BGA Crosstalkનું કારણ શું છે?

આ લેખના મુખ્ય મુદ્દાઓ

- BGA પેકેજો કદમાં કોમ્પેક્ટ હોય છે અને ઉચ્ચ પિનની ઘનતા હોય છે.

- BGA પેકેજોમાં, બોલ અલાઈનમેન્ટ અને મિસલાઈનમેન્ટને કારણે સિગ્નલ ક્રોસસ્ટૉકને BGA ક્રોસસ્ટૉક કહેવામાં આવે છે.

- BGA ક્રોસસ્ટૉક બોલ ગ્રીડ એરેમાં ઘૂસણખોર સિગ્નલ અને પીડિત સિગ્નલના સ્થાન પર આધાર રાખે છે.

મલ્ટી-ગેટ અને પિન-કાઉન્ટ IC માં, એકીકરણનું સ્તર ઝડપથી વધે છે.બોલ ગ્રીડ એરે (BGA) પેકેજના વિકાસને કારણે આ ચિપ્સ વધુ વિશ્વસનીય, મજબૂત અને ઉપયોગમાં સરળ બની છે, જે કદ અને જાડાઈમાં નાના અને પિનની સંખ્યામાં મોટી છે.જો કે, BGA crosstalk સિગ્નલની અખંડિતતાને ગંભીર રીતે અસર કરે છે, આમ BGA પેકેજોના ઉપયોગને મર્યાદિત કરે છે.ચાલો BGA પેકેજિંગ અને BGA crosstalk વિશે ચર્ચા કરીએ.

બોલ ગ્રીડ એરે પેકેજો

BGA પેકેજ એ સરફેસ માઉન્ટ પેકેજ છે જે એકીકૃત સર્કિટને માઉન્ટ કરવા માટે નાના મેટલ કંડક્ટર બોલનો ઉપયોગ કરે છે.આ ધાતુના દડા એક ગ્રીડ અથવા મેટ્રિક્સ પેટર્ન બનાવે છે જે ચિપની સપાટીની નીચે ગોઠવાયેલા હોય છે અને પ્રિન્ટેડ સર્કિટ બોર્ડ સાથે જોડાયેલા હોય છે.

બોલ ગ્રીડ એરે (BGA) પેકેજ

ઉપકરણો કે જે BGA માં પેક કરવામાં આવે છે તેમાં ચિપની પરિઘ પર કોઈ પિન અથવા લીડ્સ હોતા નથી.તેના બદલે, બોલ ગ્રીડ એરે ચિપના તળિયે મૂકવામાં આવે છે.આ બોલ ગ્રીડ એરેને સોલ્ડર બોલ કહેવામાં આવે છે અને BGA પેકેજ માટે કનેક્ટર્સ તરીકે કાર્ય કરે છે.

માઇક્રોપ્રોસેસર્સ, વાઇફાઇ ચિપ્સ અને FPGA ઘણીવાર BGA પેકેજોનો ઉપયોગ કરે છે.BGA પેકેજ ચિપમાં, સોલ્ડર બોલ પીસીબી અને પેકેજ વચ્ચે પ્રવાહ વહેવા દે છે.આ સોલ્ડર બોલ ઇલેક્ટ્રોનિક્સના સેમિકન્ડક્ટર સબસ્ટ્રેટ સાથે ભૌતિક રીતે જોડાયેલા હોય છે.લીડ બોન્ડિંગ અથવા ફ્લિપ-ચિપનો ઉપયોગ સબસ્ટ્રેટ અને ડાઇ સાથે વિદ્યુત જોડાણ સ્થાપિત કરવા માટે થાય છે.વાહક સંરેખણ સબસ્ટ્રેટની અંદર સ્થિત છે જે ચિપ અને સબસ્ટ્રેટ વચ્ચેના જંકશનથી સબસ્ટ્રેટ અને બોલ ગ્રીડ એરે વચ્ચેના જંકશન સુધી વિદ્યુત સંકેતોને પ્રસારિત કરવાની મંજૂરી આપે છે.

BGA પેકેજ મેટ્રિક્સ પેટર્નમાં ડાય હેઠળ કનેક્શન લીડ્સનું વિતરણ કરે છે.આ વ્યવસ્થા ફ્લેટ અને ડબલ-રો પેકેજો કરતાં BGA પેકેજમાં મોટી સંખ્યામાં લીડ્સ પ્રદાન કરે છે.લીડ પેકેજમાં, પિન સીમાઓ પર ગોઠવાય છે.BGA પેકેજની દરેક પિન સોલ્ડર બોલ ધરાવે છે, જે ચિપની નીચેની સપાટી પર સ્થિત છે.નીચલી સપાટી પરની આ ગોઠવણી વધુ વિસ્તાર પૂરો પાડે છે, પરિણામે વધુ પિન, ઓછા બ્લોકીંગ અને ઓછા લીડ શોર્ટ્સ.BGA પૅકેજમાં, સોલ્ડર બૉલ્સ લીડ્સ સાથેના પૅકેજની તુલનામાં સૌથી વધુ દૂર ગોઠવાયેલા હોય છે.

BGA પેકેજોના ફાયદા

BGA પેકેજમાં કોમ્પેક્ટ પરિમાણો અને ઉચ્ચ પિન ઘનતા છે.BGA પેકેજમાં નીચા ઇન્ડક્ટન્સ છે, જે નીચા વોલ્ટેજનો ઉપયોગ કરવાની મંજૂરી આપે છે.બોલ ગ્રીડ એરે સારી રીતે અંતરે છે, જે BGA ચિપને PCB સાથે સંરેખિત કરવાનું સરળ બનાવે છે.

BGA પેકેજના કેટલાક અન્ય ફાયદાઓ છે:

- પેકેજના નીચા થર્મલ પ્રતિકારને કારણે સારી ગરમીનું વિસર્જન.

- BGA પેકેજોમાં લીડની લંબાઈ લીડ્સવાળા પેકેજો કરતા ઓછી હોય છે.નાના કદ સાથે જોડાયેલી મોટી સંખ્યામાં લીડ્સ BGA પેકેજને વધુ વાહક બનાવે છે, આમ પ્રદર્શનમાં સુધારો થાય છે.

- BGA પેકેજો ફ્લેટ પેકેજો અને ડબલ ઈન-લાઈન પેકેજોની સરખામણીમાં હાઈ સ્પીડ પર ઉચ્ચ પ્રદર્શન આપે છે.

- જ્યારે BGA-પેકેજ ઉપકરણોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે ત્યારે PCB ઉત્પાદનની ઝડપ અને ઉપજ વધે છે.સોલ્ડરિંગ પ્રક્રિયા સરળ અને વધુ અનુકૂળ બને છે, અને BGA પેકેજો સરળતાથી ફરીથી કામ કરી શકાય છે.

BGA Crosstalk

BGA પેકેજોમાં કેટલીક ખામીઓ હોય છે: સોલ્ડર બોલને વાંકા કરી શકાતા નથી, પેકેજની ઊંચી ઘનતાને કારણે નિરીક્ષણ કરવું મુશ્કેલ છે, અને ઉચ્ચ વોલ્યુમ ઉત્પાદન માટે ખર્ચાળ સોલ્ડરિંગ સાધનોનો ઉપયોગ જરૂરી છે.

BGA ક્રોસસ્ટૉક ઘટાડવા માટે, ઓછી-ક્રોસ્ટૉક BGA વ્યવસ્થા મહત્વપૂર્ણ છે.

BGA પેકેજોનો ઉપયોગ મોટાભાગે મોટી સંખ્યામાં I/O ઉપકરણોમાં થાય છે.BGA પેકેજમાં ઇન્ટિગ્રેટેડ ચિપ દ્વારા પ્રસારિત અને પ્રાપ્ત સિગ્નલો એક લીડથી બીજામાં સિગ્નલ એનર્જી કપલિંગ દ્વારા ખલેલ પહોંચાડી શકે છે.BGA પેકેજમાં સોલ્ડર બોલની ગોઠવણી અને ખોટી ગોઠવણીને કારણે થતા સિગ્નલ ક્રોસસ્ટૉકને BGA ક્રોસસ્ટૉક કહેવામાં આવે છે.બોલ ગ્રીડ એરે વચ્ચે મર્યાદિત ઇન્ડક્ટન્સ એ BGA પેકેજોમાં ક્રોસસ્ટૉક અસરોના કારણો પૈકી એક છે.જ્યારે BGA પેકેજ લીડ્સમાં ઉચ્ચ I/O વર્તમાન ટ્રાન્ઝીયન્ટ્સ (ઘૂસણખોરી સિગ્નલો) થાય છે, ત્યારે સિગ્નલ અને રીટર્ન પિનને અનુરૂપ બોલ ગ્રીડ એરે વચ્ચેનો મર્યાદિત ઇન્ડક્ટન્સ ચિપ સબસ્ટ્રેટ પર વોલ્ટેજ હસ્તક્ષેપ બનાવે છે.આ વોલ્ટેજ હસ્તક્ષેપ સિગ્નલની ખામીનું કારણ બને છે જે BGA પેકેજની બહાર અવાજ તરીકે પ્રસારિત થાય છે, પરિણામે ક્રોસસ્ટૉક અસર થાય છે.

થ્રુ-હોલ્સનો ઉપયોગ કરતી જાડા PCB સાથે નેટવર્કિંગ સિસ્ટમ્સ જેવી એપ્લિકેશન્સમાં, જો થ્રુ-હોલ્સને સુરક્ષિત કરવા માટે કોઈ પગલાં લેવામાં ન આવે તો BGA ક્રોસસ્ટૉક સામાન્ય બની શકે છે.આવા સર્કિટ્સમાં, BGA હેઠળ મૂકવામાં આવેલા લાંબા છિદ્રો નોંધપાત્ર જોડાણનું કારણ બની શકે છે અને નોંધપાત્ર ક્રોસસ્ટૉક હસ્તક્ષેપ પેદા કરી શકે છે.

BGA ક્રોસસ્ટૉક બોલ ગ્રીડ એરેમાં ઘૂસણખોર સિગ્નલ અને પીડિત સિગ્નલના સ્થાન પર આધાર રાખે છે.BGA ક્રોસસ્ટૉક ઘટાડવા માટે, લો-ક્રોસ્ટૉલ્ક BGA પૅકેજ ગોઠવણ મહત્વપૂર્ણ છે.કેડન્સ એલેગ્રો પેકેજ ડિઝાઇનર પ્લસ સોફ્ટવેર સાથે, ડિઝાઇનર્સ જટિલ સિંગલ-ડાઇ અને મલ્ટિ-ડાઇ વાયરબોન્ડ અને ફ્લિપ-ચિપ ડિઝાઇનને ઑપ્ટિમાઇઝ કરી શકે છે;BGA/LGA સબસ્ટ્રેટ ડિઝાઇનના અનન્ય રૂટીંગ પડકારોને સંબોધવા માટે રેડિયલ, ફુલ-એંગલ પુશ-સ્ક્વિઝ રૂટીંગ.અને ચોક્કસ DRC/DFA વધુ સચોટ અને કાર્યક્ષમ રૂટીંગ માટે તપાસ કરે છે.ચોક્કસ DRC/DFM/DFA ચેક્સ એક પાસમાં સફળ BGA/LGA ડિઝાઇનની ખાતરી કરે છે.વિગતવાર ઇન્ટરકનેક્ટ નિષ્કર્ષણ, 3D પેકેજ મોડેલિંગ, અને પાવર સપ્લાય અસરો સાથે સિગ્નલ અખંડિતતા અને થર્મલ વિશ્લેષણ પણ પ્રદાન કરવામાં આવે છે.