Необходимо разработать малогабаритную плату.

На плате несколько BGA корпусов: BGA484(1,0) - 1, BGA84 (0,8) - 6, BGA100 (0,5).
Микросхемы питания с обвязкой и дроселями.
Прочие дискреты около сотни.
Два разъема на 200 ног.

Площадь - 30 см2 (размеры 50 х 60 мм).
Толщина - 1мм - 1,2мм.

Отношение площадь компонента/площадь платы порядка - 1.

Количество слоев - 6 (SIG-PLANE-SIG-SIG-PLANE-SIG).
Импеданс - 50 (несим) и 100 (диф).

Технология следующая:
Переходные отверстия только сквозные 0,45/0,25.
Проводник/зазор: 0,1/0,1. Breakout - 0,075/0,075.

Все BGA компоненты не получается разместить на одной стороне платы с учетом ограничений.
На обоих сторонах только определенным образом из-за переходных.

Вопросы такие:

1. Допустимо ли устнавливать микросхемы одна под другой зеркально на разных сторонах платы (как на модулях памяти)?
И как это согласуется с DFA/DFM? Вопрос как паять, как контроллировать пайку, как ремонтировать?

3. Какую технологию предпочтительно использовать HDI/mVIA или BB?

4. Какую технологию HDI лучше использовать HDI 1+4+1, 1+6+1, 2+4+2?

По DFM - к производству, которое будет осуществлять монтаж. Только они могут точно обозначить свои ограничения и рекомендации, что и как лучше сделать.

Отношение площадей большое получается... будет трудно или даже очень трудно.

Со слоями определятся придется в процессе проектирования, но 6-ти скорей всего не хватит. Одна сторона платы с mVIA - это 3 слоя минимум(наружный с компонентами, под ним сигналы, еще глубже опорный плэйн), вторая - еще 3. И совершенно не факт, что на двух сигнальных слоях получится все развести.

С HDI и ВВ не понял вопроса, по большому счету это одно и то же. Нет смысла делать не-сквозные отверстия обычного размера - стоимость платы расти будет, а плотность трассировки - не особо. Поэтому есть смысл сразу смотреть на mVIA, burried VIA и стэк вида 1-N-1, он еще не космически дорог. Если получится вообще без сквозных отверстий обойтись - тоже хорошо, минус один этап сверловки.
И вообще с производством в таком проекте надо плотно пообщаться, и с производством платы и с монтажным.

ЗЫ А Вы когда-нибудь проектировали подобного рода платы? Опыт есть? Там просто принципиально по другому думать надо, при работе с HDI дизайном...

Про HDI имелось ввиду использование mVIA (0.2/0.1 Laser drill) соответственно плотность трассировки потенциально выше.
Про BB имелось ввиду использование обычной сверловки 0,25.

По поводу HDI вопрос какой стэк лучше делать? 1-4-1 или 2-4-2?
По идее в HDI слоях плотность трассировки выше при той же стоимости.

С технологией HDI знаком только в теории. Реальных проектов на HDI и mVIA не делал.
Со слепыми и скрытыми переходными платы стараюсь не делать. Технология со сквозными обходилась дешевле.
И есть предубеждение НЕ особой надежности таких плат. Особенно в условиях термоциклирования и вибрационных нагрузок.




Приходилось делать проекты с плотностью порядка 0,5 (Sкомп/Sплаты).
Ну и габариты были чуток побольше 75 х 50

По росту цены и сложности:
1. Только сквозные отверстия, минимальный проводник-зазор 75 мкм. В некоторых случаях можно так сделать.
2. Есть несквозные отверстия с внешнего слоя на первый внутренний, например, 1-2 и 5-6. Остальные сквозные.
Такие несквозные сверлятся лазером после прессования пакета. Ограничения: толщина диэлектрика 1-2 и 5-6 не более 100 мкм, размер отверстия порядка 75-100 мкм, диаметр площадки 250...300 мкм. Лазерные можно ставить, как на площадках BGA, так и на других компонентах.
3. Набор слепых и погребённых 1+4+1, т.е. сначала делают внутренний пакет 2-5, делают сверловку, потом прессуют внешние слои и делают лазерную сверловку.
Ограничения для 2-5 - минимальное отверстие для данной толщины и соответственно площадка. Для лазерных - как в предыдущем.
4. И наконец экзотика, например 2+4+2, т.е переходы формируют на второй внутренний слой.
Теоретически по такому принципу можно набрать вообще почти полный спектр соединений каждого слоя с каждым, но стоить будет в несколько раз больше, чем предыдущие пункты.
Производители: Европа и Китай. Причем, чем сложнее, тем более конкурентной становится Европа.

Спасибо!

А про BGA с двух сторон платы кто-нибудь может просветить.
У меня предполагается таких 6 штук. Корпус BGA84 - Память DDR2. x16

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Где-то читал что для установки BGA с двух сторон платы используют следующие технологии:

1) Использовать на одной стороне компоненты для высокотемпературной пайки а на другой для обычной.

Преимущества:
++ Можно ремонтировать

Недостатки:
-- Требуются разные компоненты (для низко и высокотемпературной пайки)
-- Некоторые компоненты испытывают два термоудара при пайке.



2) Распаять одну сторону и зафиксировать компаундом, потом вторую сторону.

Преимущества
++ Не требуются разные компоненты (для низко и высокотемпературной пайки)

Недостатки
-- Некоторые компоненты испытывают два термоудара при пайке.
-- Проблемы при замене приклееных компонентов.

3) Зафиксировать компоненты клеем(адгезивом) и распаять все сразу.

Преимущества:
++ Не требуются разные компоненты (для низко и высокотемпературной пайки)

Недостатки:
-- Проблемы при замене приклееных компонентов.

На сколько я знаю, наши ребята паяля BGA с двух сторон, но крайне не рекомендуют:
- рентген-контроль почти невозможен
- ремонт сложнее, чем обычно, приходится снимать две микросхемы
- есть риск, что микросхема все-таки отвалится в процессе монтажа
- клей и компаунд вряд ли помогут, если температура очень высокая - потекут

Насколько я в курсе, приклеивание компонентов с одной стороны и установка на пасту с другой с последующим оплавлением в печи - стандартная процедура. Не самая дешевая - да, но чтобы клей потек в процессе, такого не слышал...

ИМХО, приклеивают легкие компоненты. Плюс нужно уметь клей наносить.
Наши тоже приклеивали, но говорят, что лучше бы без этого.

Не уверен. У нас на половине плат память стоит с обоих сторон. Без приклеивания такую плату иначе не запаяешь. Ничего, монтируют...

Я не писал, что нельзя. Я писал, что нежелательно. В таком варианте уже квалификация технолога выходит на первый план, умение подобрать материалы и режим пайки на автоматах.

Нажмите для просмотра прикрепленного файла Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Нажмите для просмотра прикрепленного файла

Printed Circuits Handbook - 6th Edition - By Clyde F. Coombs (McGraw-Hill - 2008)

PART13. CHAPTER 58
COMPONENT-TO-PWB RELIABILITY—THE IMPACT OF DESIGN VARIABLES AND LEAD FREE
58.3.2 Double-Sided (Mirrored BGA)


"While the double-sided configuration certainly reduces signal delay, the primary disadvantage
is a significant reduction in the thermomechanical reliability of the solder joint interconnects
between the packages and PWB. Placing BGA packages in mirror or quasi-mirror
configurations tends to rigidize the PWB assembly such that it does not bend as much during
temperature cycling.The increased stiffness of the PWB due to double-sided mounting means
the solder joints have to absorb more differential strain between the packages and PWB,
resulting in as much as a 50 percent reduction in solder joint fatigue life (Figs. 58.9 and 58.10).4
In terms of solder joint strain, the effect is the same as having a thicker or stiffer PWB.The primary
failure mode is cracking in the solder joints near the package/joint interface.
Due to the dramatic decrease in assembly reliability when attempting mirrored configurations,
these types of configurations should be avoided whenever possible.When it is impossible
to avoid a mirror configuration, a quasi-mirror configuration without common through-hole
vias is recommended (see Fig. 58.8). Common through-hole vias in this configuration tend to
rigidize the assembly and contribute to further reduction in solder fatigue life. A standard rule
of 50 percent reduction in fatigue life when employing a mirror configuration may be taken as
a first-pass approximation.Thermal cycle testing should be performed to ensure that the reliability
degradation will still keep service life at an acceptable level when either a mirror or
quasi-mirror configuration is considered."



Хотя двусторонняя конфигурация, безусловно, снижает задержки сигнала, основным недостатком является значительное снижение термомеханической надежности
паяных соединений между корпусом компонента и ПП.
Размещение BGA корпусов в зеркальной или квази-зеркальной конфигурациях приводит к упрочнению (увеличению жесткости) ПП таким образом,
что ПП недостаточно прогибается (деформируется) при термоциклировании.
Повышенная жесткость ПП из-за двустороннего монтажа означает что паяные соединения должны поглощать бо'льшие напряжения между корпусом и ПП,
что в конечном итоге приводит к сокращению усталостной долговечности паяных соединений почти на 50 процентнов (рис. 58,9 и 58,10).
Что касается механического напряжения паяных соединений, эффект соответствует более толстой и жесткой ПП.
Первичным видом отказа является растрескивание в месте расположения паяных соединений между корпусом и ПП.
Из-за резкого снижения надежности ПП при использовании зеркальных конфигураций, этих типов конфигураций следует по возможности избегать.
При невозможности отказа от зеркальных конфигурации, рекомендуется применять квази-зеркальные конфигурации без общих сквозных переходных отверстий (см. рис. 58,8).
Общие сквозные переходные отверстия в этой конфигурации, как правило, упрочняют сборку и вносят вклад в дальнейшее снижение усталостной долговечности паяных соединений.
В качестве приближения первого порядка может быть принято стандартное правило 50% сокращения долговечности при использовании зеркальной конфигурации.
При рассмотрении зеркальных или квази-зеркальных конфигураций для того, что бы гарантировать что уменьшение надежности
обеспечивает сохранение ресурса на приемлемом уровне необходимо выполнить комплекс термоциклических испытаний.