pcb layout过程中，在bga下面放滤波电容有什么技巧吗？(关键词-引脚)

Question

遇到一个大的bga,20x20,电源种类5种，电源引脚有点分散。在bga下面放滤波电容的时候，第一次是从外围向bga里面摆，没放进去。第二次是从最下面一排向上面摆，也没放进去。想请教下在bga下面放滤波电容有没有什么技巧?

Answer 1

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1. 问题关键点分析：
   - 面对较大尺寸（20x20）且电源引脚分散的BGA芯片。
   - 尝试了从外围向里和从最下面一排向上摆放滤波电容，但均未成功放入。
2. 解决方案：
   - 电容选型：
   • 首先要根据BGA芯片的电源需求选择合适规格的滤波电容，包括电容值、耐压值等。例如，如果BGA芯片的某个电源引脚要求滤波电容值为10uF，耐压为5V，就需要选择符合此规格的电容。
   • 布局规划：
   • 引脚间距分析：仔细测量BGA芯片电源引脚的间距，了解其分布规律。对于引脚分散的情况，要找到相对空旷且便于电容引脚接入的区域。
   • 电容排列方式：
   • 可以采用分组摆放的方式。将5种电源的滤波电容分成不同的组，比如按照相近的电源类型分组。例如，将数字电源的滤波电容放在一组，模拟电源的滤波电容放在另一组。
   • 先确定每组电容的大致摆放位置，比如可以先将每组电容的一端引脚对齐，然后再根据引脚间距调整电容的位置。
   • 引脚长度考虑：
   • 检查电容引脚的长度是否合适。如果引脚过短，可能无法连接到BGA的电源引脚；如果引脚过长，可能会在摆放时相互干扰或超出BGA下方的空间范围。可以根据实际情况对电容引脚进行适当的弯折处理，但要注意弯折角度不能过大，以免影响电气性能。
   • 摆放顺序：
   • 从BGA的中心位置开始向外围逐步摆放电容。先放置靠近中心的电容，这样可以更好地利用BGA下方的空间，并且可以为后续电容的摆放留出更合理的空间。
   • 对于每一组电容，按照从低到高（或者其他有规律的顺序）摆放，这样可以使电容的布局更加整齐，便于布线。
   • 布线技巧：
   • 在摆放好电容后，进行布线连接。布线时要尽量保证线路短且直，减少信号传输的延迟和干扰。例如，使用较宽的金属走线来连接电容引脚和BGA电源引脚，以降低线路电阻。
   • 对于不同组的电容布线，要注意避免相互交叉，防止信号干扰。可以通过合理规划布线层来实现，比如将不同组电容的布线安排在不同的布线层上。
3. 多种方案优缺点：
   - 方案一：从外围向里摆放
   • 优点：
   • 一开始可能会觉得这样可以先利用BGA外围相对开阔的空间。
   • 缺点：
   • 由于电源引脚分散，从外围向里摆放时，可能会在接近BGA中心位置时，受到其他引脚或已摆放电容的阻挡，导致无法顺利放入。
   • 方案二：从最下面一排向上摆放
   • 优点：
   • 可以先确定最底层的摆放情况，逐步向上构建电容布局。
   • 缺点：
   • 同样可能因为引脚分散，在向上摆放过程中，上层电容的引脚与下层已摆放电容的引脚或BGA引脚发生冲突，无法完成摆放。
   • 方案三：从中心向外围逐步摆放
   • 优点：
   • 从中心开始向外围摆放能更好地利用BGA下方的整体空间，避免一开始就因为外围空间利用不当而导致后续摆放困难。
   • 可以更有条理地规划每组电容的位置，减少相互干扰的可能性。
   • 缺点：
   • 对布局规划的要求较高，如果一开始中心位置确定不准确，可能会影响后续电容的摆放。
4. 总结：
   在BGA下面放置滤波电容时，要综合考虑电容选型、布局规划和布线技巧。通过仔细分析引脚间距、合理排列电容、考虑引脚长度以及采用合适的摆放顺序等方法，可以更顺利地完成滤波电容的放置。从中心向外围逐步摆放电容是一种相对较好的方法，能有效利用空间并减少干扰。同时，布线时要注意线路的短直和避免交叉，以保证良好的电气性能。

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