使用Altium Designer21軟件對BGA器件進行扇出操作

BGA fanout操作是PCB設(shè)計中，利用EDA軟件（如AD,CADENCE等）對BGA器件進行的一種引腳（pin）引出操作，用到BGA器件的PCB設(shè)計一般會涉及多層板，且BGA芯片引腳一般非常多，常規(guī)的器件也有幾十到成千上萬引腳（pin）不等，手工一個一個從BGA器件引出來是很繁瑣的，費時費力，這樣就有了方便快捷的fanout操作，也就是所謂的BGA扇出操作。

通過BGA器件扇出操作可以讓BGA器件的引腳從TOP層，BOTTOM層以及內(nèi)層自動打孔引出，且排列均勻（美觀），下面是一張完成BGA扇出及手工優(yōu)化處理完成的BGA器件截圖：



下面我們詳細(xì)介紹使用Altium Designer21軟件對BGA器件進行扇出操作。其他AD版本系列操作類似。下面介紹如何正確使用AD進行BGA扇出操作： 步驟1.準(zhǔn)備一塊繪制的6層PCB及導(dǎo)入好的BGA器件（下圖中U1）的PCB封裝。

步驟2：完成BGA器件扇出的規(guī)則設(shè)置：Design -> Rules 打開規(guī)則設(shè)置。如下圖：

步驟2.1 設(shè)置線間距：這里我用的1mm間距BGA，因此出線間距使用了0.102mm，也就是4mil左右，可以根據(jù)自己的器件引腳間距進行調(diào)整間距，但是不能太大，否則會導(dǎo)致無法扇出，因為BGA引腳間距是固定的。如下圖：

步驟2.2 設(shè)置線寬：線寬也是影響扇出的重要因素，BGA間距1mm，肯定不能使用1.2mm的線引出，因為根本沒有空間走不出來，這里還是設(shè)置的0.102mm線寬，也可以根據(jù)自己的器件引腳間距進行調(diào)整線寬：

步驟2.3設(shè)置扇出過孔VIA的孔徑：因為BGA器件的內(nèi)部引腳需要打孔經(jīng)過內(nèi)層引出，所以打孔必不可少，而過孔的大小也考量，太大也沒有空間引出，調(diào)小，增加成本和加工難度。這里使用內(nèi)徑0.2和外徑0.4mm的過孔作為示例。如下圖：

步驟2.4 BGA控制操作設(shè)置：可以設(shè)置扇出方式，方向等內(nèi)容，設(shè)置如下圖：

步驟3.選擇BGA器件進行扇出操作：

3.1 把BGA器件下面的各層清理干凈：不能有任何走線，過孔，元器件，鋪銅等等，否則不能扇出。

3.2 選中BGA器件操作：右擊Component Action -> Fanout Component 彈出扇出操作對話框，選擇好以后點擊OK，如下圖：

這樣就完成了BGA扇出操作，但是還需要根據(jù)步驟4進行處理和優(yōu)化。

步驟4.BGA器件扇出后的處理和優(yōu)化：

根據(jù)自己的設(shè)計對外圍能直接走線的TOP層引出，避免過多過孔阻礙內(nèi)部的BGA出線。下圖中綠色的方框標(biāo)注了外部2層的線可以直接引出，手動去掉了外2層引腳過孔，改為直接引出。

然后進一步將所有的引腳都處理和優(yōu)化，這樣就可以完成BGA的扇出進行下一步的布線操作了，下面是一個完成BGA扇出的實例圖：

步驟5：常見BGA器件無法扇出的案例分析和解決方法【供大家遇到不能正常扇出時對照檢查】

（1）BGA走線設(shè)置規(guī)則太大或者線寬過大，導(dǎo)致線寬和安全間距之和超過BGA引腳空間，因此不能扇出。

解決方法是設(shè)置減小線寬和安全間距。

（2）過孔設(shè)置太大導(dǎo)致超過BGA引腳空間，因此不能扇出。 解決方法是設(shè)置縮小過孔的尺寸。

（3）BGA器件下方不干凈，有走線，過孔，銅皮等，因此不能扇出。

解決方法是去掉BGA器件下方和周圍的走線，過孔，元器件，鋪銅等元素，清理干凈再進行扇出操作。

（4）扇出規(guī)則設(shè)置不正確，因此不能扇出。 解決方法是參照前文中的設(shè)置進行修改或調(diào)整。

（5）內(nèi)層被隱藏，且被隱藏的內(nèi)層有走線，鋪銅等，因此不能扇出。

解決方法是顯示所有層進行清理，然后使BGA器件下方不能有走線，過孔，元器件，鋪銅等元素。典型的錯誤提示：BGA Component Pads that can't be escape routed。如下圖所示：

最重要的一句提示：推薦將所有層打開再進行BGA扇出操作！

審核編輯：劉清