1.0mm、0.8mmピッチBGAからのパターンの引き出し方

基礎的な引き出し方は誰でも簡単にできる反面、層数が多くなったり信号が混在しがちです。実際の設計では、層数を含む基板仕様や配線に制限があるため、工夫が必要になります。BGAの一部分を例に説明します。

１．信号毎にグループ分けする

アートワーク設計全般に言えることですが、まず信号毎にグループ分けをします。ここでいう信号には、電源・GNDも含みます。色を付けることで、どの信号をまとめて配線するか、電源・GNDで何層必要かを視覚的に確認できます。

2．周辺部品の配置位置を決める

BGA周辺は、通常よりもパターンが混むことが多いので、大まかにでも部品配置します。引き回し後に部品を配置した場合、全ての配線を引き直す可能性が高くなります。なお１と２の順番は、設計者の好みで替わります。

3．小分けにして配線する

信号のグループ分け、部品配置をしたことで、まとめて引くパターンのイメージが付きやすくなったと思います。ただ、大量の信号を一度に引き回すのは、アートワーク設計になれていないと非常に大変です。そこで、引き回すピンを分割し配線を引き出します。信号の割り当てでも変わりますが、一般的には部品を4分割や8分割にして考えると良いでしょう。

配線の引き出し方や開始箇所は十人十色ですが、一般的には電源・GNDや重要な配線から考えます。引き出し方に焦点をあて作業を進めます。

電源・GNDのピン位置を確認して、何層必要かを計算します。今回は、電源が２種類、GNDが１種類あります。GNDは1層で足りそうです。問題は電源です。一番簡単なのは、種類ごとに層を分けることです。ただピン振りだけで判断すると、2種類の電源ピンは綺麗に分かれています。ビアの打ち方次第では、電源も1層で足りそうです。

次に、重要な信号線を考慮しつつ配線を開始します。一般的に重要な配線を優先して配線しますが、他信号と混在している場合は、重要な信号だけを配線することは困難です。この場合は、他の信号と同時に引き出しながら、特別な処理（GNDガード、間隙確保など）を実施します。

ここからは、試行錯誤をしながら上記作業を繰り返します。基礎的な引き出し方を基に、NCピンの空きスペースなどを上手く使って配線を引き出しましょう。一例として、部品面・はんだ面で引き出した画像を掲載します。

最後に、BGAから配線を引き出した後は、通常の仕様で設計をすることを心がけましょう。BGA箇所と同等の仕様で配線をした方が、設計者の作業効率は上がります。ただし、後工程の作業効率や歩留まりなどを上げる場合は、通常の仕様の方がよくなります。前工程を担当する方が後工程を意識して職務をすることで、よりよい製品ができます。