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在整个PCB板中，最复杂的器件封装莫过于主芯片的BGA封装了，这也是整个主板密度最高的器件，布线的难度也是最难的点之一，我们有必要针对这个最复杂的封装来一篇独立的文章进行总结，也欢迎小伙伴们留言说说自己遇到的各种BGA封装以及自己是如何处理这个器件布线的经验。
首先我们来了解一下BGA封装的基础知识（也可以自己百科搜索下），它主要分为PBGA、CBGA、TBGA、FCBGA 5种类型，它们的特点就是在单位面积里能容纳更多的引脚，且比其他封装有更短的引线长度和更高效的散热特性，因此特别适合用于高速、高频、资源强大的主芯片的封装；几乎当前主流的高性能的MCU、CPU、DSP等芯片都用的是BGA的封装。
下面来看看各种经典芯片的BGA封装实物吧：
BGA封装的应用是越来越广，最常见的是MCU、CPU、DSP、内存、显卡芯片、固态硬盘Flash芯片等等，当下要设计一个主板，大概率是会遇到BGA封装的器件的，因此我们做设计好PCB板的关键一课就是要搞定BGA封装的器件布线。
那么BGA器件的布线需要重点解决哪些问题？我总结如下几点：
1、根据BGA器件的焊球的结构布局，焊盘尺寸，中心间距 来确定需要使用什么类型的PCB板材、多少层板才能将引脚全部拉出来，同时确定板厚、表面处理等工艺参数等。
2、选定了板的层数后，就需要确定板的叠层结构，哪些信号走哪个层才能确保信号的完整性，确保有个最佳的EMC效果。
3、确定布线扇出时过孔的布置方式、采用的过孔类型、尺寸大小。
4、合理的处理芯片的电源和地。
5、确定好布线的线宽、线间距规则、长度匹配规则。
6、处理好BGA封装的散热设计。
7、严格遵守基本的PCB布线规则。
下面我们以当前一款主流的工业级芯片RK3588 为例，来一起看看我们如何设计它的主板布线。
RK3588芯片 主频最高2.4GHz，采用8nm 先进工艺，它内部有 四核64 位 Cortex-A76 和四核Cortex-A55 及独立的NEON 协处理器。它的封装规格为：
FCBGA1088L (body: 23mm x 23mm; ball size: 0.36mm; ball pitch: 0.65mm)
下面我们来分析一下这款芯片的封装特点：
FCBGA1088L (body: 23mm x 23mm; ball size: 0.36mm; ball pitch: 0.65mm)
芯片为正方形尺寸，总共有34列圆点引脚，按照4个方向进行扇出，需要不少于10层板才能将最里面的焊盘引出，因此我们本文将以10层板的PCB来进行设计，且需要采用过孔+盲埋孔的方式进行扇出，下面我们按步骤来详细解析这颗芯片的设计关键点：
10层板堆叠可以采用对称式和非对称式，通常对称式加工难度更低，成本也较低，而非对称式的信号质量更有保障，但是成本高，不好加工，我们优选对称式堆叠结构。
我们采用的10层1阶堆叠结构，TOP/GND/Power|/sig/Gnd|/sig/GND|/sig/GND/BOT，其中L1，L2，L9，L10，建议采用1oZ，其它内层采用1/2oZ。如下图所示为1.6mm板厚的参考叠层。
1、Top Layer（顶层）
用于放置普通信号和元器件。
尽量减少走线长度，优化信号完整性。
2、Ground Plane（GND，地平面）
提供信号回流路径，减少电磁干扰（EMI）。
与顶层相邻，为高速信号提供参考平面。
3、Power Plane（电源平面）
为内核电压（如VDD_CPU）或其他电源供电。
与相邻的地平面形成电容，优化电源完整性。
4、Signal Layer（信号层）-----最佳布线层1
用于阻抗要求高的信号布线。
尽量避免高速信号跨分割。
5、Ground Plane（GND，地平面）
提供中间层信号的回流路径。
6、Signal Layer（信号层）-----最佳布线层2
用于阻抗要求高的信号布线。
7、Ground Plane（GND，地平面）
提供中间层信号的回流路径。
8、Signal Layer（信号层）-----最佳布线层3
用于阻抗要求高的信号布线。
9、Ground Plane（GND，地平面）
提供底层信号的回流路径。
10、Bottom Layer（底层）
用于普通信号布线。
本文参考设计采用FR4板材，1.6mm板厚，下图为单端阻抗线宽、线距及阻抗的对应表：
下图为差分阻抗线宽、线距及阻抗的对应表：
确定好两种走线的阻抗设计之后，后续在设计布线规则时参照这个要求来设计，并在BGA引线出来时也要尽量遵循此阻抗设计要求。
