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拥有平均工作经验超过10年的专业PCB设计团队，可熟练使用各主流PCB设计软件，欢迎有设计需求的朋友来咨询！接下来，介绍PCB设计的BGA设备的布局布线技术。
随着电子产品在便携式/小型化、网络化方向的快速发展，对电子组装技术提出了更高的要求，其中BGA（BallGrid Array球门阵列封装）是进入实用化阶段的高密度组装技术。
BGA技术的研究从60年代开始，最早被美国IBM公司采用，到了90年代初，BGA才真正进入实用化阶段。因为是以前流行的QFP封装那样的高密管脚设备，所以精细间距的界限是对于细引线容易弯曲、脆、容易切断、引线之间的共平面度和粘贴精度的要求高。BGA技术采用将圆形或柱状点隐藏在包装下的结构，采用读取间隔大、引线长度短的新设计思考方式。由此，BGA消除由于微距元件中的引线问题而引起的共面度和翘曲的缺陷。
BGA是PCB中经常使用的元设备，通常从该类型的封装Footprint中导出80°C的高频信号和特殊信号。因此，BGA如何处理设备的走线对重要信号有很大的影响。
常规BGA设备如何下线？
一般BGA设备在接线时，一般的步骤如下。
1、首先BGA根据设备的焊盘数确定需要几层板，进行层叠设计。
2.接着，对主设备BGA进行扇出（即，从焊盘引出小线，然后在线的端部开孔到达另一层）。
3、然后，通过可用层扇出从通孔到设备的端部，进行直到所有焊盘都被通穿为止。
扇出以及逃走时的配线按照适用的设计规则进行。扇出包括控制Fanout Control规则、布线宽度RouTIng Width规则、布线通孔方式RoutingViaStyle规则、布线层RouTIng Layers规则、电间隔Electrical Clearance规则。层数不足、宽度太宽出不来、孔太大打不开、间隔违反安全距离等，规则设定不合理的情况下会失败扇出。扇出操作没有反应时，请确认各规则的设置，进行适当的变更。如果没有问题扇出就不成功。如下图所示。各层的走线颜色不同。
扇出对话框中，可以控制和定义扇出以及与逃逸配线相关的选项。另外，也有在盲孔（层对之间的钻孔、层栈管理器Layer Stack Manager对话框中可设定）中使用的选项。其他选项包括在内部矩阵扇出的同时扇出是否包括其他两个矩阵，以及是否仅分配给网络的垫扇出。
极小BGA（0.4mm间距）设备如何接线？
BGA由于其加工技术复杂，在设计阶段除了考虑其功能设计外，最主要的是PCB制板工厂和贴片组装工厂之间的沟通。不同厂家采用的技术不同，能力也不同。在加工制造成本方面，采样和量产也不同。因此，BGA设计更重要的是考虑加工成本、生产的良品率等因素。
今天要说的这个BGA不是节能灯。这样的BGA模块的设计已经刷新了基线，属于最小加工能力的范畴。首先，让我们来看看参数的特征吧。
BGA垫0.3mm（12mil）
BGA中心间隔0.4mm（16mil）
从垫和垫的边缘到边缘的X Y方向都是0.1mm（4mil）。
垫和垫的边缘在对角线方向是0.27mm（10.8mil）。
那么问题来了！
回顾一下之前的博客ldquo吧。规则设置如何应用于我的PCB设计？PCB制造线宽间距和孔径rdquo。其中有PCB加工板工厂最精密的加工能力的介绍。目前，主要线宽线距离和孔径极限加工能力的截面图如下所示。
在这里请大家注意。最小线宽0.1mm（4mil）、最小安全间隔0.1mm（4mil）、最小镭孔直径0.1mm（4mil）。我们也不想打机器洞，激光孔都放不出去！
问题1：线不出来！解决办法：盲埋孔代替贯通孔开孔
如上图所示，最小4mil线宽的线由于间隔只有0.1mm（4mil），所以出不来。这个BGA设备可以除了最外面的圆圈划线，里面的线不能布！因此，贯通孔（Through Hole）不通用，在各层中阻挡中垫的走线。只能采用盲埋孔。
问题2：没有地方打洞！解决办法：磁盘孔Viain Pad
如上述图所示，最小激光孔0.1mm（4mil）由于垫边沿对角线是最大间隔0.27mm，所以不能打到垫间。即使把最小的洞打到中间也不能满足最小间隔4mil的安全规则。因此，只能打盘里的洞。但是，盘孔加工复杂，需要后续的处理、填充孔塞孔、加电镀、研磨表面等工序。加工成本也相应地增加。
极小BGA（0.4mm间距）设备的布线解决方案的结论：
在技术上只能进行4层以上的多层布线。BGA设备0.4mm球间距、0.3mm球垫直径，需要制作激光盲孔相互连接（激光最小加工孔径能力为0.1mm），可根据设计要求进行二次互连；需要圆盘孔的设计
加工制造方工艺和成本的考虑
BGA在包括设备PCB的设计的情况下，除了技术功能方面的设计外，还需要与PCB制造商进行沟通。包括制造过程和相应的成本。不同的加工技术会影响将来的组装难易度、产品的良品率。
在加工工序中，激光盲孔工序是VCP侧喷脉冲电镀铜使盲孔平坦填充，研磨后进行负片酸性蚀刻以确保BGA的完整性，蚀刻后BGA的最终尺寸是0.27mm～0.28mm。另外，BGA间距小，因此在加工过程中需要注意以下几点。
1、对工程设计BGA的补偿处理，确保最终焊接盘的要求；
2、阻断焊接打开窗户，保证打开窗户BGA不上焊盘，否则影响粘贴；
3、由于墨的选择间距比较小，所以优先选择粘度高的绿色墨。
4、表面处理过程的选择，通常BGA包的PCB板表面处理只有选择相对平坦的表面处理过程，才能保证后面的芯片锡球和PCB板的最佳粘贴效果。
表面工艺分：热风平、沉淀、化银、化锡、OSP等几个表面工艺。OSP的焊接辅助性是最好的，但是需要保护氧化膜不受氧化和压印的影响。这里使用的示例PCB可以执行OSP表面处理。PCB表面处理后OSP必须在3个月内粘贴。否则会影响焊接。在成本方面OSP表面处理过程的加工成本相对较低。
关于光盘孔塞孔技术
随着电子产品向轻、薄、小方向发展，PCB也发展成高密度、高难度。IPC根据226的定义，HDI意味着每单位面积的配线密度比以往印刷电路板高。与现有技术PCB相比，这些电路板采用更细的导线和间隙（le；100micro。m/0.10mm，更小导通孔（lt；150micro；m）和垫（lt；400micro；m/0.40mm，以及较高的垫密度（gt；20垫/cm2）。在HDI板中经常使用盘孔，对盘孔的请求也是塞孔，因此对塞孔的要求也越来越高。例如，阻焊油墨不能有孔，导致孔内置锡珠。不能有爆炸油，不能成为粘贴部件难以粘贴等原因。
印制板塞孔程序是在印制板制造过程和表面粘贴技术提出的更高要求中产生的过程，塞孔作用有以下几点。
1、PCB防止开销焊接时的锡穿过导通孔元件面短路
2、避免焊接助剂残留导通孔
3、过峰值焊接时锡珠防止弹出、短路
4、防止表面锡膏流入孔内引起缺焊，影响粘贴
5、盘孔塞孔最难控制的是孔内锡珠或墨水上的垫，即所谓的爆油现象。而且，必须使垫的表面保持平坦，容易粘贴设备。
对于塞孔，大致分为墨水塞孔、树脂塞孔（电镀封孔和电镀填充孔3种。
墨塞孔用于通过PCB的通常的孔，孔堵塞后，表面是墨，没有导电性。很多产品（电镀封孔除外）的第一选择塞孔方式是rdquo。IPC 4761 Type VIrdquo; ndash; 塞孔以及重写。目标塞孔的深度是完全填充的，NCAB通用规范定义为塞孔的深度ge。70%可以接受。下图是根据IPC4761VI采用焊接电阻塞孔的图。孔口和PCB表面被墨水覆盖。BGA由于墨片塞孔不平坦，也没有导电性，所以盘孔不能进行墨片塞孔。不能再贴片了。
树脂塞孔电镀封孔是指对大孔进行填充处理，使表面完全金属化，表面镀铜层的厚度至少需要达到IPC2级基准的5micro。m或3级标准12micro；m。因此，填充材料可以最大限度地降低填充材料在气泡或焊接过程中膨胀的风险，所以不能阻止焊接，必须是环氧树脂。这是IPC-476VII型NDASh。填充和涂覆塞孔方案通常用于盘内的孔或高密度BGA区域。BGA将盘孔设为树脂塞孔后，对表面电镀的铜进行一层后，进行了研磨。这样贴片就可以实现了。
电镀钻孔：电镀钻孔后，垫会变平。孔中全部用铜填充，表面平整，可以通大电流。但是，成本相对较高。
加工制造成本的大致差别
从加工制造方面考虑。多层板的肯定价格高于双面板，盲埋孔的肯定价格高于普通通孔，盘孔的肯定价格高于非盘孔。
总之，在极小间距BGA装置、例如0.4mm球间距、0.3mm球径、XY方向垫边缘间距0.1mm、对角线方向0.27mm的微小BGA中，其布线战略基本上需要多层板、盘孔、激励光盲埋孔。线宽线距离4mil，微孔4mil/8mil。在销数特别多的情况下，为了布线需要进行二次或多次互连。
