എന്താണ് BGA ക്രോസ്‌സ്റ്റോക്കിന് കാരണമാകുന്നത്?

ഈ ലേഖനത്തിന്റെ പ്രധാന പോയിന്റുകൾ

- ബിജിഎ പാക്കേജുകൾ ഒതുക്കമുള്ളതും ഉയർന്ന പിൻ സാന്ദ്രതയുള്ളതുമാണ്.

- BGA പാക്കേജുകളിൽ, ബോൾ വിന്യാസവും തെറ്റായ ക്രമീകരണവും മൂലമുള്ള സിഗ്നൽ ക്രോസ്‌സ്റ്റോക്കിനെ BGA ക്രോസ്‌സ്റ്റോക്ക് എന്ന് വിളിക്കുന്നു.

- BGA ക്രോസ്‌സ്റ്റോക്ക് ഇൻട്രൂഡർ സിഗ്നലിന്റെ സ്ഥാനത്തെയും ബോൾ ഗ്രിഡ് അറേയിലെ ഇരയുടെ സിഗ്നലിനെയും ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.

മൾട്ടി-ഗേറ്റ്, പിൻ-കൗണ്ട് ഐസികളിൽ, ഏകീകരണത്തിന്റെ അളവ് ക്രമാതീതമായി വർദ്ധിക്കുന്നു.ബോൾ ഗ്രിഡ് അറേ (ബി‌ജി‌എ) പാക്കേജുകളുടെ വികസനത്തിന് നന്ദി, ഈ ചിപ്പുകൾ കൂടുതൽ വിശ്വസനീയവും കരുത്തുറ്റതും ഉപയോഗിക്കാൻ എളുപ്പവുമാണ്, അവ വലുപ്പത്തിലും കനത്തിലും ചെറുതും പിന്നുകളുടെ എണ്ണത്തിൽ വലുതുമാണ്.എന്നിരുന്നാലും, BGA ക്രോസ്‌സ്റ്റോക്ക് സിഗ്നൽ സമഗ്രതയെ സാരമായി ബാധിക്കുന്നു, അങ്ങനെ BGA പാക്കേജുകളുടെ ഉപയോഗം പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നു.BGA പാക്കേജിംഗും BGA ക്രോസ്‌സ്റ്റോക്കും ചർച്ച ചെയ്യാം.

ബോൾ ഗ്രിഡ് അറേ പാക്കേജുകൾ

ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ട് മൌണ്ട് ചെയ്യാൻ ചെറിയ മെറ്റൽ കണ്ടക്ടർ ബോളുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു ഉപരിതല മൌണ്ട് പാക്കേജാണ് BGA പാക്കേജ്.ഈ ലോഹ പന്തുകൾ ഒരു ഗ്രിഡ് അല്ലെങ്കിൽ മാട്രിക്സ് പാറ്റേൺ ഉണ്ടാക്കുന്നു, അത് ചിപ്പിന്റെ ഉപരിതലത്തിൽ ക്രമീകരിച്ച് പ്രിന്റ് ചെയ്ത സർക്യൂട്ട് ബോർഡുമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു.

ഒരു ബോൾ ഗ്രിഡ് അറേ (BGA) പാക്കേജ്

BGA-കളിൽ പാക്കേജുചെയ്തിരിക്കുന്ന ഉപകരണങ്ങൾക്ക് ചിപ്പിന്റെ ചുറ്റളവിൽ പിന്നുകളോ ലീഡുകളോ ഇല്ല.പകരം, ബോൾ ഗ്രിഡ് അറേ ചിപ്പിന്റെ അടിയിൽ സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്നു.ഈ ബോൾ ഗ്രിഡ് അറേകളെ സോൾഡർ ബോളുകൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു കൂടാതെ ബിജിഎ പാക്കേജിന്റെ കണക്റ്ററുകളായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു.

മൈക്രോപ്രൊസസ്സറുകൾ, വൈഫൈ ചിപ്പുകൾ, FPGA-കൾ എന്നിവ പലപ്പോഴും BGA പാക്കേജുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു.ഒരു ബിജിഎ പാക്കേജ് ചിപ്പിൽ, സോൾഡർ ബോളുകൾ പിസിബിക്കും പാക്കേജിനുമിടയിൽ കറന്റ് ഒഴുകാൻ അനുവദിക്കുന്നു.ഈ സോൾഡർ ബോളുകൾ ഇലക്ട്രോണിക്സിന്റെ അർദ്ധചാലക സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുമായി ശാരീരികമായി ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു.ലെഡ് ബോണ്ടിംഗ് അല്ലെങ്കിൽ ഫ്ലിപ്പ്-ചിപ്പ് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിലേക്ക് വൈദ്യുത ബന്ധം സ്ഥാപിക്കുന്നതിനും മരിക്കുന്നതിനും ഉപയോഗിക്കുന്നു.വൈദ്യുത സിഗ്നലുകൾ ചിപ്പിനും സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിനും ഇടയിലുള്ള ജംഗ്ഷനിൽ നിന്ന് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിനും ബോൾ ഗ്രിഡ് അറേയ്ക്കും ഇടയിലുള്ള ജംഗ്ഷനിലേക്ക് കൈമാറാൻ അനുവദിക്കുന്ന ചാലക വിന്യാസങ്ങൾ അടിവസ്ത്രത്തിനുള്ളിൽ സ്ഥിതിചെയ്യുന്നു.

BGA പാക്കേജ് ഒരു മാട്രിക്സ് പാറ്റേണിൽ ഡൈയുടെ കീഴിൽ കണക്ഷൻ ലീഡുകൾ വിതരണം ചെയ്യുന്നു.ഈ ക്രമീകരണം ഒരു BGA പാക്കേജിൽ ഫ്ലാറ്റ്, ഡബിൾ-വരി പാക്കേജുകളേക്കാൾ കൂടുതൽ ലീഡുകൾ നൽകുന്നു.ഒരു ലെഡ് പാക്കേജിൽ, പിന്നുകൾ അതിരുകളിൽ ക്രമീകരിച്ചിരിക്കുന്നു.BGA പാക്കേജിന്റെ ഓരോ പിൻയിലും ഒരു സോൾഡർ ബോൾ ഉണ്ട്, അത് ചിപ്പിന്റെ താഴത്തെ പ്രതലത്തിൽ സ്ഥിതിചെയ്യുന്നു.താഴത്തെ പ്രതലത്തിലെ ഈ ക്രമീകരണം കൂടുതൽ വിസ്തീർണ്ണം നൽകുന്നു, അതിന്റെ ഫലമായി കൂടുതൽ പിൻസ്, കുറവ് തടയൽ, കുറച്ച് ലെഡ് ഷോർട്ട്സ്.ഒരു ബിജിഎ പാക്കേജിൽ, സോൾഡർ ബോളുകൾ ലീഡുകളുള്ള ഒരു പാക്കേജിനേക്കാൾ വളരെ അകലെയാണ് വിന്യസിച്ചിരിക്കുന്നത്.

BGA പാക്കേജുകളുടെ പ്രയോജനങ്ങൾ

BGA പാക്കേജിന് ഒതുക്കമുള്ള അളവുകളും ഉയർന്ന പിൻ സാന്ദ്രതയുമുണ്ട്.BGA പാക്കേജിന് കുറഞ്ഞ ഇൻഡക്‌ടൻസ് ഉണ്ട്, ഇത് കുറഞ്ഞ വോൾട്ടേജുകൾ ഉപയോഗിക്കാൻ അനുവദിക്കുന്നു.ബോൾ ഗ്രിഡ് അറേ നന്നായി അകലമുള്ളതാണ്, ഇത് ബിജിഎ ചിപ്പിനെ പിസിബിയുമായി വിന്യസിക്കുന്നത് എളുപ്പമാക്കുന്നു.

BGA പാക്കേജിന്റെ മറ്റ് ചില ഗുണങ്ങൾ ഇവയാണ്:

- പാക്കേജിന്റെ കുറഞ്ഞ താപ പ്രതിരോധം കാരണം നല്ല താപ വിസർജ്ജനം.

- BGA പാക്കേജുകളിലെ ലീഡ് നീളം ലീഡുകളുള്ള പാക്കേജുകളേക്കാൾ ചെറുതാണ്.ഉയർന്ന അളവിലുള്ള ലീഡുകളും ചെറിയ വലിപ്പവും കൂടിച്ചേർന്നത് BGA പാക്കേജിനെ കൂടുതൽ ചാലകമാക്കുന്നു, അങ്ങനെ പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു.

- ഫ്ലാറ്റ് പാക്കേജുകളുമായും ഇരട്ട ഇൻ-ലൈൻ പാക്കേജുകളുമായും താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ BGA പാക്കേജുകൾ ഉയർന്ന വേഗതയിൽ ഉയർന്ന പ്രകടനം വാഗ്ദാനം ചെയ്യുന്നു.

- BGA-പാക്ക് ചെയ്ത ഉപകരണങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ PCB നിർമ്മാണത്തിന്റെ വേഗതയും വിളവും വർദ്ധിക്കുന്നു.സോളിഡിംഗ് പ്രക്രിയ എളുപ്പവും കൂടുതൽ സൗകര്യപ്രദവുമാകുന്നു, കൂടാതെ BGA പാക്കേജുകൾ എളുപ്പത്തിൽ പുനർനിർമ്മിക്കാവുന്നതാണ്.

BGA ക്രോസ്സ്റ്റോക്ക്

BGA പാക്കേജുകൾക്ക് ചില പോരായ്മകളുണ്ട്: സോൾഡർ ബോളുകൾ വളയ്ക്കാൻ കഴിയില്ല, പാക്കേജിന്റെ ഉയർന്ന സാന്ദ്രത കാരണം പരിശോധന ബുദ്ധിമുട്ടാണ്, ഉയർന്ന അളവിലുള്ള ഉൽപാദനത്തിന് വിലകൂടിയ സോളിഡിംഗ് ഉപകരണങ്ങളുടെ ഉപയോഗം ആവശ്യമാണ്.

BGA ക്രോസ്‌സ്റ്റോക്ക് കുറയ്ക്കുന്നതിന്, ലോ-ക്രോസ്‌സ്റ്റോക്ക് BGA ക്രമീകരണം നിർണായകമാണ്.

ധാരാളം I/O ഉപകരണങ്ങളിൽ BGA പാക്കേജുകൾ ഉപയോഗിക്കാറുണ്ട്.ഒരു ബിജിഎ പാക്കേജിലെ ഒരു സംയോജിത ചിപ്പ് വഴി കൈമാറ്റം ചെയ്യപ്പെടുകയും സ്വീകരിക്കപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്ന സിഗ്നലുകൾ ഒരു ലീഡിൽ നിന്ന് മറ്റൊന്നിലേക്ക് സിഗ്നൽ എനർജി കപ്ലിംഗ് വഴി അസ്വസ്ഥമാക്കാം.ഒരു ബിജിഎ പാക്കേജിലെ സോൾഡർ ബോളുകളുടെ വിന്യാസവും തെറ്റായ ക്രമീകരണവും മൂലമുണ്ടാകുന്ന സിഗ്നൽ ക്രോസ്‌സ്റ്റോക്കിനെ ബിജിഎ ക്രോസ്‌സ്റ്റോക്ക് എന്ന് വിളിക്കുന്നു.ബോൾ ഗ്രിഡ് അറേകൾക്കിടയിലുള്ള പരിമിതമായ ഇൻഡക്‌ടൻസ് BGA പാക്കേജുകളിലെ ക്രോസ്‌സ്റ്റോക്ക് ഇഫക്റ്റുകളുടെ ഒരു കാരണമാണ്.BGA പാക്കേജ് ലീഡുകളിൽ ഉയർന്ന I/O കറന്റ് ട്രാൻസിയന്റുകൾ (ഇൻട്രൂഷൻ സിഗ്നലുകൾ) സംഭവിക്കുമ്പോൾ, സിഗ്നലിനും റിട്ടേൺ പിന്നുകൾക്കും അനുയോജ്യമായ ബോൾ ഗ്രിഡ് അറേകൾക്കിടയിലുള്ള പരിമിതമായ ഇൻഡക്‌ടൻസ് ചിപ്പ് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിൽ വോൾട്ടേജ് ഇടപെടൽ സൃഷ്ടിക്കുന്നു.ഈ വോൾട്ടേജ് ഇടപെടൽ ഒരു സിഗ്നൽ തകരാറിന് കാരണമാകുന്നു, അത് BGA പാക്കേജിൽ നിന്ന് ശബ്ദമായി സംപ്രേഷണം ചെയ്യുന്നു, ഇത് ഒരു ക്രോസ്‌സ്റ്റോക്ക് ഇഫക്റ്റിന് കാരണമാകുന്നു.

ത്രൂ-ഹോളുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്ന കട്ടിയുള്ള പിസിബികളുള്ള നെറ്റ്‌വർക്കിംഗ് സിസ്റ്റങ്ങൾ പോലുള്ള ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ, ത്രൂ-ഹോളുകൾ സംരക്ഷിക്കാൻ നടപടികളൊന്നും സ്വീകരിച്ചില്ലെങ്കിൽ BGA ക്രോസ്‌സ്റ്റോക്ക് സാധാരണമായിരിക്കും.അത്തരം സർക്യൂട്ടുകളിൽ, BGA യുടെ കീഴിൽ സ്ഥാപിച്ചിരിക്കുന്ന നീളം കൂടിയ ദ്വാരങ്ങൾ ഗണ്യമായ കപ്ലിംഗിന് കാരണമാകുകയും ശ്രദ്ധേയമായ ക്രോസ്‌സ്റ്റോക്ക് ഇടപെടൽ സൃഷ്ടിക്കുകയും ചെയ്യും.

BGA ക്രോസ്‌സ്റ്റോക്ക് ഇൻട്രൂഡർ സിഗ്നലിന്റെ സ്ഥാനത്തെയും ബോൾ ഗ്രിഡ് അറേയിലെ ഇരയുടെ സിഗ്നലിനെയും ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.BGA ക്രോസ്‌സ്റ്റോക്ക് കുറയ്ക്കുന്നതിന്, ഒരു ലോ-ക്രോസ്‌സ്റ്റോക്ക് BGA പാക്കേജ് ക്രമീകരണം നിർണായകമാണ്.Cadence Allegro Package Designer Plus സോഫ്റ്റ്‌വെയർ ഉപയോഗിച്ച്, ഡിസൈനർമാർക്ക് സങ്കീർണ്ണമായ സിംഗിൾ-ഡൈ, മൾട്ടി-ഡൈ വയർബോണ്ട്, ഫ്ലിപ്പ്-ചിപ്പ് ഡിസൈനുകൾ ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്യാൻ കഴിയും;BGA/LGA സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് ഡിസൈനുകളുടെ തനതായ റൂട്ടിംഗ് വെല്ലുവിളികളെ നേരിടാൻ റേഡിയൽ, ഫുൾ ആംഗിൾ പുഷ്-സ്ക്വീസ് റൂട്ടിംഗ്.കൂടുതൽ കൃത്യവും കാര്യക്ഷമവുമായ റൂട്ടിംഗിനായി പ്രത്യേക ഡിആർസി/ഡിഎഫ്എ പരിശോധനകളും.നിർദ്ദിഷ്ട DRC/DFM/DFA പരിശോധനകൾ ഒറ്റ പാസിൽ വിജയകരമായ BGA/LGA ഡിസൈനുകൾ ഉറപ്പാക്കുന്നു.വിശദമായ ഇന്റർകണക്‌ട് എക്‌സ്‌ട്രാക്ഷൻ, 3D പാക്കേജ് മോഡലിംഗ്, സിഗ്നൽ ഇന്റഗ്രിറ്റി, പവർ സപ്ലൈ പ്രത്യാഘാതങ്ങളുള്ള താപ വിശകലനം എന്നിവയും നൽകിയിട്ടുണ്ട്.