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          電路板PCIe BGA扇出和轉義路由

          發表時間:2019-10-10     責任編輯:恒天偉業科技

            由于所有芯片都出現在PCI或PCIe卡上,因此布局和布線這些電路板似乎非常復雜。但是,PCIe的標準化體系結構為設計人員提供了相當大的靈活性。

            一個有點復雜的問題是這些卡上組件的PCIe BGA扇出。實施扇出和逃逸路由策略的技巧是確保您符合PCIe布局和路由規范??紤]到這一點,讓我們深入研究扇出和轉義路由的一些技巧。

            PCIe BGA扇出

            與大多數帶有BGA的組件一樣,沒有關于BGA扇出的黃金法則,正確的選擇取決于BGA中球之間的間距。組件制造商可能會針對特定組件推薦不同的扇出策略,因此,最好在實施扇出策略之前檢查其數據表。

            實際的逃生路由策略將部分取決于層堆棧。PCIe設備主要構建在4層電路板上,盡管6層線路板也是常見的選擇。無論層數如何,卡的總厚度都限制為1.57 mm。對于四層線路板,由于有兩個內部銅層,因此布線空間將限制為兩層。

            使用間距非常粗的BGA,您可能可以直接將其引出封裝,而無需在信號線上放置過孔。PCIe路由準則甚至在BGA下也指定了對稱路由。當您在相鄰球之間的包裝下方布線時,可能需要在信號線上放置一個彎頭以進行所需的連接。嘗試盡可能接近地鏡像差分對上兩條走線的任何彎曲。最好在焊盤之間布線差分對,而不要在一對走線之間放置焊盤。

            狗骨頭扇出策略適合于粗間距到中等間距的BGA,但訣竅是使走線保持在封裝下方??紤]到板厚度的限制,這可能很困難,因為這限制了可用的層數。實際上,與典型的狗骨頭扇出策略相比,在球之間路由差分對的要求實際上使得更容易直接在頂部信號層(即,無過孔)上到達BGA中的前兩行。然后,在內部的行上,可以使用帶有通孔的狗骨頭扇出結構到達另一個信號層。穿過銅層布線時,請確保包括合適的防墊直徑。

            對于極高間距的BGA,其引腳數非常高,您可能別無選擇,只能通過HDI路由選擇更高的層數。由于所需連接的剪切數,精細的BGA間距可能不支持典型的扇出策略。您將要使用VIPPO通孔來訪問電路板的內層,因為VIPPO中的鍍層可以防止焊料芯吸到電路板的背面。

          BGA電路板

            BGA的典型狗骨頭扇出

            轉義后路由

            一旦您的跡線從BGA中逸出,接下來會發生什么情況取決于要安裝在BGA上的設備。盡管正式的PCIe布局和路由規范定義了允許的最大走線長度,差分阻抗值和互連上可能出現的最大通孔數量,但您的組件可能會具有不同的要求。BGA外部的路由規范更多地取決于所使用的組件和信令標準,而不僅僅是查看PCIe標準中的最大允許量。

            由于組件本身的敏感公差,使用不同組件產生的這些變化的最小,典型和最大布線要求。這些要求往往比正式PCIe標準中提供的限額更為嚴格,無論其年代如何。因此,在開始設計布局和布線之前,應始終檢查組件的數據表。

          BGA電路板

            要使阻抗差分跡線保持一致并在所需的公差范圍內,可以采用具有受控阻抗設計和布線功能的PCB設計軟件。這允許自動路由或交互式路由功能在您路由時自動設置跡線間距和幾何形狀。確保遵守差分對之間的間距的“ 5W”規則,并鏡像相鄰走線中一條走線的任何偏差,以確保對稱性。另外,請確保根據所選的信號傳輸標準定義長度不匹配的公差。

            當今的設備速度要求設計人員定義具有一致特征阻抗的差分走線幾何形狀,作為符合PCIe標準的設計規則。與規則驅動的PCB設計軟件一起使用可極大地簡化布局和布線,從而使根據PCIe規范設計電路板變得更加容易。


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