Перехода на BGA избежать не удалось. DDR2, GbLAN
заставили. Ищу пути расчистки места под корпусами.

Возник вопрос, а можно ли снести из футпринта BGA
неиспользуемые пады входов-выходов Альтеры/проца,
чтобы занять это место под via?

Корпуса:
- BGA324 x 0.8mm, ball 0.35
- BGA256 x 1 mm, ball 0.6
Плата 4 слоя (надеюсь).

Шарики будут лежать на маске. Корпус при установке
встанет выше на толшину маски (хотя, после reflow
вроде как должен опуститься).

Гуглил на этот счет - ничего сходу не нашел (может,
конечно, такое варварство даже не имеет право на
обсуждение :-) ).

Варварство, конечно
Главное, смысл непонятен: по площади много не выиграете, зато получите нерегулярную структуру via, которая в реальности только усложнит трассировку.
Я уж не говорю о том, что в какой-то момент оно просто коротнет.

Смысл есть - на место отсутствующего пада может встать еще одна via
(а то и две), что может помочь в отдельных случаях, например,
уменьшить дыры в плейнах.
Нерегулярная структура via меня не пугает - далеко не все пины
подключены, так что она и так будет нерегулярной.

Кроме того, хотел сделать несколько широких проводников в слое top,
чтобы "лучами" под неисползуемыми шариками вывести из-под BGA
широкие шины питания на блокировочные кондеры вокруг BGA.


Плату пока не начинал (делаю схему), может эти ухищрения и не
понадобятся - пока все, что хотел, получалось. На примерах такого
нигде не видел, может и не стоит так делать...

Через эти пады от чипа отводится тепло, они и так греются сильно, а если много падов убрать - чип будет перегреваться.

На практике Вы при такой реализации получите большой гемор во время монтажа компонента.
Не делайте так никогда.
Если есть шарик на брюхе корпуса - его нужно припаять.



Эти чипы (в реализации альтеровских плисин) легко разводятся на 4 слоях даже при 100% загрузке падов.
Проверено.
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Нажмите для просмотра прикрепленного файла
Это ТОР и ВОТТОМ. Корпус FBGA324 с шагом в 1,00мм
Все питание в 3-м слое, вся земля - во втором.
Там же несколько коротких проводников, которые не уместились на наружных слоях.
Топология реализована с нормой 0,150мм проводник/зазор.
Переходные размером 0,25мм с площадкой в 0,50мм.
Это бюджетный вариант - дешовая конструкция.

Для корпуса BGA324 с шагом в 0,80мм можно делать так же, только переходные нужно заменить на меньшие 0,20/0,45 и норму принять 0,10мм - проводник, 0,125мм - зазор.



Выигрыш мизерный. Тем более, что при грамотной разводке дыр в плэйнах и так мало получается.


Это не совсем правильное решение.
Оптимально ставить болкировочные конденсаторы с обратной стороны платы в непосредственной близости от переходного, которым подключается питание/земля к падам BGA.


Не стоит. Поизучайте существующие дизайны. Примеров в сети можно найти много.

Нельзя!
Маска не является изолятором.
У нас неопытный разработчик провел как-то дорожки под exposed pad в корпусе qfn. Стабильно коротило, платы на выброс.


Вот именно что варварство.

Спасибо за совет и примеры. Буду делать как Вы советуете.




Тут не соглашусь. Это не совсем оптимальное решение, а не не совсем правильное.
Стратегия тут такова:
- если можно - под чип на слой top
- если нельзя, то снизу платы
- если нельзя, то вокруг
Но не стоит забывать и о производстве, которое запросит повышенную цену за монтаж
платы с двухсторонней установкой компонентов. А нам платы тысячами делать.

Все же буду пробовать установку конденсаторов вокруг BGA сверху платы на четыре via,
как рекомендуют, но оставлю путь к отступлению - сделаю несколько посадочных мест снизу.

Плата с BGA и односторонним размещением??? Реально только в случае чипов оптимизированных под такой вариант конструкции и проверенных с ней. В остальных случаях чревато танцами на граблях...

Для небольших корпусов application notes такое вполне допускают. Примеры видел лично.
Критерием является расположение конденсаторов не далее 500 mil от кромки BGA корпуса.
Само собой, конденсаторов должно быть достаточно, и у них должен быть правильно
сделанный низкоимпедансный переход на plain-ы.

У меня частоты не такие большие - проц. 500, DDR2-133(266).

И чего люди только не сделают, лишь бы не проектировать нормально.

1)Нельзя не припаивать какие либо пады какой либо микросхемы- неавжно используются они или нет. Без вариантов. Совсем.

2)Более бредовой мысли чем размещать бга и все остальное на 1 стороне непросто надумать- все уже давно описано, как и почему и какие конденсаторы нужно ставить в отношении бга, и хочу обратить ваше внимание- все это придумали совсем неглупые люди, которые очень глубоко понимают суть явления.

3)Лучше поставить компоненты чуть хуже- чем экономить на проектировании и качественном монтаже. Какие бы сказочные микросхемы не стояли это все мусор если печатка спроектированна через известное место.

Да я ж не спорю, что можно так делать. Но имхо - только в случае, когда производитель чипа уже проверил такой вариант на своем референсе. Плюс чип изначально должен быть распинован под такой вариант монтажа и позволять ставить конденсаторы реально близко к корпусу. А если там все наружные ряды заняты сигналами, то никакого декаплинга рядом не разместишь и как оно будет работать - большой вопрос.

Я проектирую не ради проектирования, а ради результата. По этой причине
приходится думать не только об удобстве и "правильности" проектирования
(тем более, что эта "правильность" нередко, условна), а и о продукте в целом,
включая его производство.
Пока все получалось, надеюсь, в этом случае тоже получится.

По второму пункту (уж слишком он категоричен для профессионального мнения), приведу цитату:
http://processors.wiki.ti.com/index.php/Ge.../BGA_decoupling

Be absolutely sure that the traces for decoupling caps are as short as humanly possible. Where you place them in relation to the BGA is a secondary concern to this because planes have very low inductance. Shortening the cap traces to/from the ground/power plane is THE MOST IMPORTANT concern for making a low inductance connection.

Надеюсь, что это писали "совсем неглупые люди, которые очень глубоко понимают суть явления" :-).

Разумеется никому не интересно "сферическое проектирование в вакууме", но есть определенная разница между вещами важными и вещами ключевыми.



Если вы приводите эту цитату чтобы оспорить п.2 из моего высказывания, то ваше понимание проблемы сомнительно: там дальше(особенно после пункта "General number and value of pin (bypass) capacitors required") даются детальные разъяснения как реализовывать то что приведено в цитате, рекомендую также периодически делать соответствующие расчеты в Saturn PCB Tollkit.

При пайке BGA огромную роль играет поверхностное натяжение и смачивание. Шарик, который окажется "зажат" между несмачиваемой маской и корпусом BGA имеет немалый шанс скатиться в сторону и замкнуть какой-нибудь из соседних контактов.

Пытаться ставить все компоненты на одной стороне при наличии BGA имеет смысл только в том случае, если это ultra-low cost проект с большой серией.
т.е. если удастся применить пайку SMD печкой плюс пайку thru-hole разъемов и прочего волной в одной технологической линии без лишней головной боли.
Естественно, при этом во время проектирования нужно учитывать тонну всевозможных подводных камней.

в других случаях сходу можно придумать только два варианта появления такого "решения"
а) либо лень/неграмотность тополога (подчернуть нужное)
б) либо если невменяемые решения главного конструктора при постановке задачи в одной области привели к необходимости городить костыли в другой области (типа "плату нужно привинтить к корпусу без зазора, т.е. места для компонентов с BOT нету")

Спасибо всем, отдельное спасибо Bigor - пост наиболее ценен
для меня, как практический опыт.

По возможности, упомянутой в заголовке темы вопрос снят.
Делать этого нельзя, приведенные аргументы вполне разумны.

По поводу конденсаторов на одной стороне - жизнь рассудит,
спорить по этому поводу не собираюсь.
Возможность поставить конденсаторы снизу будет, но расчет
будет делаться на первоначальный вариант.

Если работает вариант, приведенный на фото выше, где снизу
реально работают только два конденсатора, а все конденсаторы
соединены с пинами длинными проводниками в нарушение всех
правил (не подумайте чего, победителей не судят :-) ), то шанс
велик и стоит пробы на первом прототипе.

Даже если не планируете ничего паять на ВОТТОМе, все же предусмотрите на этой стороне по максимуму посадочных мест под мелкие конденсаторы.
Пусть будет на всякий случай.
В том варианте, который я показал на скриншотах случай показал, что конденсаторы таки на ВОТТОМе нужны.

Вообще не вижу смысла в размещении конденсаторов на обратной стороне.
Как-то и Blackfin и АRМ9, и Spartan6 прекрасно пашут вместе с SDR/DDR на односторонних платах.

Это просто привычка, люди вон ставят КРЕН5 на 40МГц АЦП - тоже думают, что шумов будет меньше






А вот термобарьеры на виа - лишнее. Если они есть на внутренних слоях - может в этом и необходимость в установке конденсаторов на обратной стороне?

DDR. На однослойке. Без определенных импедансов. А осциллограммы сигналов на такой памяти и на односторонней плате Вы не могли бы привести?

Этому дизайну лет 7 с хвостиком...
Знать бы тогда, все то, что можно прочитать сегодня, хотя бы здесь, на электрониксе...

ну да.. а самые дебилы - это разработчики сотовых телефонов с бредовой мыслью, что "нельзя размещать компоненты на одной стороне" и миллионами производить печатные платы..



зы1: у меня коллега сложил на одну сторону Arria + 10G+ 2x1G и кондюки по периметру - усё работает и не в одном экземпляре.. впрочем ~4 шт 0402 под камень заложил..
зы2: для ТС - вам все уже написали, добавлю - а не искали свой чип в другом исполнение корпуса? бывают варианты для упрощенной разводки - типа "600 шаров в 4 слоях" (в цифрах могу слегка загнуть, но не намного)

Я думаю что то определние которые вы приводите более уместно для людей, которые приводят какие то бы не было референсы, не имея при это представления что они из себя представляют конструктивно(а не функционально)- поэтому зочу заметить:

- как говорил ув. Uree

Добавить к этому нечего- разве только то, что в коммерческих изделиях типа самртфонов, планшетов и пр. дребедени это проявляется очень явно: ведь погоня pа ценой стоит во главе, нужно максимально удешевлять. Но тут все сделано для этого со стороны изготовителя миксросхемы, в обсуждаемой теме случай чего либо общего с этим не имеет.



Я бы не хотел бы кого либо осуждать за спиной- это мне неинтересно, но скажу так: какой только ахинеи мне только не встречалось в местных краях- и что самое удивительное что все это преподносится с удивительной гордостью мол "смотри- проканало же". Более мерзко чем в местных краях платы разводят только в Пакистане и Индии - убедился в этом не раз.
Что хочу сказать напоследок- есть определенные случаи, когда можно сделать через одно место и это будет работать пристойно- сразу вам и пример: Ethernet 10/100 Base-T. Люди , следят за импедансами, ставят защиту от статики, некоторые иногда даже выравнивают длинны- а что например происходит в джеке со встроенным трансформатором(на фото BelFuse SI-16001-F)?.См. приложенный рисуночек. Так вот мне кажется что те люди, которые тут отстаивают правду что "многослойки это блажь и для буржуев, а двусторонний монтаж это сказочно дорого" не из числа тех, кто способен "вытянуть" дизайн из уровня "так себе", до уровня "ничего себе". Пока не встречал опровержений,увы- все ерунда какая то попадается.

Jury093
BGA для сотовых с шагом 0,6 или меньше невозможно разводить без применения microvia. Вы воообще понимаете что сравниваете и с чем?
При наличии microvia на плате у топикстартера вопрос не возник бы в принципе.

Для процессора - без вариантов - SAMA5D35
Для Альтеры - там особых проблем нет - разводка простая, так как пины переназначаются.

Вчера первый раз увидел это на плате, попробовал делать escape routing. В целом, все нормально,
теперь должны выработаться навыки "мозгового автороутера" :-) для оптимизации в новых условиях
работы. Основное искусство понадобится при разводке связки процессор <> память. Сходу пришлось
перейти на нормы 0.1/0.1 по проводникам и 0.2/0.4 по отверстиям, иначе на BGA0.8 между виа
проводник не протащить.


По поводу подходов к проектированию - раз был случай такой:
Приехали на производство в Аугсбурге договариваться о контрактном производстве плат.
Плата - AT91RM9200, SDRAM, LAN, Altera, DAC, ADC, векторные модулятор и демодулятор на 1-2 ГГц.
Немцы крутят в руках прототип и спрашивают - сколько слоев плата? Говорю - два. Они переспрашивают
да, два мы видим, а внутри сколько? Нисколько... Удивились, понесли к окну смотреть. Долго смотрели,
совещались. Потом спрашивают - и что, работает? Работает. Эти платы они нам сделали, модемы уже ~5
лет в работе. То, что делается сейчас - это уже через два поколения после тех плат...

Я не вижу причин гордости если честно- мне было бы стыдно показывать такое немцам. 4х слойка минимум. Когда люди закладывают 2 слоя на интерфейсы с контрлируемым и импедансом...впрочем ладно, воздержусь от комментариев. Все это на уровне радиолюбительства

я рад вашим познаниям о микровиа, но как они относятся к написанному мною?


ну если корпус проца незыблем, то да - без вариантов..


отличный пример, если все условия соблюдены и изделие безошибочно работает в рамках ТЗ, то не вижу смысла накручивать число слоев и усыпать все вокруг избыточными элементами..


о, забыл добавить - в финале проект доделывался в.. eagle..
10G+2x1G - суточные тесты на 100% нагрузке без единой ошибки - что не так?

Плохо считаете. Там вполне проходит 5/5милс: 0.13-0.13-0.13мм дают в сумме 0.39мм, при шаге в 0.8мм и диаметре пада 0.35мм(стандартный для этих корпусов) еще и запас остается.
И переходные 0.45/0.2мм при тех же нормах туда встают. Правда вот уже между ними провести трассу не получится... Хотя есть геометрии, при которых это и не нужно.


Что-то я запутался:


и



- это об одном и том же речь или нет? Потому как для меня 10G - это цифровые 10гигабит. Припоминая в каких чипах имеются такие интерфейсы, речь о 2-слойке по определению идти не может.
Или это все-таки аналоговый RF на такие частоты?
Потому как если аналог, то минимально-слойная плата наиболее оправдана одновременно по нескольким поводам:
- малая емкость трасс(большое расстояние до плэйна) - меньше потери
- малое резистивное сопротивление(широкие трассы для импедансов 50/75 Ом) - меньше потери
- погрешность изготовления в толщине платы и ширине трасс/величине зазоров оказывает минимальное влияние, потому как эти размеры сравнительно велики.
Это самое очевидное, для чего есть смысл ВЧ/СВЧ делать 2-слойным, так что тут ничего не могу сказать против - так и надо.

Кстати немцы, которые в теме естественно, замечательно это знают Посмотрите начинку ВЧ-девайсов Rohde&Schwarz если будет возможность, там есть чему поучиться...

не-не.. это два разных девайса - у ТС свой пример, у меня свой..
в моем примере 10G - это действительно 10 Гбит цифры.. я когда первый раз увидел эту плату, сам был в шоке и сказал "оно не может работать!"

чуть не в тему - удивляет уровень агрессии на совершенно безобидные комментарии..

да разве кто спорит что не заработает? заработает!
Желаю вам поскорее дойти до сертификации CE или FCC. Тогда поймёте немцев. Им так делать не позволит никто и никогда. ;-)

хе-хе.. человек, который это разрабатывал недавно уехал в.. Германию.. :P

Это действительно была "поделка", так как тогда коммерческая перспектива была неизвестна.
ТОГДА это было забавно, ново и интересно. Сейчас, естественно, все на четырехслойках, и CE
сертификация успешно пройдена.



я тоже заметил...
объяснение у меня на это есть, но высказывать его не буду, а то тут такое начнется :-)
еще знаменитый СВЧ придет, свое слово скажет :-)


Пока дело идет. Результат за день - выведено из-под BGA все трудное (шина DDR2,
EBI на FPGA) Удалось остаться в четырех слоях. Сейчас все это с чипами памяти
соединяю - там проще. В целом, ничего особо трудного не оказалось, но необычно
после QFP (еще бы заработало :-) ). С питаниями еще поколдовать придется...

Дык, не надо стесняться - озвучивайте, чего уж:может что новое узнаем- о разводке ПП там или чтонибудь высоко концептупльное.




Достойно уважения - говорю это без тени сарказма. Заодно приобщится к настоящему качеству и инженерной культуре если- сможет конечно. Честно, желаю ему удачи!




А вы тут из себя практически строите жертву чужой ядовитой критики - впрочем отмечу что выделенное в тексте не только вам понятно.

Ни в коей мере. Я всему когда-то учился, чему-то учусь и сейчас. К чему-то, что я когда-то
делал могу относиться со здоровым скепсисом. Сейчас, обладая опытом, которого тогда не
было я бы по другому это сделал. То, что сейчас сделаю, возможно, через несколько лет
сделал бы по другому. Главное, чтобы дело шло, и результат был. Быстрее, проще, дешевле.

Если не получится, за свои ошибки я заплачу своими деньгами - это честно, и заставляет
серьезно относиться к результату. А рассуждать свысока можно долго, особенно, если на
зарплате сидеть.Тогда и теорию можно вдоволь поучить, и за ошибки другие заплатят.

А случай тот с платой, действительно, меня позабавил :-).

С этой точкой зрения не согласится невозможно, впрочем фраза отдает не вполне приятным опытом работы в месте где изделие необходимо "рожать" с использованием подручных средств вроде синей изоленты и мгтф.

Подчеркну свою мысль на примере вышего везучего(тьфу-тьфу) коллеги: в GE(да вообще в EU) ключевым является не только что изделие работает де-факто, но и еще как оно работает как бы очевидно это не звучало. Звучит оно то да- другое дело как оно проявляется в тех или иных головах, не говоря о том как передается в руки.

Этот форум читает в том числе молодежь, будущие специалисты. Не надо провоцировать их на изготовление халтуры.
Ибо вы-то знаете где плате дать пинка и где привязать верёвку к палке, чтобы палка стала стрелять, а они - пока нет. Цена ошибки совсем другая.

Те, кто приезжал у меня приборы покупать (см. сайт в подписи),
на этом форуме их немало, и видел наш офис и наше оснащение,
читая это, улыбнулись.

Все. закрываю тему. Ушли далеко больно. Я спросил, мне ответили.
Спасибо еще раз. Пусть каждый своим путем идет.