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Come si fa con i BGA

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[1] Come si fa con i BGA

Messaggioda Foto Utenteluxinterior » 14 nov 2017, 3:26

Sono al mio primo sbroglio con BGA. Nulla di preoccupante LTM2885 della linear technology sono "solo" 48 pin ben spaziati.
Leggevo che non si mette un poligono sotto il BGA è corretto ?
Come collego i pin di massa tutti con un via sul layer sotto ?
Se due pin adiacenti sono nella stessa net posso collegarli con una pista sul top layer ? O devo scendere di un layer e risalire. Più in generale posso mettere piste tra le balle ?
se Avete qualche consiglio su come fare lo sbroglio son tutto orecchie...

Mi sto facendo mille fisime perché leggevo che i casini possono essere parecchi sotto il "tappo" del BGA e non c'è modo di rimedieare a posteriori..
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[2] Re: Come si fa con i BGA

Messaggioda Foto Utenteboiler » 14 nov 2017, 9:06

Premessa: se è per hobby, cerca di evitare i BGA. Spesso ci sono altri componenti con funzioni simili o altri package dello stesso componente. I BGA saldati a mano sono una fonte di grattacapi.

Veniamo alle tue domande:

Poligono: intendi il polygon fill sul top-layer o i power-planes nei layer intermedi? Il primo effettivamente non si mette (per ragioni di spazio), i secondi sono essenziali (i BGA sono spesso componenti con decine e decine di collegamenti a GND e Vdd).

Pin verso GND: vanno collegati sul rispettivo groundplane, ma non si mette il via sul pad, si usano le dog bones (vedi sotto).

Collegamenti diretti tra due pins? Sì.

Routing tra le palle? Sì (ma con criterio, vedi sotto).

Lo sbroglio di una BGA in sè e facile perché si fa sempre allo stesso modo. Parlo di del caso generale, il tuo componente ha un footprint un po' diverso (dovuto all'isolazione) e si può sbrogliare diversamente.

Per sbrogliare una BGA con NxN pins servono ceil(N/4) layers di segnale.
Si parte dall'anello di palle piú esterno, che viene portato fuori sul top-layer in modo diretto.
Poi si va sul rpimo anello interno e si esce passando tra le palle ( :-" ) del primo anello.
Abbiamo sbrogliato i primi due anelli, sul top-layer. Adesso passi al terzo e cambi layer. Per cambiare layer, ovviamente ti serve un via. Il via non si mette mai sul pad (per diversi motivi, prima di tutto perché altrimenti lo stagno della pallina riempie il foro invece di fare la saldatura, poi perché il collegamento diretto con un plane modifica il comportamento termico del pad). Si usano invece queste famose dog bones. Sono strutture che si chiamano così per la loro forma:

In nero il pad e il pezzetto di traccia, in rosso il via.
Il via di solito si fa con un tenting completo sul top-layer e aperto sotto (semplifica la saldatura e evita al contempo che resti di qualche portcheria usata in produzione rimangano intrappolati nel foro).
Usando questo metodo puoi sbrogliare altri due anelli, poi scendi di un altro layer e continui allo stesso modo con altri due anelli.

Schematicamente:


In nero i pads, in blu le tracce sul top-layer, in rosso quelle sul layer inferiore. Non ho disegnato i via perché altrimenti non si sarebbe capito piú nulla ;-)

Buon lavoro, Boiler
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[3] Re: Come si fa con i BGA

Messaggioda Foto Utenteluxinterior » 14 nov 2017, 10:43

Boiler chiarissimo GRAZIE
Sul package c'è poco da fare esiste quello e basta potendo avrei evitato volentieri.

Sì intendevo il piano di massa lato top e la tua spiegazione è molto chiara, speriamo....

Nelle ricerche della notte scorsa ho trovato un interessante PDF della mentor
Link ufficiale BGA breakouts and routing
Inutile aggiungerre che si trova liberamente da altre fonti
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[4] Re: Come si fa con i BGA

Messaggioda Foto Utenteboiler » 14 nov 2017, 11:00

luxinterior ha scritto:Sul package c'è poco da fare esiste quello e basta potendo avrei evitato volentieri.


Guarda qui: http://www.analog.com/en/products/inter ... 2682e.html

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[5] Re: Come si fa con i BGA

Messaggioda Foto Utenteluxinterior » 14 nov 2017, 15:35

Rigrazie boiler
Avevo visto quel componente.
Io sono l'uomo delle piccole serie e mi preoccupava il fatto che sia Mouser che Digikey non hanno magazzino su qesti componenti. Mouser in realtà li mette in ordine quindi prima o poi arriveranno.
Il componente linear oltre a essere presente, ma solo da digikey, aveva alcune cosettine tipo una linea digitiale isolata già inclusa la selezione dello slewrate La possibilità di inserire da software la resistenza di terminazione. Tutte cose facilemente repilcaibli aggiungendo qualcosa al componente che mi hai segnalato ma che nel lineaer erano tutte già incluse nel "dolmen" bga.
Parlerò con il cliente perché c'è la versione ADM25xx che si trova più facilmente ma ha caratteristiche isolamento inferiori ma secondo me basterebbe per le sue applicazioni ... Problema non tecnico ma commerciale di non facile soluzione...
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[6] Re: Come si fa con i BGA

Messaggioda Foto Utenteboiler » 14 nov 2017, 15:54

Se ti bastano 500 kbps c'è il fratello minore in stock:
https://www.digikey.com/product-detail/ ... ND/2743355

Proprio per ovviare questi problemi, io isolo sempre l'alimentazione con un flyback e lascio la RS-485 non isolata.

Ma se parli di una piccola serie e la fai produrre da un assemblatore con robot pick-&-place e forno, vai tranquillo. La rogna con le BGA ce le ha lui ;-)

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[7] Re: Come si fa con i BGA

Messaggioda Foto Utenteluxinterior » 14 nov 2017, 18:28

Quindi tu voti per la soluzione classica DC/DC converter e tre isolatori con driver 485 che si trova ovunque.
Mi sa che vado anche io da quella parte., però mi piaceva l'idea di una soluzione compatta ma facendo pochi pezzi è difficile trovare disponibilità in piccole quantià di componenti "particolari", peccato.

Il BGA son sempre problemi miei, siccome sono una caccola per il bliancio del terzista, finché non dimostro in modo inqeuivocabile che il prbolema è il montaggio non mi considera.
Ma vorrei evitare BGA anche perché mi urta buttare tutto ad ogni guasto. Io sono per l'accanimento terapeutico cerco di rimettere in vita ogni scheda guasta.
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