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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，簡言之，80﹪的

高頻信號及特殊信號將會由這類型的package 內拉出。因此，如何處理BGA

package 的走線，對重要信號會有很大的影響。

通常環繞在 BGA 附近的小零件，依重要性為優先級可分為幾類：

1. by pass。

2. clock 終端RC 電路。

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

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

號）。

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；此種電路常出

現在AGP CHIP or 含AGP 功能之CHIP 附近，透過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；無走線要求）。

9. pull height R、RP。

1-6 項的電路通常是placement 的重點，會排的盡量靠近BGA，是需要特別

處理的。第7 項電路的重要性次之，但也會排的比較靠近BGA。8、9 項為一般

性的電路，是屬于接上既可的信號。

相對于上述 BGA 附近的小零件重要性的優先級來說，在ROUTING 上的需

求如下：

1. by pass => 與CHIP 同一面時，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，可與BGA 的VCC、GND pin 共享同一個via，線長請勿超

越100mil。

2. clock 終端RC 電路 => 有線寬、線距、線長或包GND 等

需求；走線盡量短，平順，盡量不跨越VCC 分隔線。

3. damping => 有線寬、線距、線長及分組走線等

需求；走線盡量短，平順，一組一組走線，不可參雜其它信號。

4. EMI RC 電路 => 有線寬、線距、并行走線、包GND

等需求；依客戶要求完成。

5. 其它特殊電路 => 有線寬、包GND 或走線凈空等需

求；依客戶要求完成。

6. 40mil 以下小電源電路組 => 有線寬等需求；盡量以表面層完

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成，將內層空間完整保留給信號線使用，并盡量避免電源信號在

BGA 區上下穿層，造成不必要的干擾。

7. pull low R、C => 無特殊要求；走線平順。

8. 一般小電路組 => 無特殊要求；走線平順。

9. pull height R、RP => 無特殊要求；走線平順。

為了更清楚的說明 BGA 零件走線的處理，說明如下：

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；十字可因走線需要做不對稱調整。

B. clock 信號有線寬、線距要求，當其R、C 電路與CHIP 同一面時請盡量

以上圖方式處理。

C. USB 信號在R、C 兩端請完全并行走線。

D. by pass 盡量由CHIP pin 接至by pass 再進入plane。無法接到的by pass

請就近下plane。

E. BGA 組件的信號，外三圈往外拉，并保持原設定線寬、線距；VIA 可

在零件實體及3MM placement 禁置區間調整走線順序，如果走線沒有層

面要求，則可以延長而不做限制。內圈往內拉或VIA 打在PIN 與PIN 正

中間。另外，BGA 的四個角落請盡量以表面層拉出，以減少角落的VIA

數。

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F. BGA 組件的信號，盡量以輻射型態向外拉出；避免在內部回轉。

F_2 為BGA 背面by pass 的放置及走線處理。

By pass 盡量靠近電源pin。

F_3 為BGA 區的VIA 在VCC 層所造成的狀況

THERMAL VCC 信號在VCC 層的導通狀態。

ANTI GND信號在VCC 層的隔開狀態。

因 BGA 的信號有規則性的引線、打VIA，使得電源的導通較充足。

VCC 信號

GND 信號

VCC 來源

端處理

THERMAL

ANTI

導通銅面

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F_4 為BGA 區的VIA 在GND 層所造成的狀況

THERMAL GND 信號在GND 層的導通狀態。

ANTI VCC信號在GND 層的隔開狀態。

因 BGA 的信號有規則性的引線、打VIA，使得接地的導通較充足。

F_5 為BGA 區的Placement 及走線建議圖

THERMAL

導通銅面

ANTI

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以上所做的BGA 走線建議，其作用在于：

1. 有規則的引線有益于特殊信號的處理，使得除表層外，其余走線層

皆可以所要求的線寬、線距完成。

2. BGA 內部的VCC、GND 會因此而有較佳的導通性。

3. BGA 中心的十字劃分線可用于；當BGA 內部電源一種以上且不易

于VCC 層切割時，可于走線層處理（40~80MIL），至電源供應端。

或BGA 本身的CLOCK、或其它有較大線寬、線距信號順向走線。

4. 良好的BGA走線及placement，可使BGA自身信號的干擾降至最低。