Базовая сетка на печатных платах.

[Aether]

Доброго дня.

Вопрос общего плана: чем обусловлен выбор именно квадратной сетки на ПП? Кажущаяся простота исполнения приводит к уменьшению плотности элементов и их неудачному конструктивному исполнению. Транзисторы и прочие трёх выводные элементы более удачно вписываются в шестигранную сетку. Использование скошенной оси избавляет от дробных размеров при проектировании.

[RXL]

В частных случаях применяют. Как пример, разъем СНП: http://www.elektrodetal.com/catalog/SNP268/

Твоя треугольная сетка получается из обычной прямоугольной двойным сокращением шага и шахматным расположением позиций.

[Aether]

Твоя треугольная сетка получается из обычной прямоугольной двойным сокращением шага и шахматным расположением позиций.

В этом случае (из квадратной сетки) уменьшение плотности не произойдёт. Получатся не равносторонние, а равнобедренные треугольники.

[RXL]

Да, разница есть. Но каковы требования? Нужно ли ради идеи разрабатывать новые стандарты, несовместимые со старыми?

[Aether]

Да, разница есть. Но каковы требования? Нужно ли ради идеи разрабатывать новые стандарты, несовместимые со старыми?

Я гипотетически.

1) На настоящий момент используются кучи стандартов, достаточно посмотреть на корпусы стандартных радиоэлементов. Дюймовые: 2,54 / 1,27 / 0,635 мм шаги выводов. Метрические: 2,5 / 2 / 1 / 0,8 / 0,6 / 0,5 / 0,4 мм. Не понятно какие: 2,85 / 2,35. Само по себе это приносит много проблем - нет здесь системы в метрическом мире.

2) Повышение плотности монтажа без уменьшения текстуры. А также увеличение степени свободы при расположении элементов строго по сетке - больше вариантов в ориентировании.

3) Создание компактных корпусов с нечётным числом выводов, например, трёх выводных симметричных для транзисторов.

4) Создание корпусов с лучшими показателями теплопроводности - шестигранные и круглые.

[Ochkarik]

Aether, во-первых проблема не всегда в плотности выводов а в том, что между ними необходимо еще и дорожки провести. и чем плотность больше тем это сложнее сделать. в случае гексагональной структуры - место под дорожки меньше. причем я говорю даже не про двухслойки. между выводами BGA корпусов располагают переходные отверстия. опять же они будут во всех слоях (если не делать глухие что существенно дороже).
так что основная проблема не в плотности упаковки а в трассировке.
1. исторический хвост.
2. сомнительно с учетом вышесказанного
3. а зачем?(опять же с учетом вышесказаного?)
4. теплопроводность обеспечивает не форма корпуса а термалпад, который припаевается к плате и при помощи переходных отверсий опять же - отдает тепло в планы питания по всей плате. если говорит о радиаторном охлаждении - там тоже честно говоря смысла не видно.

[Aether]

... так что основная проблема не в плотности упаковки а в трассировке.
2. сомнительно с учетом вышесказанного
3. а зачем?(опять же с учетом вышесказаного?)

Если речь идёт о диагонали в квадратной решётке, то в плане перехода между слоями, да - что-то можно сделать, пространства немного есть. А в плане дорожек, без уменьшения размера самих дорожек относительно шага сетки ничего не получится, какая бы сетка не была.

Зачем? Для полной унификации компонентной базы, которая бы позволила вести разработку легко и эффективно.

4. теплопроводность обеспечивает не форма корпуса а термалпад, который припаевается к плате и при помощи переходных отверсий опять же - отдает тепло в планы питания по всей плате. если говорит о радиаторном охлаждении - там тоже честно говоря смысла не видно.

Распределение теплового потока в квадратном корпусе более неравномерно, чем в шестигранном или круглом.

Если сравнить SOT23-3 и решение в рамках предлагаемой модели, то будет:
а) Симметричное расположение выводов, что удобно.
б) Уменьшение объёма, массы и следовательно цены изделия.

Если сравнивать с SOT223, то будет возможность отказаться от монолитного вывода теплоотвода в сторону распределённых выводов. Уменьшение зоны пайки позволит улучшить долговечность, уменьшить требования к технологии.

В радиаторном и жидкостном охлаждении есть плюсы и в плане геометрии общего расположения компонентов параллельно плате.

В общем, это теория, конечно. Просто было интересно послушать и другие мнения.

[Ochkarik]

Aether, а вы знаете что уменьшение размера дорожек стоит денег?) что уменьшение диаметра переходных отверстий стоит денег? типично 0.25 сверлятся, меньше прожигается. и это все надо разместить между двумя площадками.
10-12-16 слоев слоев это много, но из них часть занята полигонами земли-питаний, коих может быть 3-5-10, и весь этот бутерброд прошит переходными отверстиями фактически с шагом как выводы BGA и вот между этим всем необходимо впихнуть проводники, еще и дифференциальные как правило. и на краю корпуса куда приходят дорожки из центра кристалла места не очень много и со стандартной упаковкой.
дорожки 0.1 и между ними 0.1.
площадка 0.4, шаг выводов 1.0 - осталось 0.6 сколько тут проводов влезет? два-три? а если BGA в 30 рядов, сколько на краю надо проводников?
просто пример.

я это к чему... наука умеет много гитик.

[Aether]

Вы сейчас о меньших порах?

[Ochkarik]

я сейчас о вот таких извратах и попытке просунуть проводники между пинами) похоже что это как раз порядка 0.5 шага

[Aether]

Это присуще всем сеткам и относится к технологии монтажа, которую разрабатывает производитель. Естественно, если чип разработан для многослойной платы из конкретного числа слоёв, то на плате с меньшим числом слоёв будут однозначные проблемы.

Некоторые производители уходят от сплошных полей, оставляя промежутки, например, производитель памяти Micron:

К счастью, а может к сожалению, BGA и QFN я никогда не использовал и не сталкивался. Зато видел проявление ненадёжности этих подходов в эксплуатации и ремонте, особенно в условиях нашего естественного климата и культуры производства.

[Ochkarik]

достаточно посмотреть на распиновку микроновской микросхемы памяти, чтобы понять что, скорее, это наименьшее что их беспокоит)
типа - шутка)

думаю это либо технологическое

либо  размеры кристалла значительно больше площади выводов.
ибо.... как тогда объяснить это? цензурно)

[Aether]

Объяснить что? Использование подложки скорее всего связано с технологией пайки, то есть образуют терморазрыв с кристаллом. Соединение гибкими выводами из золота через колодцы в подложке, предположу, связано с технологией монтажа на конвейере. Плюс, гибкие выводы компенсируют ТКЛР. Кстати, подложка на рисунке из производного полиимида, то есть довольно термостойкая, скорее всего имеет большую разницу в температурном расширении в сравнении с кристаллом. Увеличенный корпус не обязательно содержит большой кристалл, возможно хотели увеличить теплоотдачу, а выводы не стали разносить из-за как раз ТКЛР, у стеклотекстолита и полиимида он тоже разнится, если не ошибаюсь. Впрочем, в микросхемах памяти кристалл может быть и большим.

В технологиях BGA и QFN меня смущает:
а) наличие жёстких выводов, да, видел разрушение шариков при прохождении климатических циклов;
б) особенности пайки будь-то горячий воздух или инфракрасный поток, имеются жёсткие требования к режиму, возможен перегрев;
в) контроль пайки и смыв флюса, я думаю, что часть вымыть просто не реально, а рентген контроль многим не доступен.

Данных по технологии на самом деле у меня очень мало, а результатов целевых испытаний и вовсе нет, так что может быть я и заблуждаюсь.

[Ochkarik]

я хотел сказать, что два ряда пинов могло было быть сделано из каких то других соображений чем забота о разводке.

по монтажу - ну да, сложнее. культур-мультур производства, технологии и все такое)
у нас небольшая контора - мы заказываем и производство и пайку. впрочем QFN у нас так паяют. но климатику не сдаем

[Aether]

Я так понимаю, суть BGA стратегии в образовании ступенчатого вертикального профиля при проектировании. Например, у нас есть квадрат 5х5. Наружный контур из 16 контактов мы можем развести по внешнему лицевому слою металлизации. Далее, следующий контур из 8 контактов переносится на внутренний слой металлизации. Затем, оставшийся центральный контакт выносится на следующий слой металлизации. Ну или как-то так, просовывать чрезмерно узкие дорожки между контактными площадками выглядит неправильно.

В пробном изготовлении до недавнего времени предпочитал DIP, благо у Microchip хорошая в этом плане база. Сейчас, по большей части, использую SOIC. Там, где требуется больше контактов QFP. SSOP тоже избегаю. С одной стороны, мы прототипы делаем обычно фрезерованием, а с другой стороны зрение не орлиное, поэтому не очень радует переход ряда производителей на очень малые шаги, вроде 0,4 мм. Миллиметр по мне тот самый предел, который разделяет макро- и микросборки.

[Ochkarik]

я не развожу платы на самом деле, только наблюдаю)
примерно так. только на один слой опускаться дорого поэтому, как правило, дырки сквозные. так что там все равно не между выводов петлять, но между сквозными отверстиями, которые 0,25 плюс зазор.
так что 5x5 это не страшно. страшно когда 40x40)

[Aether]

Я понял, суть в цене за разные типы отверстий, отсюда и нюансы. А Ваша организация пробовала провести конкурентную оценку среди изготовителей? Возможно, настоящий поставщик услуг по изготовлению ПП не заточен под BGA, и диктует цены, исходя из доступной ему технологии.

[Ochkarik]

дороговизна относительная. нюансов там много, я все и не знаю, так как не занимаюсь этим.
я все это говорю к теме первоначального поста про выбор сетки. к тому, что не факт, что выбор более плотной сетки приведет к необходимому результату)