常识告诉我们:不能凭一本书的封面判断其内容的好坏。但在元器件世界,封装的质量与IC本身的性能一样关键。在高速系统中,IC封装可能决定着一项设计、一个产品或一家公司的成败。
长期以来的一个假设是:IC封装是理想的,它们只是裸片与IC之间的过渡。但对于高性能的高速系统来说,这个假定不再成立。QFP、PLCC和 DIP等标准器件封装在Vcc和地线引脚之间具有电感,这会严重降低性能。当输出信号改变逻辑状态时,信号线或传输线上的充电和放电电流将流过这些电感。其结果是造成Vcc和地电反弹现象,即出现一个瞬时尖峰电压,导致裸片上的电源轨线与PCB板上的电源轨线脱离。这会降低裸片的工作电压,并在输出信号上产生噪音脉冲。所以,当输出改变逻辑状态时,芯片就会发生错误。随着边缘速度的提高或上升时间的减少,这些尖峰电压会变得更大。
高性能IC采用的BGA封装有助于减少上述问题,因为它在电源引脚中提供了更低电感的路径。然而,许多BGA封装在设计中的首要考虑因素是低成本,这导致BGA封装的电源引脚电感不能令人满意。
那么,系统设计者应该朝哪个方面努力呢？当选择新IC时,必须确定工作在最差的情况下,每个元件将产生多大的Vcc和地反弹电压。在某些情况下,IC制造商将测量封装电感,以便计算Vcc和地反弹电压值。然而,通常情况并非如此,所以设计者将不得不独立进行测量。
最后,系统设计者与元件制造商之间的良好沟通将有助于获得成功的器件封装。
作者:Lee Ritchey
总裁
Speeding Edge公司
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