Perché non ci sono chip BGA con tassellatura triangolare di pad circolari (una "griglia esagonale")?

Le matrici a griglia a sfera sono pacchetti vantaggiosi di circuiti integrati quando un'alta densità di interconnessione e / o una bassa induttanza parassitaria sono fondamentali. Tuttavia, usano tutti una griglia rettangolare.

Una piastrellatura triangolare consentirebbe di riservare π⁄√12 o 90,69% dell'impronta per le sfere di saldatura e il gioco circostante, mentre la piastrellatura quadrata onnipresente consente di utilizzare solo π / 4 o 78,54% dell'impronta.

La piastrellatura triangolare consentirebbe teoricamente di ridurre l'impronta del truciolo del 13,4% o di aumentare la dimensione della palla e / o il gioco mantenendo la stessa impronta.

La scelta sembra ovvia, eppure non ho mai visto un simile pacchetto. Quali sono le ragioni per questo? Il routing del segnale diventerebbe troppo difficile, la fabbricabilità della scheda ne risentirebbe in qualche modo, ciò renderebbe impraticabile il riempimento insufficiente dell'adesivo o il concetto è brevettato da qualcuno?

A meno che non si usi il via-in-pad, che costa di più, è necessario spazio per inserire i routing via tra i pad, in questo modo

Principalmente perché abbiamo bisogno di spazio per instradare da quei pad:

Nella prima immagine che mostri, probabilmente sarebbero necessari circa 6 strati o più per un BGA di dimensioni decenti (sfere di circa 400 ish). L'imballaggio ancora più stretto significa che hai assolutamente bisogno di via-in-pad e probabilmente hai bisogno di più strati. Questo costa più soldi perché è più difficile da fabbricare.

Qualcuno intelligente di Texas Instruments ha inventato una tecnologia che chiamano Via Channel, per semplificare questo processo di routing (spesso chiamato fan-out) e anche ridurre le dimensioni richieste. Una presentazione interessante può essere trovata qui (Questo è anche il posto dove ho preso quella foto).

Cosa succede se è necessario instradare una traccia dal centro del BGA a un'altra parte del PCB? Su una griglia quadrata puoi semplicemente instradare una linea retta, ma sulla griglia esagonale hai bisogno di molte curve. Lavorare con una griglia di instradamento molto fine all'interno della matrice esagonale di palline non è divertente e richiederà molto più tempo. Il routing con soli 0 °, 45 ° e 90 ° non sarà possibile, avrai bisogno anche degli angoli 30 ° e 60 °. I router automatici PCB potrebbero non funzionare molto bene se progettati solo per griglie con pin quadrati. È possibile che una scheda multistrato abbia bisogno di 2 o 4 piani aggiuntivi se viene utilizzato un imballaggio esagonale così denso. Se non c'è spazio per le vie tra i pad della griglia BGA, potrebbero essere necessari anche più livelli (sono possibili solo vie all'interno dei pad). Progettare il simbolo del PCB della libreria per tale array esagonale sarà difficile e dispendioso in termini di tempo e di errori se esiste solo una griglia quadrata per il posizionamento dei pad. Il posizionamento esatto dei pad richiederà molto tempo.

Alcuni pacchetti sembrano utilizzare l'imballaggio esagonale per il motivo esatto che descrivi. Non sono sicuro del perché non lo facciano ovunque, ma almeno vicino ai bordi sono qui.