PCBニュース - bgaパッケージ技術の種類とその特徴

BGAとは（Ball grid array，ボールグリッドアレイまたは半田ボールアレイ）、パッケージの底部にピンが球状になって格子に似たパターンに配列された高密度表面実装パッケージ技術であり、BGAと命名された。1990年代、BGAパッケージ技術は急速に発展し、主流のパッケージ技術の一つとなった。

BGAプロセスが登場すると、ICパッケージの「敏感語」選択の1つになります。現在まで発展し、BGAパッケージ技術の種類はますます多くなり、異なる種類は異なる特徴を持ち、プロセスも異なる。同時に、BGA技術とIC産業の発展に伴い、国産パッケージメーカーは徐々に歴史の舞台に登場している。

現在、マザーボード制御チップセットにはこのようなパッケージ技術が多く採用されており、材料の多くはセラミックスである。BGA技術を用いてカプセル化されたメモリは、容量が変わらない場合にメモリ容量を2〜3倍に高めることができる。

3C電子製品がますます軽薄化するにつれて、PCBマザーボード及び電子部品がBGAチップを含むことも高密度、薄化設計に向けて発展しなければならず、SMT技術の品質制御がかなり成熟している今日、BGAの溶接はずっと重要な注目の一環である。OEM OEM OEM製造電子工場の製造能力は、BGAの溶接レベルに大きく依存している。

電子業界の特徴は：部品の機能は絶えずアップグレードして世代交代して、電子製品の性能はますます強大になって、外形、体積はますます小さくなって、甚だしきに至っては一部の部品は更に先進的な技術を採用して、これらの部品、製品の変化はSMT生産製造に絶えず挑戦を提出して、特に携帯電話、超極本の中のCPUチップに使って、以上の特徴は特に明らかです。

BGAパッケージ技術の分類と特徴

BGAのパッケージタイプは多く、はんだボールの配置方法によって周辺型、千鳥型、フルアレイ型に分類できる。

BGA基板によって主にPBGA（Plastic BGA、塑封BGA）、CBGA（Ceramic BGA、セラミックBGA）、FCBGA（Filpchip BGA、フリップBGA）、TBGA（Tape BGA、キャリアBGA）に分けられる。

電子パッケージは集積回路チップの生産完了後に不可欠な工程であり、デバイスからシステムへの橋渡しである。パッケージの生産段階はマイクロエレクトロニクス製品の品質と競争力に大きな影響を与えている。現在の国際的な流行の見方によると、マイクロエレクトロニクスデバイスの全体コストの中で、設計は3分の1を占め、チップ生産は3分の1を占め、パッケージとテストも3分の1を占めており、まさに3分の1の天下にその1があると言える。

PBGAはよく使われるBGAパッケージ形式で、プラスチック材料とプラスチック技術を用いて作られている。基板タイプはPCB基板材料（BT樹脂/ガラス積層板）であり、ベアチップは接着とWB技術を経て基板頂部とピンフレームに接続された後、射出成形（エポキシフィルムプラスチック混合物）方法を用いて全体の成形を実現する。IntelシリーズCPUでは、Pentium II、III、IVプロセッサはいずれもこのパッケージ形式を採用している。

PBGAパッケージの特徴は主に以下の4つの方面に現れている：

1.制作コストが低く、性価格比が高い。

2.溶接ボールは再流溶接点の形成に参与し、共平面度は緩和を要求する。

3.エポキシ樹脂基板との熱整合性が良く、PCB基板に組み立てる時の品質が高く、性能が良い。

4.湿気に敏感で、PoPCorn effectは深刻で、信頼性に潜在的な危険性があり、パッケージの高さのQFPが高いことも技術的な課題である。

FCBGAは現在のグラフィック加速チップの主要なパッケージフォーマットであり、このパッケージ技術は1960年代に始まった。当時IBMは大型コンピュータの組み立てのために、いわゆるC 4（Controlled Collapse Chip Connection）技術を開発し、その後さらに溶融バンプの表面張力を利用してチップの重量を支持し、バンプの高さを制御することができるように発展し、フリップチップの発展方向となった。

このパッケージは、以前使用していた針の代わりに小さなボールを使用してプロセッサを接続します。合計479個のボールを使用する必要があり、直径はすべて0.78 mmで、短い対外接続距離を提供することができます。FCBGAはFCB技術を通じて基板と相互接続を実現し、PBGAとの違いは裸芯シート面が下を向いていることにある。

FCBGAパッケージの特徴は主に以下の3つの方面に現れている：

1.優れた電気的効果、同時にコンポーネント相互接続間の損失とインダクタンスを減少させ、電磁干渉の問題を低減し、高い周波数に耐えることができる。

2.I/Oの密度を高め、使用効率を高め、基板面積を効果的に30%〜60%縮小する。

3.放熱性が良く、高速運転時のチップの安定性を高めることができる。

TBGAパッケージ

TBGAはアレイキャリアテープ自動結合とも呼ばれ、比較的新しいBGAパッケージ形式である。採用されている基板タイプはPI多層配線基板であり、半田ボール材料は高融点半田合金であり、半田付けには低融点半田合金を採用している。

TBGAパッケージの特徴は主に以下の5つの方面に現れている：

1.エポキシ樹脂PCB基板との熱整合性が良い。

2.薄型BGAパッケージ形式であり、チップの薄型化に有利である。

3.CBGAに比べてコストが低い。

4.熱と湿度に対して、比較的に敏感である。

5.チップは軽くて小さく、他のBGAタイプに比べて自己較正偏差が大きい。