볼 그리드 어레이(BGA) 완전 가이드: 고밀도 PCB 기술의 모든 것

2018년 3월 13일

수년간 다양한 인쇄 회로 보드 기술이 인기를 얻었습니다. 볼 그리드 어레이(BGA)는 최근 몇 년간 엄청난 팔로워를 얻은 그런 기술 중 하나입니다. 이 기술은 고밀도 연결을 요구하는 회로 보드에 사용됩니다. 이 기술이 왜 인기 있는지 알고 싶으신가요? 이 글에서는 다양한 BGA 패키지와 그 장점을 자세히 다룹니다.

BGA 간단 소개

BGA는 많은 핀을 가진 대형 집적 회로를 위해 고안된 표면 실장 기술입니다. 기존 QFP나 쿼드 패키지에서는 핀들이 서로 가깝게 배치됩니다. 이 핀들은 사소한 자극에도 쉽게 손상될 수 있습니다. 또한 이 핀들은 납땜에 엄격한 통제를 요구하며, 그렇지 않으면 조인트와 솔더 브리지가 무너집니다. 설계 관점에서 높은 핀 밀도는 다양한 문제를 야기했고, 일부 영역의 혼잡으로 인해 IC에서 트랙을 빼내는 것이 어려웠습니다. BGA 패키지는 이러한 문제들을 극복하기 위해 개발되었습니다. 볼 그리드 어레이는 일반 표면 실장 연결과 다른 연결 방식을 취합니다. 일반 방식과 달리 이 패키지는 하면 영역을 연결에 활용합니다. 또한 핀들은 칩의 캐리어 하면에 그리드 패턴으로 배열됩니다. 핀이 연결을 제공하는 대신, 솔더 볼이 있는 패드가 연결을 제공합니다. 인쇄 회로 보드는 이러한 볼 어레이 패키지 통합을 위한 구리 패드 세트를 갖추고 있습니다.

BGA 패키지 유형

다양한 조립 요구사항을 충족하기 위해 개발된 중요한 BGA 패키지 유형들은 다음과 같습니다:

• 테이프 볼 그리드 어레이 (TBGA): 외부 방열판 없이 고열 성능이 요구되는 중고가 솔루션에 적합.
• 마이크로 BGA: 일반 BGA 패키지보다 작으며, 0.75mm, 0.65mm, 0.8mm 세 가지 피치로 제공.
• 파인 볼 그리드 어레이 (FBGA): 이 어레이 패키지는 극도로 얇은 접점을 가지며, 기본적으로 시스템온칩 접점에 사용.
• 플라스틱 볼 그리드 어레이 (PBGA): 글로브톱 또는 플라스틱 몰드 바디를 가진 BGA 패키지 유형. 패키지 크기는 7~50mm, 볼 피치 크기는 1.00mm, 1.27mm, 1.50mm.
• 열강화 플라스틱 볼 그리드 어레이 (TEPBGA): 이름 그대로 우수한 방열을 제공. 기판 내 두꺼운 구리 평면이 인쇄 회로 보드에서 열을 빼냄.
• 패키지 온 패키지 (PoP): 공간이 실제 제약인 애플리케이션용으로 설계. 이 어레이 패키징에서 메모리 패키지가 베이스 디바이스 위에 배치됨.
• 몰드 어레이 프로세스 볼 그리드 어레이 (MAPBGA): 저인덕턴스 패키징이 요구되는 디바이스에 적합. MAPBGA는 경제적 옵션으로 높은 신뢰성 제공.

이 모든 BGA 조립 패키지들은 복잡한 회로 보드를 위해 설계되었습니다. 다음 글에서는 이 BGA 패키지들의 여러 장점을 논의하겠습니다. 

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