コンポーネントの配置

UltraScale および UltraScale+ FPGA パッケージおよびピン配置ユーザー ガイド (UG575)

Document ID
UG575
Release Date
2023-05-10
Revision
1.19 日本語

重要: 次のコンポーネント配置ガイドラインは、このガイドに記載されたすべてのパッケージ タイプ (リッド付き、リッドレス、ベアダイなど) に適用されます。

AMD デバイスのパッケージは、パッケージの外形に従って正確に配置する必要があります。手作業でパッケージの位置を決めることは推奨しません。

ビジョン システムを備える標準的な実装機を使用した場合、一般に ±50 µ m の精度でコンポーネントを配置できます。 PCB とコンポーネントは光学的に検査および計測され、コンポーネントは PCB の CAD 情報に基づいて PCB 上のプログラムされた位置に配置されます。実装機のビジョン システムは、FPGA 実装の直前に PCB 上の基準点を検出します。ビジョン システムはパッケージの認識を実行し、FPGA を PCB パッド アレイ上に適切にセンタリングして配置します。

はんだは表面張力が高くデバイスが引っ張られてセンタリングされるため、はんだボール付きの BGA パッケージで配置に多少のオフセットが許容される場合、リフロー プロセス中に自己位置調整が可能です。ガイドラインとして、デバイス配置の最大許容オフセットは、一般的な非はんだマスク定義パッドの場合、PCB 上のパッド直径の約 30% です。 つまり、堅牢な実装プロセスを実現するには、デバイス パッケージのはんだボールと PCB パッドのずれを 150 µ m 以内に抑える必要があります。 一般に、最新のピックアンドプレース システムを使用すれば、この条件は達成可能です。ピックアンドプレース システムには、次のセットアップ条件が重要です。

ピックアンドプレース ノズルのタイプは、 AMD デバイスの寸法に合わせたサイズにする必要があります。ノズルはピックアンドプレース段階でデバイス パッケージをしっかりと固定する必要があります。デバイス パッケージに適合するノズル タイプは、実装機メーカーのマニュアルで確認できます。

配置システムのボール認識機能を使用します。パッケージ外形のセンタリングは使用しません。これにより、はんだボールとパッケージ エッジ間の許容誤差は不要になります。詳細は、パッケージの外形図を参照してください。

ビジョン システムがデバイス パッケージを正しく識別できるように、適切な照明システムと適切な計測手法の選択が必要です。最適な設定値は、実装機メーカーのマニュアルに従って選択します。

はんだブリッジやはんだスミアを防ぐために、PCB への配置中にデバイス パッケージに適切な力を加えます。この力が強すぎると、はんだペーストが過剰になりはんだブリッジが発生する可能性があります。一方、力が弱すぎると、デバイス パッケージのはんだボールとはんだペースト間の接着が不十分になり、はんだ接合部の剥離、パッケージのセンタリングのずれ、ヘッドインピロー (HIP) などのはんだ付け不良の原因となるおそれがあります。