BGA Crosstalk کی کیا وجہ ہے؟

اس مضمون کے اہم نکات

- BGA پیکجز سائز میں کمپیکٹ ہوتے ہیں اور پن کثافت زیادہ ہوتے ہیں۔

- BGA پیکجوں میں، بال کی سیدھ اور غلط ترتیب کی وجہ سے سگنل کراسسٹالک کو BGA کراسسٹالک کہا جاتا ہے۔

- BGA کراسسٹالک بال گرڈ صف میں گھسنے والے سگنل اور شکار کے سگنل کے مقام پر منحصر ہے۔

ملٹی گیٹ اور پن کاؤنٹ آئی سی میں، انضمام کی سطح تیزی سے بڑھ جاتی ہے۔بال گرڈ اری (BGA) پیکجوں کی ترقی کی بدولت یہ چپس زیادہ قابل اعتماد، مضبوط اور استعمال میں آسان ہو گئی ہیں، جو سائز اور موٹائی میں چھوٹے اور پنوں کی تعداد میں زیادہ ہیں۔تاہم، BGA کراسسٹالک سگنل کی سالمیت کو بری طرح متاثر کرتا ہے، اس طرح BGA پیکجوں کے استعمال کو محدود کرتا ہے۔آئیے BGA پیکیجنگ اور BGA crosstalk پر بات کرتے ہیں۔

بال گرڈ سرنی پیکجز

بی جی اے پیکیج ایک سطحی ماؤنٹ پیکیج ہے جو انٹیگریٹڈ سرکٹ کو ماؤنٹ کرنے کے لیے چھوٹی دھاتی کنڈکٹر بالز کا استعمال کرتا ہے۔یہ دھاتی گیندیں ایک گرڈ یا میٹرکس پیٹرن بناتی ہیں جو چپ کی سطح کے نیچے ترتیب دی جاتی ہیں اور پرنٹ شدہ سرکٹ بورڈ سے منسلک ہوتی ہیں۔

ایک بال گرڈ سرنی (BGA) پیکیج

وہ آلات جو BGAs میں پیک کیے جاتے ہیں ان میں چپ کے دائرے میں کوئی پن یا لیڈ نہیں ہوتی۔اس کے بجائے، بال گرڈ سرنی چپ کے نیچے رکھی گئی ہے۔یہ بال گرڈ صفوں کو سولڈر بالز کہا جاتا ہے اور یہ BGA پیکیج کے کنیکٹر کے طور پر کام کرتی ہیں۔

مائیکرو پروسیسرز، وائی فائی چپس، اور ایف پی جی اے اکثر بی جی اے پیکجز استعمال کرتے ہیں۔BGA پیکج چپ میں، سولڈر بالز پی سی بی اور پیکج کے درمیان کرنٹ کو بہنے دیتی ہیں۔یہ سولڈر گیندیں جسمانی طور پر الیکٹرانکس کے سیمی کنڈکٹر سبسٹریٹ سے جڑی ہوئی ہیں۔لیڈ بانڈنگ یا فلپ چپ کا استعمال سبسٹریٹ اور ڈائی سے برقی رابطہ قائم کرنے کے لیے کیا جاتا ہے۔کنڈکٹو الائنمنٹس سبسٹریٹ کے اندر واقع ہوتے ہیں جس کی مدد سے الیکٹریکل سگنلز کو چپ اور سبسٹریٹ کے درمیان جنکشن سے سبسٹریٹ اور بال گرڈ سرنی کے درمیان جنکشن تک منتقل کیا جا سکتا ہے۔

BGA پیکیج کنکشن لیڈز کو ڈائی کے نیچے میٹرکس پیٹرن میں تقسیم کرتا ہے۔یہ انتظام فلیٹ اور ڈبل قطار پیکجوں کے مقابلے BGA پیکج میں لیڈز کی ایک بڑی تعداد فراہم کرتا ہے۔ایک لیڈ پیکج میں، پنوں کو حدود میں ترتیب دیا جاتا ہے.BGA پیکج کے ہر پن میں ایک سولڈر گیند ہوتی ہے، جو چپ کی نچلی سطح پر واقع ہوتی ہے۔نچلی سطح پر یہ انتظام زیادہ رقبہ فراہم کرتا ہے، جس کے نتیجے میں زیادہ پن، کم بلاکنگ، اور کم لیڈ شارٹس ہوتے ہیں۔BGA پیکج میں، ٹانکا لگانے والی گیندیں لیڈز کے ساتھ پیکج کے مقابلے میں سب سے زیادہ فاصلے پر منسلک ہوتی ہیں۔

BGA پیکجوں کے فوائد

BGA پیکج کمپیکٹ طول و عرض اور اعلی پن کثافت ہے.بی جی اے پیکج میں کم انڈکٹینس ہے، جس سے کم وولٹیجز استعمال کی جا سکتی ہیں۔بال گرڈ سرنی اچھی طرح سے فاصلہ رکھتی ہے، جس سے BGA چپ کو PCB کے ساتھ سیدھ میں کرنا آسان ہو جاتا ہے۔

BGA پیکج کے کچھ دوسرے فوائد یہ ہیں:

- پیکج کی کم تھرمل مزاحمت کی وجہ سے گرمی کی اچھی کھپت۔

- BGA پیکجوں میں لیڈ کی لمبائی لیڈز والے پیکجوں سے کم ہوتی ہے۔چھوٹے سائز کے ساتھ مل کر لیڈز کی زیادہ تعداد BGA پیکج کو زیادہ موثر بناتی ہے، اس طرح کارکردگی بہتر ہوتی ہے۔

- BGA پیکجز فلیٹ پیکجز اور ڈبل ان لائن پیکجز کے مقابلے تیز رفتاری سے اعلی کارکردگی پیش کرتے ہیں۔

- پی سی بی مینوفیکچرنگ کی رفتار اور پیداوار BGA پیکڈ ڈیوائسز استعمال کرنے پر بڑھ جاتی ہے۔سولڈرنگ کا عمل آسان اور آسان ہو جاتا ہے، اور BGA پیکجوں کو آسانی سے دوبارہ بنایا جا سکتا ہے۔

BGA Crosstalk

BGA پیکجوں میں کچھ خرابیاں ہوتی ہیں: سولڈر بالز کو موڑا نہیں جا سکتا، پیکج کی زیادہ کثافت کی وجہ سے معائنہ کرنا مشکل ہے، اور زیادہ حجم کی پیداوار کے لیے مہنگے سولڈرنگ آلات کے استعمال کی ضرورت ہوتی ہے۔

BGA کراسسٹالک کو کم کرنے کے لیے، کم کراسسٹالک BGA کا انتظام بہت ضروری ہے۔

BGA پیکجز اکثر بڑی تعداد میں I/O آلات میں استعمال ہوتے ہیں۔BGA پیکج میں ایک مربوط چپ کے ذریعے منتقل اور موصول ہونے والے سگنلز ایک لیڈ سے دوسرے لیڈ تک سگنل انرجی کپلنگ سے پریشان ہو سکتے ہیں۔BGA پیکج میں سولڈر گیندوں کی سیدھ اور غلط ترتیب کی وجہ سے سگنل کراسسٹالک BGA کراسسٹالک کہلاتا ہے۔بال گرڈ اریوں کے درمیان محدود انڈکٹنس BGA پیکجوں میں کراسسٹالک اثرات کی ایک وجہ ہے۔جب BGA پیکج لیڈز میں ہائی I/O کرنٹ ٹرانزینٹس (انٹروژن سگنلز) واقع ہوتے ہیں، تو سگنل اور ریٹرن پن کے مطابق بال گرڈ اریوں کے درمیان محدود انڈکٹنس چپ سبسٹریٹ پر وولٹیج کی مداخلت پیدا کرتا ہے۔یہ وولٹیج کی مداخلت سگنل کی خرابی کا سبب بنتی ہے جو BGA پیکیج سے شور کے طور پر منتقل ہوتی ہے، جس کے نتیجے میں کراسسٹالک اثر ہوتا ہے۔

موٹی پی سی بی کے ساتھ نیٹ ورکنگ سسٹم جیسے ایپلی کیشنز میں جو تھرو ہولز استعمال کرتے ہیں، BGA کراسسٹالک عام ہو سکتا ہے اگر تھرو ہولز کو بچانے کے لیے کوئی اقدامات نہ کیے جائیں۔اس طرح کے سرکٹس میں، بی جی اے کے نیچے رکھے گئے سوراخوں کے ذریعے اہم جوڑے جا سکتے ہیں اور قابل توجہ کراسسٹالک مداخلت پیدا کر سکتے ہیں۔

BGA کراسسٹالک بال گرڈ سرنی میں مداخلت کرنے والے سگنل اور شکار کے سگنل کے مقام پر منحصر ہے۔BGA کراسسٹالک کو کم کرنے کے لیے، کم کراسسٹالک BGA پیکج کا انتظام بہت ضروری ہے۔Cadence Allegro Package Designer Plus سافٹ ویئر کے ساتھ، ڈیزائنرز پیچیدہ سنگل ڈائی اور ملٹی ڈائی وائر بانڈ اور فلپ چپ ڈیزائن کو بہتر بنا سکتے ہیں۔BGA/LGA سبسٹریٹ ڈیزائن کے منفرد روٹنگ چیلنجز سے نمٹنے کے لیے ریڈیل، فل اینگل پش سکوز روٹنگ۔اور مخصوص DRC/DFA زیادہ درست اور موثر روٹنگ کے لیے چیک کرتا ہے۔مخصوص DRC/DFM/DFA چیک ایک ہی پاس میں کامیاب BGA/LGA ڈیزائن کو یقینی بناتے ہیں۔تفصیلی انٹرکنیکٹ نکالنے، 3D پیکیج ماڈلنگ، اور سگنل کی سالمیت اور بجلی کی فراہمی کے مضمرات کے ساتھ تھرمل تجزیہ بھی فراہم کیے گئے ہیں۔