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PGA에서 BGA로: 패키징 기술의 진화 뒤에는 무엇이 있습니까?!
과학기술의 발전에 따라 전자부품의 패키징 기술도 끊임없이 발전하고 있습니다. 현대의 많은 전자기기는 BGA(Ball Grid Array) 패키징을 사용하는데, 이 새로운 패키징 기술은 사실 PGA(Pin Grid Array)에서 유래되었습니다. 이 기사에서는 BGA의 탄생, 장점과 단점, 오늘날 전자 산업에서 BGA의 역할에 대해 살펴보겠습니다.
BGA 개요
BGA는 집적 회로, 특히 마이크로프로세서의 고정 설치에 사용되는 표면 실장 패키지입니다. 기존의 듀얼 인라인 패키지(DIP)나 평면 패키지에 비해 BGA는 바닥 전체 표면을 솔더 볼 배치에 사용할 수 있고 솔더 볼 사이의 거리가 더 짧기 때문에 더 많은 연결 핀 수를 제공할 수 있습니다. 고속 작동 중 성능.
BGA 패키징 기술은 전자 부품의 연결 밀도를 높여 기존 패키징으로 인한 어려움을 해결합니다.
BGA 용접은 일반적으로 정밀한 제어가 필요합니다. 이 공정은 용접 품질의 안정성을 보장하기 위해 대부분 컴퓨터로 제어되는 자동 재용해로를 통해 완료됩니다. BGA 패키지는 주로 플라스틱 또는 세라믹 기판으로 구성되며 바닥에는 PCB의 구리 패드에 해당하는 솔더 볼이 녹아 PCB의 구리 패드와 연결됩니다.
PGA에서 BGA로의 진화
PGA는 하단에 핀이 있는 패키지입니다. 이 핀은 일반적으로 그리드 형태로 분산되어 있으며 집적 회로를 인쇄 회로 기판(PCB)에 연결하는 데 사용됩니다. 그러나 전자 부품의 소형화와 필요한 핀 수가 증가함에 따라 PGA의 설계는 점점 더 어려워지고 있습니다. 후속 BGA 설계는 핀 수 및 간격 증가로 인한 용접 어려움을 해결할 뿐만 아니라 용접 공정 중 신호 전송 성능도 향상시킵니다.
BGA 기술은 고밀도 연결, 높은 열 전도성 및 낮은 인덕턴스의 장점을 성공적으로 통합하여 전자 산업에서 중요한 이정표가 되었습니다.
BGA의 장점
고밀도
BGA의 가장 큰 장점 중 하나는 밀도가 높다는 점입니다. 이 패키징 형태는 작은 면적에 최대 수백 개의 핀을 집중시킬 수 있어 핀 간격 감소로 인한 어려운 납땜 문제를 해결합니다. BGA 구성은 특히 고속 회로에서 신호 전송을 더욱 효율적으로 만듭니다.
열전도
또 다른 중요한 장점은 BGA의 열전도율입니다. 개별 핀이 있는 패키지에 비해 BGA는 열 저항이 낮기 때문에 작동 중 집적 회로에서 발생하는 열을 더 효율적으로 방출하여 과열 위험을 줄일 수 있습니다.
낮은 인덕턴스 리드
BGA의 솔더 볼과 PCB 사이의 거리가 매우 짧기 때문에 고주파 작동 시 불필요한 인덕턴스를 피할 수 있습니다. 따라서 BGA의 전기적 성능은 특히 고속 전자 애플리케이션에서 기존 핀 패키지보다 우수합니다.
BGA의 과제
유연성 부족
BGA의 한 가지 단점은 솔더 볼이 긴 핀만큼 유연하지 않기 때문에 PCB와 BGA 사이의 열팽창 불일치로 인해 솔더 조인트가 파손될 수 있다는 것입니다. 이러한 단점을 개선하기 위해서는 일반적으로 용접 저항성을 높이기 위한 "언더필" 공정을 사용할 필요가 있습니다.
난이도 확인
BGA를 제자리에 납땜하면 납땜 품질을 확인하기가 어려워집니다. 이러한 문제를 해결하기 위해 업계에서는 X-Ray 장비, 산업용 CT 스캐너 등 첨단 검사 기술을 개발해왔습니다. 그러나 이러한 기술은 비용이 많이 드는 경향이 있으므로 전기 테스트 방법이 선호됩니다.
개발 과정의 어려움
회로 개발 단계에서는 BGA 납땜의 문제로 인해 임시 연결용으로 플러그를 사용하는 경우가 많지만 이러한 플러그는 신뢰성이 떨어지는 경향이 있습니다.
장비 비용
BGA 패키지를 안정적으로 납땜하려면 고가의 장비가 필요하며 수동 납땜의 신뢰성은 상대적으로 낮습니다. 이러한 배경에서 DIY 수리 기술이 점차 등장했고 많은 매니아들이 간단한 열원을 사용하여 재납땜을 시도하기 시작했습니다.
BGA의 변형
BGA는 다양한 변형을 낳았으며 그 예로 미세한 수준에서 납땜을 가능하게 하는 플립칩 기술이 있습니다. 새로운 패키지가 나올 때마다 전자 부품의 기능과 적용 범위가 계속 확장됩니다.
향후 개발 동향
BGA에 관한 연구 및 기술 혁신은 특히 극한의 작업 조건을 처리하고 다양한 재료의 특성에 적응하는 분야에서 계속해서 발전하고 있습니다. 점점 더 가혹해지는 사용 환경에 적응하기 위해 개발자는 보다 안정적인 용접 기술과 재료를 끊임없이 찾고 있습니다.
미래 전자 제품의 경우 BGA가 계속해서 시장 수요를 선도하고 충족할 수 있을지 생각해 볼 가치가 있는 문제입니다.
