Freescale 144BGA

Конечно, вот подробное описание, технические характеристики и информация о совместимости для корпуса Freescale 144-BGA.

Общее описание

Freescale 144-BGA — это тип корпуса для интегральных микросхем (ИС), в частности микроконтроллеров и микропроцессоров, производившихся компанией Freescale Semiconductor (ныне часть NXP Semiconductors).

• Тип корпуса: BGA (Ball Grid Array) — массив шариковых выводов. Выводы представляют собой шарики припоя на нижней стороне корпуса, что позволяет достичь высокой плотности монтажа, лучших электрических характеристик (меньшая паразитная индуктивность) и эффективного отвода тепла по сравнению с корпусами с ножками (например, QFP).
• Количество выводов: 144.
• Основное применение: Данный корпус широко использовался для 32-битных микроконтроллеров на ядре Power Architecture (PowerPC/e200z) из семейств MPC55xx, MPC56xx, MPC57xx, а также для некоторых микроконтроллеров на ядре ARM Cortex.
• Ключевая особенность: Корпус предназначен для сложных встраиваемых систем, требующих высокой вычислительной мощности, большого объема памяти и широкого набора периферии (автомобильная электроника, промышленная автоматизация, управление двигателями).

Технические характеристики корпуса (Типовые)

Характеристики могут незначительно варьироваться в зависимости от конкретной модели чипа. Приведены параметры для типичного 144-контактного BGA корпуса Freescale/NXP.

1. Габаритные размеры (мм):

   • Размер корпуса: 13 мм x 13 мм (это стандартный размер для 144BGA, но бывают вариации, например, 12x12 мм или 15x15 мм для разных серий).
   • Шаг шариков (pitch): 0.8 мм (наиболее распространенный для этого типа). Также встречается шаг 1.0 мм.
   • Диаметр шарика припоя: обычно ~0.45 мм.
   • Высота корпуса: ~1.7 мм (без учета шариков).

2. Материалы: Пластиковый корпус (Overmolded Plastic), керамическая или органическая подложка, шарики из припоя (Sn-Ag-Cu, SAC).

3. Тепловые характеристики:

   • Тепловое сопротивление переход-среда (ΘJA): сильно зависит от конструкции печатной платы (количество слоев, наличие тепловых via, радиатор). Типовой диапазон: 20-35 °C/Вт при использовании рекомендуемого теплового рисунка на плате.
   • Для рассеивания значительной мощности (более 1-2 Вт) часто требуется специальный тепловой менеджмент.

4. Электрические характеристики:

   • Предназначен для работы в широком диапазоне напряжений (ядерное: 1.0-1.3В, периферия/ввод-вывод: 3.3В или 5.0В, в зависимости от семейства).
   • Поддерживает высокоскоростные интерфейсы: CAN-FD, FlexRay, Ethernet, высокоскоростные АЦП/ЦАП.

5. Условия эксплуатации (для автомобильных серий):

   • Температурный диапазон: -40°C до +125°C (расширенный автомобильный), -40°C до +105°C (промышленный).
   • Высокая стойкость к электромагнитным помехам (EMC).

Парт-номера (Part Numbers) и Совместимые Модели

Корпус 144-BGA использовался для множества моделей. Важно: Совместимость по корпусу не означает полную функциональную или программную совместимость. Всегда проверяйте datasheet и reference manual.

Семейство на ядре Power Architecture (PowerPC)

• MPC563xM / MPC564xM / MPC566xG:
  • MPC5634MVLQ144 (144-контактный LQFP/BGA, но BGA-версия существует)
  • MPC5643MVLQ144 -> Аналог в BGA: MPC5643BVLQ144 (требует проверки)
  • MPC5668GVLQ144 -> BGA версия часто имеет другой суффикс.
• MPC55xx / MPC56xx:
  • MPC5565MRCH144
  • MPC5566MRCH144
  • MPC5567MRCH144
  • MPC5674FVLQ144 (одна из самых популярных в этом корпусе)
  • MPC5675KVLQ144
  • MPC5676RVLQ144
• MPC57xx:
  • MPC5744PFVQ144 (серия MPC574xP - для промышленности)
  • MPC5746CVRQ144 (серия MPC574xG/C - для автомобилей)
  • MPC5777CVLQ144

Суффиксы, указывающие на корпус 144-BGA (могут отличаться):

• ...VLQ144 (Very thin Profile Low-profile Quad Flat Pack / или BGA)
• ...BVLQ144 (BGA версия)
• ...MRCH144 (Map Ball Grid Array, 144-pin)
• ...PFVQ144 (Разные варианты BGA)
• Ключевой идентификатор: Наличие 144 в конце парт-номера и маркировка BGA или MAPBGA в datasheet.

Семейство на ядре ARM Cortex (от NXP)

После перехода на ядра ARM, NXP продолжила использовать корпус 144-BGA для новых серий.

• S32K (Автомобильные Cortex-M): Некоторые модели S32K14x и S32K11x выпускаются в 144-LQFP, но BGA-версии также существуют (требует уточнения по конкретному парт-номеру).
• i.MX RT (Кроссплатформенные Cortex-M7): Некоторые модели серии i.MX RT10xx могут иметь варианты в 144-BGA.
• Layerscape (Процессоры связи): Некоторые младшие модели.

Важные замечания по совместимости и замене

1. Перед заменой необходимо проверить:

   • Распиновку (Pinout): Даже в одном корпусе распиновка может различаться между разными семействами и даже внутри одного семейства.
   • Напряжения питания: Совпадают ли уровни напряжений ядра и вводов-выводов.
   • Встроенную периферию: Наличие и количество необходимых модулей (CAN, FlexRay, таймеров, АЦП).
   • Тактовую частоту и объем памяти.
   • Тепловой пакет (Thermal Pad): Расположение и размер теплового pad'а на нижней стороне могут отличаться.

2. BGA vs LQFP: Многие микроконтроллеры Freescale/NXP имели варианты как в 144-LQFP (с ножками), так и в 144-BGA. Они, как правило, функционально идентичны, но не совместимы по способу монтажа. BGA требует более сложной технологии сборки (пайка оплавлением, рентген-контроль).

3. Документация: Всегда используйте последние версии документов с официального сайта NXP.com:

   • Datasheet (электрические и механические параметры).
   • Reference Manual (программирование периферии).
   • Package Information (детальный чертеж корпуса, рекомендации по разводке печатной платы).

Вывод: Freescale 144-BGA — это стандартный, надежный корпус для высокопроизводительных микроконтроллеров, преимущественно использовавшийся в автомобильной и промышленной электронике. При поиске замены или аналога фокус должен быть на функциональной совместимости чипа, а не только на совпадении типа корпуса.