IC 기판 - BGA 란 무엇입니까?

BGA 란 무엇입니까?BGA의 정식 명칭은'볼 그리드 어레이'(Ball Grid Array)로, 볼 그리드 어레이 구조를 가진 인쇄회로기판을 의미한다.BGA가 있는 PCB 보드에는 일반적으로 더 많은 작은 구멍이 있습니다. 구멍은 일반적으로 지름이 8-12mil인 최종 품목 구멍으로 설계되어 있습니다. 구멍은 막아야 합니다. 용접판은 잉크를 넣을 수 없습니다. 용접판도 구멍을 뚫을 수 없습니다.

BGA 용접 디스크 설계의 일반 규칙

1) 일반적으로 용접판 지름은 용접구 지름보다 작습니다.신뢰할 수 있는 부착력을 얻기 위해 일반적으로 20~25% 감소합니다.용접 디스크가 클수록 두 용접 디스크 간의 경로설정 공간이 작아집니다.

2) 이 판의 기판 측면의 용접판 지름은 PCB의 용접판 지름과 같습니다.용접판의 설계는 철망 개구로 인한 용접고의 누출량을 0.08mm3로 해야 하는데, 이는 용접점의 신뢰성을 확보하는 가장 낮은 요구이다.

BGA 패키지의 주요 공정에는 용접구 생산, 기판 생산, 칩 결합, 패키지 경화 및 분리 패키지가 포함됩니다.

1) 용접구 생산: 순도 높은 주석 납 합금 또는 무연 재료를 사용하여 용접구를 생산하여 규칙적인 구형 핀 패턴을 형성한다.

2) 기판 생산: 다층 인쇄회로기판을 기판으로 하여 고밀도, 고성능의 전기 상호 연결을 실현한다.

3) 칩 결합: 칩을 기판에 연결하고 무연 또는 납 기반 용접재를 사용하여 기판에 연결합니다.

4) 패키징 및 경화: 칩은 환경으로부터 보호하기 위해 에폭시 수지로 패키징됩니다.

5) 분리형 패키지: 패키지된 칩을 별도의 BGA 패키지로 절단합니다.

BGA 패키징 프로세스

1. 디스크가 얇아지다

웨이퍼 얇음화는 BGA 패키지의 첫 번째 단계로 주로 웨이퍼 뒷면에서 고속으로 회전하는 모래바퀴를 통해 이루어진다.이 과정에서 고온 축적과 부스러기 수집을 막기 위해 수냉과 청결 작업이 필요하다.만약 일정한 두께로 줄여야 한다면 내응력을 제거하고 칩의 표면이 갈라질 위험을 낮추기 위해 광택을 내야 한다.

2. 웨이퍼 절단

웨이퍼 슬림화가 완료되면 웨이퍼를 금속 고리에 고정하고 단일 칩으로 절단합니다.주요 절단 방법으로는 블레이드 절단과 레이저 절단이 있다.레이저 절단은 외력이 없고 절단 폭이 작으며 품질이 높기 때문에 점점 더 실행 가능한 선택이 되고 있다.

3. 칩 설치

칩 마운트는 칩을 기판에 고정하는 것으로 보통 실버 젤이나 DAF 필름 등의 재료를 사용한다.이 단계의 목적은 칩을 고정하고 열을 효과적으로 전도하여 전자 부품의 정상적인 작동을 보장하는 것입니다.

4. 플라즈마 세척

플라즈마 세척은 이온화된 아르곤 이온, 전자 및 기타 활성 입자를 사용하여 오염 물질을 휘발성 가스로 변환하고 제거하는 용접 전의 중요한 단계입니다.이 공정은 용접 전 기판과 칩의 청결도를 효과적으로 높여 용접 과정에서의 결합을 강화했다.

5. 지시선 용접

지시선 결합은 패키징 공정의 핵심으로, 지시선은 칩의 알루미늄 용접판과 기판의 금속 용접판에 연결되어 전기를 전도한다.이 과정은 고도의 정확성과 신뢰성을 필요로 한다.

6. 성형

밀봉 단계는 고온에서 녹은 밀봉제를 캐비닛에 주입한 후 경화시켜 칩을 환경의 영향으로부터 보호한다.일반적으로 에폭시 수지는 칩의 안정성을 보장하기 위해 첨가제로 경화됩니다.

7. 방과 후 활동

밀봉 후, 밀봉제는 일반적으로 고온에서 고화되어 분자 구조를 충분히 반응시키고 안정시켜야 한다.이 프로세스는 모듈러의 경도를 높이고 내부 응력을 제거하여 제품의 내구성과 신뢰성을 보장합니다.

8. 태그 및 컷 분류

마지막 단계에서는 제품 추적과 식별을 용이하게 하기 위해 칩 전면에 인쇄물을 표시하고 BGA 기판 전체를 절단하거나 단일 칩으로 프레스하여 패키징 과정을 완료하는 것이 포함됩니다.

BGA 패키징 기술의 주요 이점

이 기술은 독특한 핀 레이아웃 설계로 컴팩트한 공간에서 고밀도 통합을 구현하고 더 복잡하고 정교한 회로 네트워크를 구축할 수 있는 가능성을 제공합니다.이러한 배치 전략은 공간 활용도를 최적화할 뿐만 아니라 전자 장치가 소형화 및 고집적화 방향으로 발전하도록 촉진합니다.방열 성능의 관점에서 볼 때, BGA 패키징 구조의 용접구는 인쇄회로기판(PCB)에 직접 연결되어 효율적인 열전도 경로를 구축하여 시스템의 방열 효율을 효과적으로 향상시키고 장시간 고부하 운행에서 부품의 안정성과 신뢰성을 확보한다.이밖에 자동화생산라인의 도입, 특히 고속표면부착설비의 응용은 포장의 생산효률을 크게 제고하고 로동력원가를 낮추었으며 동시에 제품품질의 안정성과 일치성도 보장하였다.

비록 BGA 패키지가 많은 장점을 가져왔지만, 그 실제 응용도 무시할 수 없는 도전에 직면해 있다.주요 문제는 용접점의 신뢰성이 높은 표준에 있습니다.용접점은 전기 연결과 기계 지지의 이중 기능을 가지고 있기 때문에, 그 품질은 전체 패키징 구조의 안정성과 신뢰성에 직접적으로 관계된다.모든 빈 용접, 가짜 용접 등의 문제의 출현은 회로 성능에 심각한 영향을 미칠 수 있으며, 심지어 전체 패키지의 효력을 상실할 수도 있다.또한 BGA 패키지의 복잡한 구조도 재작업에 어려움을 겪고 있다. 수리나 교체가 필요할 경우 용접 및 해체 과정의 복잡성으로 인해 조작 난이도와 비용이 증가하는 경우가 많다.마지막으로 밀폐성이 높거나 극한의 환경 조건을 견뎌야 하는 특정 응용 장면의 경우 수분에 대한 민감성 때문에 그다지 이상적이지 않을 수 있기 때문에 어느 정도 응용 범위를 제한한다.

BGA 패키징은 패키징 하단에 규칙적인 구형 핀 패턴을 형성하는 표면 장착 기술입니다.이런 포장 방법은 발 간격이 크고 열 성능이 좋으며 신호 전송 성능이 우수하다는 장점을 가지고 있어 고속 고성능 집적 회로에 널리 응용된다.