Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Allwinner A13, Sinn des Packages


von René F. (Gast)


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Der chinesische SoC Hersteller Allwinner bietet mit seinem A13 einen 
Cortex A8 SoC im eLQFP176 Gehäuse an, kann mir irgendjemand erklären 
welchen Vorteil dieses Gehäuse bitte haben soll?

Unterstützt wird DDR2 und DDR3, beide RAMs gibt es nur in BGA Gehäusen. 
Meines Erachtens macht die Verwendung des Packages keinen Sinn, wenn 
sowieso eine Platine mit mehr als 2 Lagen verwendet werden muss...

Bitte klärt mich auf ;)

von Schorsch X. (bastelschorsch)


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Ich denke, dass eh eine Platine mit mehr als 2 Lagen notwendig sein 
dürfte, um eine gescheite Stromversorgung draus zu machen. Das Gehäuse 
wird wohl irgendein Kunde haben wollen. Aber ich kenn jemanden, der das 
sicher weiss:
Allwinner...

von 6a66 (Gast)


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René F. schrieb:
> Unterstützt wird DDR2 und DDR3, beide RAMs gibt es nur in BGA Gehäusen.
> Meines Erachtens macht die Verwendung des Packages keinen Sinn, wenn
> sowieso eine Platine mit mehr als 2 Lagen verwendet werden muss...
>
> Bitte klärt mich auf ;)

Es gibt da noch die TSOP-DRAMS DDR1 der alten Generationen. Prinzipiell 
ginge es immerhin noch, mit 4 Bausteinen 256MB zu machen, das ganze 
villeicht auf nem billigen 4-Lager, TSOP NAND dazu und eine SD-Karte.

rgds

von 6a66 (Gast)


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Schorsch X. schrieb:
> Ich denke, dass eh eine Platine mit mehr als 2 Lagen notwendig sein
> dürfte, um eine gescheite Stromversorgung draus zu machen.

Na ja, bei den BGAs und dem wegrouten der Leitungen und Powerplanes 
würde ich mindestens 6 oder gar 8 Lagen veranschlagen. Da ist mit 
4-Lagen nur schwer mas zu machen :).

rgds

von 6a66 (Gast)


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René F. schrieb:
> bietet mit seinem A13 einen
> Cortex A8 SoC im eLQFP176 Gehäuse an

Bitte vergiss nicht dass das System schon etwa 6 Jahre alt ist, 
seinerzeit noch für Android 4.01 beworben.

rgds

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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6a66 schrieb:
> Bitte vergiss nicht dass das System schon etwa 6 Jahre alt ist,
> seinerzeit noch für Android 4.01 beworben.

Auch damals verwendete man für Mikroprozessoren dieser Komplexität schon 
überwiegend BGA-Gehäuse.

von 6a66 (Gast)


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Andreas S. schrieb:
> Auch damals verwendete man für Mikroprozessoren dieser Komplexität schon
> überwiegend BGA-Gehäuse.

Yep, und sogar noch deutlich früher :)
Aber für low-cost systeme war es immer noch eine Alternative auf 
bedrahtete Bauteile (TQFP) zu setzen. Stirbt aebr immer mehr aus.

rgds

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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6a66 schrieb:
> Aber für low-cost systeme war es immer noch eine Alternative auf
> bedrahtete Bauteile (TQFP) zu setzen. Stirbt aebr immer mehr aus.

Naja, unter bedrahteten Bauelementen versteht man eher solche zur 
Durchsteckmontage. Vielleicht sollten man daher die Bezeichnung 
"gehäusekantenmontierbare Bauteile" prägen. Der große Nachteil der 
QFP-Gehäuse besteht darin, dass die filigranen Pins verbiegen können, 
was tasächlich wohl nicht so selten auch bei ordentlicher maschineller 
Verarbeitung vorkommt. BGA hingegen ist nach Aussage mehrerer Bestücker 
die prozessicherste Gehäuseform. Und natürlich kann man auch 
BGA-Bauteile auf doppelseitigen oder gar einseitigen Leiterplatten 
bestücken, wobei allerdings das Fanout schwierig wird, sobald es mehr 
als zwei Pinreihen gibt.

Als Nachfolger von QFP könnte man aber wohl am ehesten noch QFN usw. 
ansehen. Dort hat man auch die Kantenmontage, aber keine biegsamen Pinx.

Vorteile von QFP sehe ich nur dann, wenn die Leiterplatten starken 
Biegebelastungen oder Vibrationen ausgesetzt ist. Dann bewirken die 
gebogenen Anschlüsse noch eine gewisse mechanische Entkopplung.

von 6a66 (Gast)


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Andreas S. schrieb:
> "gehäusekantenmontierbare Bauteile"

:))
Ich bleib bei bedahtet - auch wenn's kein Widerstand ist. SMD Fertigung 
bei uns sieht das auch so 8)

Andreas S. schrieb:
> Als Nachfolger von QFP könnte man aber wohl am ehesten noch QFN usw.
> ansehen. Dort hat man auch die Kantenmontage, aber keine biegsamen Pinx.

Das wäre die sinnvollste Alternative (außer BGA) hat aber den Nachteil 
dass die Gehäuse in diesen Größen preislich deutlich teurer sind als BGA 
oder TQPF. TQFP läuft halt auf bereits abgeschriebenen Linien und ist 
damit immerhin kostengünstig (siehe auch billigere Prozessoren gelicher 
Bauart, TQFP ist immer die billigste Gehäuseform).

Sei's drum - der A13 in TQFP wird IMHO dieses Jahrzehnt nicht überleben 
:)

rgds

von Gerd E. (robberknight)


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Andreas S. schrieb:
> Der große Nachteil der
> QFP-Gehäuse besteht darin, dass die filigranen Pins verbiegen können,
> was tasächlich wohl nicht so selten auch bei ordentlicher maschineller
> Verarbeitung vorkommt.

ok. Aber das kann man dann ganz einfach per AOI erkennen und den IC 
ersetzen.

Bei QFN und BGA siehst Du dagegen nicht viel von außen, du brauchst 
schon Röntgeninspektion um da was zu erkennen. Und die ist teuer.

> BGA hingegen ist nach Aussage mehrerer Bestücker
> die prozessicherste Gehäuseform.

Hmm. Für die Produktion und den Test danach vielleicht.

Aber über die gesamte Lebensdauer bin ich mir da nicht so sicher. Ich 
hab schon genug Geräte wegwerfen müssen, weil die Lötung von BGAs nach 5 
oder mehr Jahren nicht mehr zuverlässig war. Manches ließ sich durch 
einfaches Erhitzen nochmal retten, bei anderen Teilen wäre komplexeres 
Rework angesagt gewesen, was mit 0,5mm-Pitch etc. nicht ganz so einfach 
ist.

von Andreas S. (Firma: Schweigstill IT) (schweigstill) Benutzerseite


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Gerd E. schrieb:
> Bei QFN und BGA siehst Du dagegen nicht viel von außen, du brauchst
> schon Röntgeninspektion um da was zu erkennen. Und die ist teuer.

Es gibt auch spezielle Inspektionskameras, mit denen man in den Spalt 
zwischen BGA und Leiterplatte schauen kann, um die Lötqualität zu 
bewerten. Mit einem Ersascope kann man sogar in Spalte bis 30um 
hineinschauen:

http://www.kurtzersa.de/electronics-production-equipment/rework-inspektionssysteme/inspektionssysteme.html

Diese Systeme eignen sich aber natürlich nicht zur 100%-Kontrolle von 
Fertigungslosen, sondern für die Fehlersuche und Stichproben.

> Aber über die gesamte Lebensdauer bin ich mir da nicht so sicher. Ich
> hab schon genug Geräte wegwerfen müssen, weil die Lötung von BGAs nach 5
> oder mehr Jahren nicht mehr zuverlässig war.

5 Jahren liegen deutlich nach der Herstellung. ;-) Und ob der Fehler 
schon von vornherein angelegt war oder durch Biegung der Baugruppe 
entstanden ist, kann ich schwer beurteilen. Allerdings häufen sich ja 
die Berichte über Reparaturen durch das Erhitzen von BGA oder sogar 
durch richtiges Reballing.

Ich habe bei meinem Tektronix TDS5034B auch den Verdacht, dass dort 
solch ein Fehler vorliegt, denn das Auftreten von Störungen bei der 
Darstellung von Oszillogrammen ist stark temperaturabhängig und reagiert 
auch auf leichtes Klopfen gegen das Gerät.

von Gerd E. (robberknight)


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Andreas S. schrieb:
> Diese Systeme eignen sich aber natürlich nicht zur 100%-Kontrolle von
> Fertigungslosen, sondern für die Fehlersuche und Stichproben.

genau. Ich weiß auch nicht wie das mit dem Röntgen industrieweit 
aussieht.

Mein Bestücker meinte jedenfalls daß das schwer wäre automatisch 
auszuwerten und das nur speziell ausgebildete Mitarbeiter können. Daher 
werden bei ihm meist nur Stichproben untersucht und 100% Untersuchung 
kostet deutlich Aufpreis. Das AOI für TQFP etc. läuft dagegen immer bei 
100% und ohne Aufpreis mit.

Vielleicht gibt es aber auch andere Läden die vollautomatisch 100% 
Röntgeninspektion machen.

>> Aber über die gesamte Lebensdauer bin ich mir da nicht so sicher. Ich
>> hab schon genug Geräte wegwerfen müssen, weil die Lötung von BGAs nach 5
>> oder mehr Jahren nicht mehr zuverlässig war.
>
> 5 Jahren liegen deutlich nach der Herstellung. ;-)

klar. Und leider genau dort, wo viele Hersteller den Ausfall und 
Neuverkauf haben wollen.

> Und ob der Fehler
> schon von vornherein angelegt war oder durch Biegung der Baugruppe
> entstanden ist, kann ich schwer beurteilen.

Bei mehreren von den bei mir betroffenen Geräten fand man im Internet 
jede Menge Berichte zu ähnlichen Problemen. Das spricht dafür daß 
entweder nicht richtig gelötet wurde, oder aber das Platinen- oder 
Gehäusedesign nicht für BGA passte.

Mir ist jedenfalls ein Bauteil in TQFP lieber als BGA. Allerdings sind 
manche Pinzahlen ohne BGA nicht mehr sinnvoll abbildbar.

von 6a66 (Gast)


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Gerd E. schrieb:
> genau. Ich weiß auch nicht wie das mit dem Röntgen industrieweit
> aussieht.

Gerd E. schrieb:
> Vielleicht gibt es aber auch andere Läden die vollautomatisch 100%
> Röntgeninspektion machen.

Ist doch ganz einfach:
Willst Du BGA in der Fertigung machen musst Du (vernünftigerweise) 
Röntgen oder mit irgenwelchen Peep-Einrichtungen dem BGA unter den Rock 
gucken :).
Willst Du oder kannst Du nicht röntgen - keine BGA Fetigung, dann 
bleibst Du zurück.
Gilt im Prinzip auch für MLF.

rgds

von 6a66 (Gast)


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Gerd E. schrieb:
> Bei mehreren von den bei mir betroffenen Geräten fand man im Internet
> jede Menge Berichte zu ähnlichen Problemen. Das spricht dafür daß
> entweder nicht richtig gelötet wurde, oder aber das Platinen- oder
> Gehäusedesign nicht für BGA passte.

Ja, das ist konstruktionsbedingt eine Schwäche von BGAs.
Wer Industrielektronik macht und Schock/Schwingen kennt wird sich den 
Einsatz von BGAs mehr als einmal überlegen. Und nicht nur BGAs sondern 
auch Steckverbinder, andere schwer Bauteile ohne Haltemöglichkeiten, 
....

rgds

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