过孔焊盘该怎样摆放以及对布线的影响
引 言
BGA封装，球栅阵列封装，简称BGA(Ball Grid Array Package)，是采用将圆型或者柱状焊点隐藏在封装体下面一种封装形式，90年代后随着集成技术的进步，BGA技术迅速得到发展，现在高密度、高性能、高频率的IC芯片都已经采用这类型的封装技术。因此处理BGA芯片的布局和走线已经成为工程师的必修功课，本文介绍了过孔焊盘摆放位置和尺寸。
布线的空间计算，以1.0mm间距的NSMD焊盘为例，NSMD焊盘到焊盘之间的中心间距距离为1.0mm，NSMD焊盘的直径为0.47mm，焊盘之间焊盘平行布线空间为0.53mm（1.0mm-0.47mm），焊盘之间对角布线空间为0.94mm（1.41-0.47）。
1.0mm间距的NSMD焊盘布线的空间计算
（1）以1.0mm间距的NSMD焊盘为例，过孔焊盘的摆放和尺寸，影响布线空间。BGA中过孔焊盘的的摆放方式有采用焊盘平行（In line）和焊盘成对角线（Diagonally）两种方式。
a.扇出线长度（Stringer length）
b.扇出线宽度（Stringer width）
c. 过孔到焊盘间的最小间隙（Minimum clearance between via capture pad and surface land pad）
d.过孔焊盘的直径（Via capture pad diameter）
e.布线的宽度（Trace width）
f.间隙宽度（Space width）
g. 布线的有效区域（Area for escape routing）
通过上面的分析可以得到结论， 在BGA采用过孔焊盘平行（In line）和过孔焊盘成对角线（Diagonally）两种摆放方式中，都需要考虑扇出线长度、过孔到焊盘间的最小间隙、过孔焊盘的直径，这三个因素。
以上面1.0mm BGA NSMD焊盘为例，通过分析可以得到设计的规则要求。
过孔摆放 | 规则 | 备注 |
焊盘平行（In line） | a + c + d ≤ 0.53 mm | In-lne过孔焊盘平行方式，焊盘之间中心距是1.0mm，焊盘直径是0.47mm。焊盘之间焊盘布线区域空间为0.53mm，设计规则要小于或等于0.53mm。 |
焊盘成对角线（Diagonally） | a + c + d ≤ 0.94 mm | Diagonally过孔焊盘成对角线的方式，焊盘之间对角布线空间为0.94mm， a+b+c距离是要小于或者等于0.94mm。 |
过孔焊盘直径大小会对电路板的布线数量造成影响，以1.0mm（39.37mil）布线区域的为例，若过孔焊盘采用0.66mm (26mil)，过孔钻孔采用0.254(10mil)，那么焊盘内可以走出单根间距和线宽都为0.102mm（4mil）表层布线。如果想走出更多的线，就必须减少过孔焊盘的直径或者将走线的线宽变细和将走线的间隙变小。如下图所示。
以1.0mm（39.37mil）布线区域的为例，若过孔焊盘采用0.508mm (20mil),过孔钻孔采用0.203(8mil)，焊盘内可以走出2根间距和线宽都为0.076mm（3mil）表层布线。
（2）电路板走线和过孔之间的关系，下表中列出了大部分厂商采用的典型和最佳的走线和过孔之间关系的推荐参数，以供参考。
规则 | 典型（单位毫米） | 最佳（单位毫米），当PCB厚度>1.5mm | 最佳（单位毫米），当PCB厚度<=1.5mm |
走线和间隙宽度 | 0.1/0.1 | 0.076/0.076 | 0.076/0.076 |
钻孔直径 | 0.305 | 0.254 | 0.15 |
最终完成的过孔直径 | 0.254 | 0.203 | 0.10 |
过孔焊盘 | 0.66 | 0.508 | 0.275 |
纵横比 | 7:1 | 10:1 | 10:1 |
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