封裝類型

當集成電路從硅晶圓上切割下來后，可以用多種不同的方式進行封裝，包括：

Dual Inline Package (DIP).

Small Outline Integrated Circuit (SOIC).

Thin Quad Flat Pack (TQFP).

Quad Flat No-Leads (QFN).

Ball Grid Array (BGA).

在不同的塑料封裝內部，使用引線鍵合的技術從硅集成電路連接到封裝引腳。

DIP封裝更大，更容易手工焊接（更適合業余愛好者），而BGA封裝不能進行手工焊接，需要特殊設備才能組裝到PCB上。

BGA 封裝具有最高的引腳密度， 這意味著它們在 PCB 上占用的空間最小，這對于大多數現代高端電子產品 （如智能手機） 至關重要。然而，擁有如此高密度的封裝意味著需要特殊技術來布置PCB上的所有信號。

以下是在PCB設計過程中對BGA芯片進行布線的一些技巧：

設計規則

在開始PCB布局之前，第一步是決定設計規則。

板子將有多少層？

最小的軌道寬度是多少？

最小軌道間距是多少？

最小通孔尺寸是多少（最小鉆孔直徑和最小環形圈）？

一般來說，層數越多，特征公差越小，電路板的布線就越容易。然而，更多的層數和更嚴格的公差通常也會使電路板更加昂貴（而且制造速度更慢）。

產品數量

決策因素之一是預期的產品數量——這些板子預計會有多少？對于大批量的產品，可能值得投入額外的精力，使用盡可能少的層數來布線，以減少每塊PCB的成本；而對于小批量的產品，花費額外的時間來布線層數更少的PCB就不值得。

還有必要考慮PCB制造商的能力，以及他們是否真的能按照你的設計規格生產電路板--即他們的最小軌道寬度、軌道間距、鉆孔尺寸和環形規格是什么，以及他們能生產的最大電路板層數。

阻抗要求

另一個因素是阻抗要求以及是否有軌道需要特定的阻抗，因為軌道寬度、軌道間距和層堆疊將決定軌道阻抗。此外，電路板的某些內層將成為電源參考平面（用于恒定阻抗）;如果您還不熟悉這一點，請查看我們有關高速設計的文章以獲取更多信息。

一些BGA，如微處理器單元（MPU）具有多個電源域，電路板內層上的電源層通常會根據芯片特定區域使用的電源連接分成不同的部分。例如，DDR 內存可能在特定電壓下工作，并且具有跨越 DDR 芯片以及 MPU 的 DDR 部分的電源位，而 SD/eMMC 部分將在不同的電壓下工作，并具有自己的電源位跨越該內存和 MPU 的該部分。在相關引腳下具有正確的電源層對于阻抗匹配很重要，也使引腳布線變得容易，因為它們所需要的只是通孔到電源層（而不是在BGA區域之外布線的軌道）。

零件文檔

有時，IC數據手冊會就某些設計規則提出建議，例如意法半導體的STM32MP1應用筆記中關于該處理器硬件設計入門的摘錄：

一般來說，基本上都必須檢查零件文件中的任何設計要求或建議。對于設計的某些部分，也可能有具體的設計限制，例如對DDR連接的阻抗和間隔的要求。從庫中拉入PCB封裝時，值得檢查進口零件的BGA著陸墊尺寸。一般規則要求，這些尺寸應為BGA球直徑的80%，但是它們并不總是在進口封裝上設置。

BGA芯片幾乎都需要去耦電容，可能還需要校準電阻，放在靠近芯片的地方（通常是在它的正下方），因此決定這些的封裝尺寸也是一個重要的步驟，應該提前完成。同樣，封裝尺寸越小，布線就越容易，但PCB組裝所需的設備和工藝就越先進（因此也可能越昂貴）。

在決定設計規則時要檢查的另一個因素是芯片的參考設計板。無論使用哪種PCB設計軟件，制造商通常會提供可以使用Gerber Viewer軟件（如ViewMate）打開和檢查的電路板Gerber文件。層數、軌道寬度、軌道間距和通孔尺寸都可以檢查。

過孔選項

另一個潛在的設計決策是是否使用盲孔或埋孔，這也是比較昂貴的，但是也能進行更高密度的設計。焊盤通孔技術是另一種可用于增加密度的技術，但成本更高。

放置走線

一些BGA有選擇性的填充球，在BGA上的一些球的位置沒有被使用，以便為布線軌道創造逃生通道。移除內層通孔上的非功能性焊盤可以騰出更多的空間用于布線（當使用6層以上電路板時）。

過孔通常以狗骨方式排列。

可以使用排列過孔技術增加從內行逃逸的走線密度，以創建一個通道，在該通道中，多個軌道可以近距離布線：

最后一個技巧是，有時不要把相鄰的芯片（如MPU和DDR）放得太近，以便為長度匹配的蛇形線留出足夠的空間，蛇形線往往比你想象的要占用更多的空間。

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