Vias in BGA Pads Bohrdurchmesser

[Mark W. (kram)]

Hallo,

Ich wollte bei einem BGA mit 1mm Abstaenden und 0.6mm Paddurchmessern 
VIAs in die Pads setzen. Geschlossene VIAs, so dass sich das Bauteil 
noch gut aufloeten laesst.

Was fuer ein Bohrdurchmesser ist da besser? Eher kleiner oder groesser? 
Und warum?

Ich denke kleiner ist besser, dann haette man mehr Toleranz beim 
Platzieren, allerdings weiss ich nicht genau wie es mit dem Fuellen 
aussieht. Soll schon leitend gefuellt sein und Kupfer drueber.

[Teo D. (teoderix)]

Schau mal hier rein:
https://www.multi-circuit-boards.eu/leiterplatten-design-hilfe/bga-leiterplatte-ball-grid-array.html

[Mark W. (kram)]

Teo D. schrieb:
> Schau mal hier rein:
> 
https://www.multi-circuit-boards.eu/leiterplatten-design-hilfe/bga-leiterplatte-ball-grid-array.html

Habe das hier gefunden:

https://www.multi-circuit-boards.eu/leiterplatten-design-hilfe/bohren-durchkontaktierung/via-in-pad.html

Demnach waeren 0.4mm Loecher ok fuer meine Pads. Ich werde den Footprint 
wohl mit 0.4mm Loechern machen und dann den Fertiger sagen, dass er das 
so machen soll, wie es fuer ihn am Besten geht.

[Gustl B. (-gb-)]

Mark W. schrieb:
> Geschlossene VIAs, so dass sich das Bauteil
> noch gut aufloeten laesst.

Das ist sehr wichtig, da sonst das Lot durch die Vias wegfließt, manche 
Bällchen verschwinden und keine Verbindung herstellen. Hatte ich leider 
mal gemacht. Setze die Vias lieber genau mittig zwischen je 4 Bällchen.

[georg (Gast)]

Gustl B. schrieb:
> Setze die Vias lieber genau mittig zwischen je 4 Bällchen.

Ja, aber es gibt BGAs bei denen das einfach nicht mehr möglich ist. Ich 
würde in jedem Fall lieber ein grösseres BGA-Gehäuse nehmen anstatt Via 
in Pads, aber wenns das nicht gibt muss man halt in den sauren Apfel 
beissen.

Wichtig: reden mit dem LP-Hersteller und dem Bestücker.

Georg

[Mark W. (kram)]

georg schrieb:
>
> Wichtig: reden mit dem LP-Hersteller und dem Bestücker.
>
Ja, das hatte ich auch noch vor.

Mir ging es ja nur darum welcher Bohrdurchmesser am Besten geeignet ist.
Bspw. kann ich mir beim fuellen einen groesseren Durchmesser als 
praktischer vorstellen, waehrend beim Verschliessen sicherlich ein 
kleiner Durchmesser besser waere.

[-gb- (Gast)]

Er spricht von 1mm Abstand zwischen den Bällchen. Da kann man locker 
vias dazwischensetzen.

[Mark W. (kram)]

-gb- schrieb:
> Er spricht von 1mm Abstand zwischen den Bällchen. Da kann man locker
> vias dazwischensetzen.

Ja, koennte man. Es geht aber um Signalintegritaet und Waermeableitung. 
Beides ist mir wichtiger als der Preis, da es eh nur eine Kleinserie 
wird.

[Gustl B. (-gb-)]

Darum würde ich mir keine Sorgen machen. Selbst bei FPGAs mit sehr 
schnellen IOs schlagen die Hersteller vor die Vias zwischen den Bällchen 
zu platzieren.

[Mark W. (kram)]

Gustl B. schrieb:
> Darum würde ich mir keine Sorgen machen. Selbst bei FPGAs mit sehr
> schnellen IOs schlagen die Hersteller vor die Vias zwischen den Bällchen
> zu platzieren.

Also, mir sind schon beide Varianten bekannt.

Wie sieht es mit der Qualitaet und Langlebigkeit aus?

[Mampf F. (mampf)]

Vielleicht würde dem OP auch noch der Preis interessieren ... Der 
Unterschied in der Prototypen-Fertigung bei zB Multi-Circuits sind 
gleich sowas 150EUR bei 50x50mm (statt 38EUR dann gleich 186EUR).

[Mark W. (kram)]

Mampf F. schrieb:
> Vielleicht würde dem OP auch noch der Preis interessieren ... Der
> Unterschied in der Prototypen-Fertigung bei zB Multi-Circuits sind
> gleich sowas 150EUR bei 50x50mm (statt 38EUR dann gleich 186EUR).

Danke fuer die Info, dass es teurer ist, war mir schon klar.
Ist aber nur fuer Prototypen erstmal und dann nur eine Kleinserie.
Eigengebrauch, also fuer unsere eigenen Geraete.
Die Entwicklungszeit des gesamten Geraetes betragt etwa ein Jahr mit 3 
Leuten, also faellt es kaum ins Gewicht.
Bessere Specs und Qualitaet am Ende sind da wichtigere Kriterien.

[Lynuxschlau (Gast)]

Was wird es denn?

[Lynuxschlau (Gast)]

Wie müsste man diese plugged vias in eagle definieren, damit diese so 
auch gefertigt werden würde?

[Mark W. (kram)]

Lynuxschlau schrieb:
> Was wird es denn?
Mehrkanalultraschall, rest is geheim. :-)

[Mark W. (kram)]

Lynuxschlau schrieb:
> Wie müsste man diese plugged vias in eagle definieren, damit diese so
> auch gefertigt werden würde?

Bei Eagle weiss ich es nicht. I setze sie einfach nur und schreibe die 
Erklaerung ins Readme File und bespreche das vorher auch mit denen.
https://www.pcbcart.com/pcb-capability/via-in-pad.html
Die koennen es wohl.

Bei einem Orcad PCB was ich habe von einem Demoboard sind die mit extra 
Symbolen gekennzeichnet. Ich weiss jetzt aber nicht, ob sich das auf das 
Drillfile auswirkt bei der Gerbererstellung.

[georg (Gast)]

Lynuxschlau schrieb:
> Wie müsste man diese plugged vias in eagle definieren, damit diese so
> auch gefertigt werden würde?

Auf jeden Fall identifizierbar, ich würde bei Zukensoftware z.B. eine 
extra Viacode dafür vergeben, dann kann sie die CAM-Station beim 
Hersteller einfach selektieren. Ob das in Eagle so ähnlich geht kann ich 
nicht beurteilen.

In den meisten CAD-Systemen gibt es keine offiziellen plugged Vias, in 
jedem Fall muss man sich mit dem LP-Fertiger abstimmen.

Georg

[Christian B. (luckyfu)]

Allerdings ist das plugging meines Wissens kein selektiver Prozess 
sondern es betrifft die ganze Platine. Entweder ist alles gepluggt oder 
nix. D.h. es könnte Schwierigkeiten mit THT Bauteilen oder DK Löchern 
anderer Durchmesser geben. Zumindest das Plugging, um welches es hier 
geht mit anschließendem Verkupfern. Man kann die Vias auch zudrucken, 
allerdings geht das nur, wenn die Vias nicht im Pad liegen. Denn man 
kann auf dem nicht leitenden Druck nicht löten. Wenn man es auf der 
Rückseite pluggt hat man Luft im Via, welche beim Löten dann quasi 
explodiert und das Zinn wegschießt, das geht also auch nicht. Wenn du 
das Via also unbedingt im Pad haben willst wirst du die Platine komplett 
pluggen und covern müssen. d.h.: Die Platine wird normal 
durchkontaktiert. Anschließend wird sie komplett zugedruckt, das 
überschüssige Material wird abgeschliffen und die Platine wird ein 
weiteres mal verkupfert. Nun hast du die lötbare, ebene Oberfläche mit 
Via im Pad die du hier bräuchtest. Wenn du nur Microvias ins Pad setzten 
würdest könnte man sich das pluggen prinzipiell sparen, denn aufgrund 
des nur geringen Luftvorrats, insbesondere bei Laser Microvias, ist ein 
komplett zugewachsenes Pad nicht notwendig. Allerdings sollten hierbei 
alle Vias gleich sein, damit es nicht doch zu Lötproblemen aufgrund 
fehlenden Zinns kommt.

[Mark W. (kram)]

Christian B. schrieb:
> Allerdings ist das plugging meines Wissens kein selektiver Prozess
> sondern es betrifft die ganze Platine. Entweder ist alles gepluggt oder
> nix.
Bei dem angehaengten Board kann man es sehen, dass es auch bei nur 
ausgewaelten Pads geht. Und das ist schon aelter, von 2012, also sollte 
es heute erst recht besser gehen.
Ich habe mal Fotos und die BRD Datei angehaengt. Kann man sich Orcad 
Lite besorgen zum ansehen, wer es nicht hat.

[Helmut S. (helmuts)]

Ich kenne das so, dass man dem Boardhersteller in der Bohrzeichnung 
sagt, dass die Vias mit z. B. Durchmesser 0,2mm und 0,25mm plattiert 
werden sollen. Ich verwendete dabei den Begriff VIPPO (via in pad plated 
over). Dabei werden die Vias zuerst mit Epoxy gefüllt und dann kommt der 
"Kupferdeckel" oben drauf. Bei diesem Prozess ist die ganze Platine noch 
voller Kupfer. Das bedeutet, dass automatisch das Kupfer der Leitungen 
dicker wird. Das hat dann nachteilige Auswirkungen auf die minimale 
Leiterbreite auf den Außenlagen.

[Michael X. (Firma: vyuxc) (der-michl)]

Das hängt doch vom Leiterplattenhersteller ab was gemacht werden kann. 
Bei 1mm pitch kann man doch Breakouts mit 0.3mm Bohrung und 0,5/6mm 
Restring machen und Sacklöcher. Das können auch die Bastelbuden 
einigermaßen.

[Mampf F. (mampf)]

Michael X. schrieb:
> Das hängt doch vom Leiterplattenhersteller ab was gemacht werden
> kann.
> Bei 1mm pitch kann man doch Breakouts mit 0.3mm Bohrung und 0,5/6mm
> Restring machen und Sacklöcher. Das können auch die Bastelbuden
> einigermaßen.

Glaub die Leiterplattenhersteller von heute - auch die in China - können 
einiges.

JLCPCB zB macht 0,2mm Vias mit 0,45mm Restring und 3,5mil Leiterbahnen.

Durch die Pads eines BGAs mit 1mm Pitch kriegt man 2 Leitungen durch - 
und das für fast kaum Geld.

Um eine Durchkontaktierung, die mittig zwischen 4 Pads gesetzt wurde, 
bekommt man locker noch eine Leitung rum.

Disclaimer: Die Platine, von der ich spreche, hab ich noch nicht 
bekommen und noch nicht getestet ;-) Sie hat aber optische Inspektionen 
und E-Test überstanden und befindet sich auf dem Weg zu mir lol

[Mark W. (kram)]

Viel Glueck mit der Platine.
Hab jetzt auch noch das Dokument im Anhang gefunden, wer sich damit mal 
auseinander setzen will.
Bei mir ist es so, dass ich noch 3 andere BGAs auf der Platine mit drauf 
habe. Und wenn ich es bei einem mache, dann kann ich es ja auch bei 
anderen machen, dann koennte ich auf dem Toplayer noch was routen.

[Gtx F. (gtx-freak)]

Helmut S. schrieb:
> Ich verwendete dabei den Begriff VIPPO (via in pad plated
> over).

Nach IPC 4761  Typ VII (Filled & Capped) ist der Bezug auf die gängige 
Norm.

[Michael X. (Firma: vyuxc) (der-michl)]

Mampf F. schrieb:
> Michael X. schrieb:
>> Das hängt doch vom Leiterplattenhersteller ab was gemacht werden
>> kann.
>> Bei 1mm pitch kann man doch Breakouts mit 0.3mm Bohrung und 0,5/6mm
>> Restring machen und Sacklöcher. Das können auch die Bastelbuden
>> einigermaßen.
>
> Glaub die Leiterplattenhersteller von heute - auch die in China - können
> einiges.

Das da Oben wäre der kleinste gemeinsame Nenner den auch ein Deutscher 
Prototypenfertiger problemlos kann. Manchmal hat ein 3-Tages-Eildienst 
seine Vorzüge. Der Chinese kann mehr und ist billiger, hat aber 
mindestens 6-8 Wochen Lieferzeit.

[Mampf F. (mampf)]

Michael X. schrieb:
> Der Chinese kann mehr und ist billiger, hat aber
> mindestens 6-8 Wochen Lieferzeit.

Nein das stimmt nicht ... JLCPCB macht Multilayer in 4-5 Tagen ohne 
Aufpreis und man kann per Express-Versand bestellen.

Innerhalb 8 Tage kann man die Platinen haben.

[Stephan C. (stephan_c)]

Haben die anderen BGA-Bausteine auch einen Ballpitch von 1mm?
Falls die einen kleineren Ballpitch haben, dann kannst du auch gleich 
Micro-VIAs verwenden.

[Mark W. (kram)]

Stephan C. schrieb:
> Haben die anderen BGA-Bausteine auch einen Ballpitch von 1mm?
> Falls die einen kleineren Ballpitch haben, dann kannst du auch gleich
> Micro-VIAs verwenden.

Sind kleiner. Ich wuerde es bei einem Baustein machen wollen, der 
Waermeableitung wegen. Ausserdem habe ich gelesen, dass es auch 
zuverlaessiger, auf die Loetstellen bezogen, ist.

Nun ist die Frage, wie sich die Einmalkosten im Vergleich zu den 
Stueckkosten  verhalten.