高速PCB设计：BGA Fanout的创新TIViaChannel阵列技术

在高速PCB设计中，BGA（Ball Grid Array）封装技术的应用越来越广泛，特别是在处理小球距（ball pitch）的电路板布局时，如何有效地进行走线和via channel array设计成为关键问题。本文标题"PCB VIA Channel阵列的设计原则"着重探讨了在不同ball/pitch条件下，如何优化BGA的fanout设计，以提升信号完整性、减小寄生效应，并降低制造成本。 首先，传统的BGA封装设计，即Normal BGA packagerouting，其走线和via的数量受限于最小间距，这可能导致线路尺寸受限，使得在小于0.8mm pitch的BGA布局中尤为棘手。为解决这一问题，引入了TIViaChannel™阵列的概念，这是一个专利待审的技术，旨在通过增加更多的过孔通道（via channels），以提供更大的布线灵活性，同时减少信号延迟和串扰。这种阵列设计模仿了喷漆技术的发展过程，就像1927年Erik Rotheim发明的喷漆罐简化了绘画一样，TIViaChannel阵列旨在简化复杂的PCB设计过程，提高效率。 传统的刀割或剪切导电带的方法在处理小型元器件的连接时耗时且精度不高。1932年，3M员工John A. Bordens的创新——带切割边缘的胶带分发器，解决了这一痛点。在PCB设计中，类似的理念被应用到via channel的设计中，通过集成化的设计，减少了手工操作的繁琐，提升了设计的标准化程度。 然而，对于小球距BGA，通常需要采用高密度互连（HDI）和微孔via，这些技术增加了PCB的成本并引入额外的制造复杂性。因此，文章提出了一个问题：是否存在一种方法可以消除这些缺点，同时保持良好的信号性能和成本效益？答案可能在于持续优化的via channel阵列设计，它既要考虑信号完整性，又要兼顾成本和工艺可行性。 本文的核心知识点包括：理解BGA封装的挑战，如小间距带来的布局难题；掌握TIViaChannel™阵列的设计原则和优势，它如何借鉴传统技术和工业革命中的创新思路；以及探索如何通过改进设计来降低HDI和微孔via的需求，以提升高速PCB的性价比和生产效率。在实际设计过程中，遵循这些原则和方法，可以有效应对高速PCB的复杂性和挑战。