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 BGA CHIP PLACEMENT AND ROUTING RULE

BGA是PCB 上常用的組件，通常CPU、NORTH BRIDGE、SOUTH BRIDGE、

AGP CHIP、CARD BUS CHIP…等，大多是以bga 的型式包裝，簡(jiǎn)言之，80﹪的

高頻信號(hào)及特殊信號(hào)將會(huì)由這類(lèi)型的package 內(nèi)拉出。因此，如何處理BGA

package 的走線(xiàn)，對(duì)重要信號(hào)會(huì)有很大的影響。

通常環(huán)繞在 BGA 附近的小零件，依重要性為優(yōu)先級(jí)可分為幾類(lèi)：

1. by pass。

2. clock 終端RC 電路。

3. damping（以串接電阻、排組型式出現(xiàn)；例如memory BUS 信號(hào)）

4. EMI RC 電路（以dampin、C、pull height 型式出現(xiàn)；例如USB 信

號(hào)）。

5. 其它特殊電路（依不同的CHIP 所加的特殊電路；例如CPU 的感

溫電路）。

6. 40mil 以下小電源電路組（以C、L、R 等型式出現(xiàn)；此種電路常出

現(xiàn)在AGP CHIP or 含AGP 功能之CHIP 附近，透過(guò)R、L 分隔出不

同的電源組）。

7. pull low R、C。

8. 一般小電路組（以R、C、Q、U 等型式出現(xiàn)；無(wú)走線(xiàn)要求）。

9. pull height R、RP。

1-6 項(xiàng)的電路通常是placement 的重點(diǎn)，會(huì)排的盡量靠近BGA，是需要特別

處理的。第7 項(xiàng)電路的重要性次之，但也會(huì)排的比較靠近BGA。8、9 項(xiàng)為一般

性的電路，是屬于接上既可的信號(hào)。

相對(duì)于上述 BGA 附近的小零件重要性的優(yōu)先級(jí)來(lái)說(shuō)，在ROUTING 上的需

求如下：

1. by pass => 與CHIP 同一面時(shí)，直接由CHIP

pin 接至by pass，再由by pass 拉出打via 接plane；與CHIP 不同

面時(shí)，可與BGA 的VCC、GND pin 共享同一個(gè)via，線(xiàn)長(zhǎng)請(qǐng)勿超

越100mil。

2. clock 終端RC 電路 => 有線(xiàn)寬、線(xiàn)距、線(xiàn)長(zhǎng)或包GND 等

需求；走線(xiàn)盡量短，平順，盡量不跨越VCC 分隔線(xiàn)。

3. damping => 有線(xiàn)寬、線(xiàn)距、線(xiàn)長(zhǎng)及分組走線(xiàn)等

需求；走線(xiàn)盡量短，平順，一組一組走線(xiàn)，不可參雜其它信號(hào)。

4. EMI RC 電路 => 有線(xiàn)寬、線(xiàn)距、并行走線(xiàn)、包GND

等需求；依客戶(hù)要求完成。

5. 其它特殊電路 => 有線(xiàn)寬、包GND 或走線(xiàn)凈空等需

求；依客戶(hù)要求完成。

6. 40mil 以下小電源電路組 => 有線(xiàn)寬等需求；盡量以表面層完

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成，將內(nèi)層空間完整保留給信號(hào)線(xiàn)使用，并盡量避免電源信號(hào)在

BGA 區(qū)上下穿層，造成不必要的干擾。

7. pull low R、C => 無(wú)特殊要求；走線(xiàn)平順。

8. 一般小電路組 => 無(wú)特殊要求；走線(xiàn)平順。

9. pull height R、RP => 無(wú)特殊要求；走線(xiàn)平順。

為了更清楚的說(shuō)明 BGA 零件走線(xiàn)的處理，說(shuō)明如下：

A. 將BGA 由中心以十字劃分，VIA 分別朝左上、左下、右上、右下方向

打；十字可因走線(xiàn)需要做不對(duì)稱(chēng)調(diào)整。

B. clock 信號(hào)有線(xiàn)寬、線(xiàn)距要求，當(dāng)其R、C 電路與CHIP 同一面時(shí)請(qǐng)盡量

以上圖方式處理。

C. USB 信號(hào)在R、C 兩端請(qǐng)完全并行走線(xiàn)。

D. by pass 盡量由CHIP pin 接至by pass 再進(jìn)入plane。無(wú)法接到的by pass

請(qǐng)就近下plane。

E. BGA 組件的信號(hào)，外三圈往外拉，并保持原設(shè)定線(xiàn)寬、線(xiàn)距；VIA 可

在零件實(shí)體及3MM placement 禁置區(qū)間調(diào)整走線(xiàn)順序，如果走線(xiàn)沒(méi)有層

面要求，則可以延長(zhǎng)而不做限制。內(nèi)圈往內(nèi)拉或VIA 打在PIN 與PIN 正

中間。另外，BGA 的四個(gè)角落請(qǐng)盡量以表面層拉出，以減少角落的VIA

數(shù)。

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F. BGA 組件的信號(hào)，盡量以輻射型態(tài)向外拉出；避免在內(nèi)部回轉(zhuǎn)。

F_2 為BGA 背面by pass 的放置及走線(xiàn)處理。

By pass 盡量靠近電源pin。

F_3 為BGA 區(qū)的VIA 在VCC 層所造成的狀況

THERMAL VCC 信號(hào)在VCC 層的導(dǎo)通狀態(tài)。

ANTI GND信號(hào)在VCC 層的隔開(kāi)狀態(tài)。

因 BGA 的信號(hào)有規(guī)則性的引線(xiàn)、打VIA，使得電源的導(dǎo)通較充足。

VCC 信號(hào)

GND 信號(hào)

VCC 來(lái)源

端處理

THERMAL

ANTI

導(dǎo)通銅面

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F_4 為BGA 區(qū)的VIA 在GND 層所造成的狀況

THERMAL GND 信號(hào)在GND 層的導(dǎo)通狀態(tài)。

ANTI VCC信號(hào)在GND 層的隔開(kāi)狀態(tài)。

因 BGA 的信號(hào)有規(guī)則性的引線(xiàn)、打VIA，使得接地的導(dǎo)通較充足。

F_5 為BGA 區(qū)的Placement 及走線(xiàn)建議圖

THERMAL

導(dǎo)通銅面

ANTI

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以上所做的BGA 走線(xiàn)建議，其作用在于：

1. 有規(guī)則的引線(xiàn)有益于特殊信號(hào)的處理，使得除表層外，其余走線(xiàn)層

皆可以所要求的線(xiàn)寬、線(xiàn)距完成。

2. BGA 內(nèi)部的VCC、GND 會(huì)因此而有較佳的導(dǎo)通性。

3. BGA 中心的十字劃分線(xiàn)可用于；當(dāng)BGA 內(nèi)部電源一種以上且不易

于VCC 層切割時(shí)，可于走線(xiàn)層處理（40~80MIL），至電源供應(yīng)端。

或BGA 本身的CLOCK、或其它有較大線(xiàn)寬、線(xiàn)距信號(hào)順向走線(xiàn)。

4. 良好的BGA走線(xiàn)及placement，可使BGA自身信號(hào)的干擾降至最低。