使用Altium Designer21软件对BGA器件进行扇出操作

BGA fanout操作是PCB设计中，利用EDA软件（如AD,CADENCE等）对BGA器件进行的一种引脚（pin）引出操作，用到BGA器件的PCB设计一般会涉及多层板，且BGA芯片引脚一般非常多，常规的器件也有几十到成千上万引脚（pin）不等，手工一个一个从BGA器件引出来是很繁琐的，费时费力，这样就有了方便快捷的fanout操作，也就是所谓的BGA扇出操作。

通过BGA器件扇出操作可以让BGA器件的引脚从TOP层，BOTTOM层以及内层自动打孔引出，且排列均匀（美观），下面是一张完成BGA扇出及手工优化处理完成的BGA器件截图：



下面我们详细介绍使用Altium Designer21软件对BGA器件进行扇出操作。其他AD版本系列操作类似。下面介绍如何正确使用AD进行BGA扇出操作： 步骤1.准备一块绘制的6层PCB及导入好的BGA器件（下图中U1）的PCB封装。

步骤2：完成BGA器件扇出的规则设置：Design -> Rules 打开规则设置。如下图：

步骤2.1 设置线间距：这里我用的1mm间距BGA，因此出线间距使用了0.102mm，也就是4mil左右，可以根据自己的器件引脚间距进行调整间距，但是不能太大，否则会导致无法扇出，因为BGA引脚间距是固定的。如下图：

步骤2.2 设置线宽：线宽也是影响扇出的重要因素，BGA间距1mm，肯定不能使用1.2mm的线引出，因为根本没有空间走不出来，这里还是设置的0.102mm线宽，也可以根据自己的器件引脚间距进行调整线宽：

步骤2.3设置扇出过孔VIA的孔径：因为BGA器件的内部引脚需要打孔经过内层引出，所以打孔必不可少，而过孔的大小也考量，太大也没有空间引出，调小，增加成本和加工难度。这里使用内径0.2和外径0.4mm的过孔作为示例。如下图：

步骤2.4 BGA控制操作设置：可以设置扇出方式，方向等内容，设置如下图：

步骤3.选择BGA器件进行扇出操作：

3.1 把BGA器件下面的各层清理干净：不能有任何走线，过孔，元器件，铺铜等等，否则不能扇出。

3.2 选中BGA器件操作：右击Component Action -> Fanout Component 弹出扇出操作对话框，选择好以后点击OK，如下图：

这样就完成了BGA扇出操作，但是还需要根据步骤4进行处理和优化。

步骤4.BGA器件扇出后的处理和优化：

根据自己的设计对外围能直接走线的TOP层引出，避免过多过孔阻碍内部的BGA出线。下图中绿色的方框标注了外部2层的线可以直接引出，手动去掉了外2层引脚过孔，改为直接引出。

然后进一步将所有的引脚都处理和优化，这样就可以完成BGA的扇出进行下一步的布线操作了，下面是一个完成BGA扇出的实例图：

步骤5：常见BGA器件无法扇出的案例分析和解决方法【供大家遇到不能正常扇出时对照检查】

（1）BGA走线设置规则太大或者线宽过大，导致线宽和安全间距之和超过BGA引脚空间，因此不能扇出。

解决方法是设置减小线宽和安全间距。

（2）过孔设置太大导致超过BGA引脚空间，因此不能扇出。 解决方法是设置缩小过孔的尺寸。

（3）BGA器件下方不干净，有走线，过孔，铜皮等，因此不能扇出。

解决方法是去掉BGA器件下方和周围的走线，过孔，元器件，铺铜等元素，清理干净再进行扇出操作。

（4）扇出规则设置不正确，因此不能扇出。 解决方法是参照前文中的设置进行修改或调整。

（5）内层被隐藏，且被隐藏的内层有走线，铺铜等，因此不能扇出。

解决方法是显示所有层进行清理，然后使BGA器件下方不能有走线，过孔，元器件，铺铜等元素。典型的错误提示：BGA Component Pads that can't be escape routed。如下图所示：

最重要的一句提示：推荐将所有层打开再进行BGA扇出操作！

审核编辑：刘清