BGAパッケージ

集積化技術の進歩、装置の改良、ディープサブミクロン技術の活用により、LSI、VLSI、ULSIが次々と登場。 シリコン シングル チップの集積度は高まり続け、集積回路パッケージの要件はより厳しくなりました。 急激な増加に伴い、消費電力も増加します。 開発のニーズを満たすために、元のパッケージの品種に基づいて、新しい品種が追加されました - BGA (Ball Grid Array Package) と呼ばれるボール グリッド アレイ パッケージです。

BGA 技術でパッケージ化されたメモリは、同じ容量を維持しながら、メモリ容量を 2 ～ 3 倍に増やすことができます。 TSOP と比較して、BGA は体積が小さく、放熱性能と電気的性能が優れています。 BGA パッケージ技術により、1 平方インチあたりのストレージ容量が大幅に改善されました。 同じ容量で、BGA パッケージ技術を使用したメモリ製品の体積は、TSOP パッケージの 3 分の 1 にすぎません。 さらに、従来の TSOP パッケージ方法と比較して、BGA パッケージには熱を放散するためのより高速で効果的な方法があります。

BGA パッケージの I/O 端子は、アレイ内の円形または柱状のはんだ接合部の形でパッケージの下に配置されます。 BGA 技術の利点は、I/O ピンの数が増えたにもかかわらず、ピン間隔が減少せずに増加したことです。したがって、アセンブリの歩留まりが向上します。 消費電力は増加しますが、BGA は制御された崩壊チップ法で溶接することができ、電熱性能を向上させることができます。 以前のパッケージング技術と比較して、厚さと重量が減少しています。 寄生パラメータ（大電流振幅が変化すると、出力電圧の乱れ）が減少し、信号伝送遅延が小さくなり、使用頻度が大幅に増加します。 アセンブリはコプレーナ溶接が可能で、信頼性が高いです。

BGA が登場するやいなや、CPU や North-South Bridge などの VLSI チップの高密度、高性能、多機能、高 I/O ピンのパッケージングに最適な選択肢となりました。 その特徴は次のとおりです。

1. I/O ピンの数は増えていますが、ピンの間隔は QFP よりもはるかに大きいため、アセンブリの歩留まりが向上します。

2. 消費電力は増加しますが、BGA は C4 はんだ付けと呼ばれる制御された崩壊チップ法によってはんだ付けすることができ、電熱性能を向上させることができます。

3.厚さはQFPの1/2以上減少し、重量は3/4以上減少します。

4.寄生パラメータが減少し、信号伝送遅延が小さくなり、使用頻度が大幅に増加します。

5.高い信頼性で、コプレーナ溶接をアセンブリに使用できます。

6. BGA パッケージは QFP や PGA と同じであり、基板領域を占有しすぎます。

さらに、このタイプの BGA リワークの場合も同様に簡単になります。

1. PBGA (プラスチック BGA) 基板: 通常、有機材料の 2-4 層で構成される多層基板。 Intel シリーズ CPU の中で、Pentium II、III、および IV プロセッサはすべてこのパッケージを使用します。 過去 2 年間で、別の形式が出現しました。つまり、IC がボードに直接結合されています。 その価格は通常の価格よりもはるかに安く、一般的にゲームやその他の厳しい品質要件のない分野で使用されています.

2. CBGA (CeramicBGA) 基板: つまり、セラミック基板。 チップと基板間の電気的接続は通常、フリップ チップ (FlipChip、略して FC) によって実装されます。 Intel シリーズの CPU では、Pentium I、II、および Pentium Pro プロセッサはすべてこのパッケージを使用しています。

3. FCBGA（FilpChipBGA）基板：硬質多層基板。

4. TBGA (TapeBGA) 基板: 基板は、ストリップ形状のソフト 1-2 層 PCB 回路基板です。

5. CDPBGA (Carity Down PBGA) 基板: パッケージの中央に四角いくぼみがあるチップ領域 (キャビティ領域とも呼ばれます) を指します。

BGAパッケージ

1. ワイヤーボンドPBGAのパッケージング工程の流れ

①PBGA基板の準備

BTレジン/ガラスコア基板の両面に極薄(12~18μm厚)の銅箔をラミネートし、穴あけ、スルーホールメタライズを行います。 従来の PCB 処理技術を使用して、導電帯、電極、はんだボールを取り付けるためのランド アレイなど、基板の両面にグラフィックを作成します。 次に、はんだマスクを追加し、パターン化して電極とパッドを露出させます。 生産効率を向上させるために、通常、基板には複数の PBG 基板が含まれています。

②包装工程

ウェーハ薄化→ウェーハ切断→ダイボンディング→プラズマ洗浄→ワイヤボンディング→プラズマ洗浄→成形パッケージング→はんだボールの組み立て→リフローはんだ付け→表面マーキング→分離→最終検査→テストバケットパッケージング

テストに問題がある場合は、チップを取り外し/はんだ除去する必要があるため、次のようにリワーク マシンが必要です。