指示布局器了解扇出限制来指引该工具对高扇出的负载进行分配。此属性可同时应用于 FF 与 LUT 驱动程序。当 MAX_FANOUT 值小于约束的信号线的实际
    的头像 发表于 08-28 10:47 1537次阅读
    高<b class='flag-5'>扇出</b>信号线优化技巧(下)

    扇出信号线优化技巧(上)

    扇出信号线 (HFN) 是具有大量负载的信号线。作为用户,您可能遇到过高扇出信号线相关问题,因为将所有负载都连接到 HFN 的驱动程序需要使用大量布线资源,并有可能导致布线拥塞。鉴于负载分散,导致进一步增大信号线延迟,因此在高扇出
    的头像 发表于 08-28 10:45 1739次阅读
    高<b class='flag-5'>扇出</b>信号线优化技巧(上)

    GT-BGA-2000高速BGA测试插座

    GT-BGA-2000是Ironwood Electronics推出的一款专业型GT Elastomer系列高速BGA测试插座,凭借其优异的电气性能和可靠连接特性,致力于半导体领域中严苛的原型验证
    发表于 08-01 09:10

    BGA失效分析原因-PCB机械应力是罪魁祸首

    好等优点被广泛应用于高性能电子设备中。然而,BGA也有其固有的缺点。由于其结构复杂,一旦出现问题,修复起来就非常困难。其中,最常见的问题就是BGA开裂。那么,
    的头像 发表于 06-14 11:27 971次阅读
    <b class='flag-5'>BGA</b>失效分析原因-PCB机械应力是罪魁祸首

    什么是晶圆级扇出封装技术

    晶圆级扇出封装(FO-WLP)通过环氧树脂模塑料(EMC)扩展芯片有效面积,突破了扇入型封装的I/O密度限制,但其技术复杂度呈指数级增长。
    的头像 发表于 06-05 16:25 1992次阅读
    什么是晶圆级<b class='flag-5'>扇出</b>封装技术

    PCBA 工程师必看!BGA 焊接质量如何决定整块电路板的 “生死”?

    位于封装底部,具备更高的连接密度和散热性能,广泛应用于高性能设备如智能手机、计算机和汽车电子。然而,BGA焊接质量的好坏直接关系到PCBA板的功能表现和可靠性。 BGA焊接技术及其重要
    的头像 发表于 05-14 09:44 834次阅读

    BGA封装焊球推力测试解析:评估焊点可靠性的原理与实操指南

    在电子封装领域,BGA(Ball Grid Array)封装因其高密度、高性能的特点,广泛应用于集成电路和芯片模块中。然而,BGA焊球的机械强度直接影响到器件的可靠性和使用寿命,因此焊球推力测试
    的头像 发表于 04-18 11:10 1439次阅读
    <b class='flag-5'>BGA</b>封装焊球推力测试解析:评估焊点可靠性的原理与实操指南

    AD9508 1.65GHz时钟扇出缓冲器,集成输出分频器和延迟调整技术手册

    AD9508提供时钟扇出能力,针对能使系统性能达到优质的低抖动进行设计。这款器件能满足时钟数据转换器等应用所需的相位噪声和低抖动要求,可优化这些应用的性能
    的头像 发表于 04-10 14:05 930次阅读
    AD9508 1.65GHz时钟<b class='flag-5'>扇出</b>缓冲器,集成输出分频器和延迟调整技术手册

    高速PCB设计过孔不添乱,乐趣少一半

    的阻抗优化。 通过这个案例,雷豹也琢磨出了点门道:没有什么是一成不变的,只要能优化性能BGA扇出过孔的间距同样可以用来做文章,正所谓: “别人
    发表于 04-01 15:07

    BGA焊盘设计与布线

    BGA(BallGridArray)封装因其高密度引脚和优异的电气性能,广泛应用于现代电子设备中。BGA焊盘设计与布线是PCB设计中的关键环节,直接影响焊接可靠性、信号完整性和热管理性能
    的头像 发表于 03-13 18:31 1691次阅读
    <b class='flag-5'>BGA</b>焊盘设计与布线

    请问LM96511 0.5mm间距的bga封装怎么处理呢?

    0.5mm间距的bga封装怎么处理呢?如果扇出的话要用4mil的过孔进行激光打孔,价格十分昂贵。而如果在焊盘上打孔,孔径和焊盘大小应该怎么设置呢,一般机械钻孔的话可能要大于8mil才行,否则还是需要激光打孔
    发表于 01-09 08:07

    为什么要选择BGA核心板?

    导读M3562核心板不仅在性能上表现卓越,还采用了先进的BGA封装技术。那么,BGA封装核心板究竟有哪些独特的优势呢?本文将带您深入探讨。继MX2000和CPMG2ULBGA核心板之后,ZLG致远
    的头像 发表于 01-07 11:36 981次阅读
    为什么要选择<b class='flag-5'>BGA</b>核心板?