En esta sección le mostramos cómo la colocación correcta de los componentes y un buen enrutamiento pueden reducir el coste de 10 PCB BGA de 4 capas de € 740 a € 233, y tener un producto final más robusto.
Nuestros clientes nos contactan regularmente para informarnos de que tienen un PCB con BGAs, el cual en el diseño parecía OK en EAGLE, pero cuando cargan los datos, nuestro sitio web muestra un mensaje en que hay demasiados errores DRC, y por lo tanto no podemos producir el PCB, o si pudiéramos, sólo con un precio más alto.
Qué falló?
La mayoría de los diseñadores para comenzar su diseño utilizan la especificación estándar del fabricante de PCB para los anchos de banda y el aislamiento convencional más pequeño y también los tamaños de perforación más pequeños. Para Eurocircuits éstos son:
Ejemplo:
– 150 µm de pista / Gap y 0,25 mm de diámetro del agujero
Por lo tanto, el diseñador utiliza a menudo la broca más pequeña de tamaño estándar, de 0,25 mm, y crea las pistas de acuerdo a los valores estándar de la DRC y asegura que las pistas están centradas entre las pastillas.
Los resultados en la pantalla parecen correctos. Por lo tanto, el diseñador realiza sus datos inmediatamente en nuestro corrector de datos en línea, PCB Visualizer, pero luego descubre que hay errores en todas las partes. Puede empezar a trabajar a través de la lista de errores, pero pronto descubrirá que es casi imposible resolver todos los errores. La única solución es cambiar a un servicio más caro.
Los resultados típicos para un PCB BGA en Vizualizer son:
Si el diseñador acepta las violaciones, la clasificación de PCB pasa a la 9E clase. Los anillos anulares son tan pequeños que tienen que reducir el tamaño final del agujero de 0,25 mm para ± 0,1 milímetros. Del mismo modo las distancias de aislamiento son demasiado pequeñas, entonces deberá disminuir la anchura de la pista. Todavía podemos hacer el PCB, pero el precio ha aumentado a:
¿Dónde está el error?
El diseñador no se dio cuenta de que sus componentes se colocan fuera de la cuadrícula. Las pistas pueden ser colocadas en la parrilla para que encajen de forma automática a la red, causando violaciones de espaciado. Si el diseñador no ejecuta un DRC antes de cargar sus datos es poco probable que se detecte las violaciones.
En resumen:
La rejilla de los componentes y la rejilla del layout no coinciden
No se tuvo en cuenta la geometría de los componentes
“Entonces, ¿cómo puedo poner mis pistas y BGA para evitar estos problemas? Quiero que mi proyecto pase a través de PCB Visualizer y DRC sin errores y sin tener que utilizar un servicio más caro.”
En primer lugar, establezca la cuadrícula correcta
- Cuando pasa del esquema para el diseño, la disposición de la rejilla se ajusta al estándar de 0,5 pulgadas. El primer paso es comprobar sus componentes. Si el componente más pequeño está en una rejilla métrica, seleccione la cuadrícula mm. A continuación, establezca el valor de cuadrícula. En nuestro ejemplo, estamos utilizando un BGA con 0,8 mm de diámetro, debe configurar la red en el EAGLE a 0.2 mmConsejoDefina siempre un valor de cuadricula que es un medio o un cuarto de la cuadricula del componente.
- Coloque siempre los componentes en la parrilla. Para eso, coloque primero la cuadrícula. A continuación, muestre la cruz del componente uniendo el archivo tOrigins o bOrigins. Si un centro de componente no está en la red, encaje en la parrilla.
Para ello, active el comando MOVE. Haga clic en el centro de la cruz con el botón izquierdo del ratón. La cruz central se ajusta al punto de la cuadrícula más cercana.
Los pads y el centro de la cruz están ahora en la posición correcta. Cuando se crea las pistas, estas serán ajustadas automáticamente a la red, por lo que la puede encaminarlas exactamente entre los pads sin violar las reglas de diseño
Segundo, seleccione valores, reglas de diseño para reflejar la geometría de los componentes
Compruebe la geometría del BGA. En nuestro ejemplo, el BGA tiene un “pitch” de 0,8 mm y un pad con 0,4 mm de diámetro. El espacio borde a borde y pad a pad es de 0,4 mm. Use un ancho de vía de 0.125 mm y multiplique 3 veces este valor (aislamiento = + conductor + aislamiento). El espacio requerido es de 0,375 mm. Puede entonces crear de una forma segura una pista en la red entre los pads.
En diagonal la distancia del centro del pad a pad es de 1.312 mm (= sq.rt. (0,802 + 0,802)). Entonces el borde del pad hasta el borde del pad es 0,7132 (= 1,1312 a 0,4 mm para los pads).
Esto permite un tamaño de pad de 0.450 mm con un mínimo de aislamiento 0.125 mm, un anillo mínimo anular de (restring) 0,25 milímetros y 0,1 mm diámetro. Esto atiende bien a nuestras reglas de diseño (archivo DRU):
Ahora que ha seleccionado el tamaño correcto de la red y las normas de diseño correctas, su diseño tendrá los requisitos de clasificación 8D:
Consejo
El EAGLE no realiza una comprobación automática de las reglas de diseño mientras que crea las pistas (de lo contrario se obtendrían muchos errores al intentar mover una pista). Así que de vez en cuando haga un DRC manualmente. De este modo, no habrá riesgo de errores.
PCB Visualizer no muestra ningún error u observaciones.
Y el precio de nuestro lote original de 10 PCB 4 capas desciende de € 740 a € 233
Resumen:
Consejo 1: Configurar la red en el diseño para que coincida con el BGA
Para evitar errores de espaciado fija la red justo en Layout. Un buen valor es la mitad o una cuarta parte del pitch del componente. A continuación, coloque la cruz del centro de los componentes en la parrilla.
Consejo 2: Configurar los pads y tamaños de perforación para igualar el “pitch” BGA más apretado.
Aquí los diámetros globales son críticos. En nuestro ejemplo los mejores valores son:
Los pads de la capa interna requieren un anillo anular más grande para dar cabida a cualquier movimiento durante la soldadura. Esta diferencia entre las capas interior y exterior ya está definida en las reglas de diseño Eurocircuits.
