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BGA(Ball Grid Array)는 고밀도 회로에 설계된 집적 회로 패키지입니다. 그 핵심 기능은 패키지 하단에 배열된 미세한 솔더 볼들의 격자 형태 패턴입니다. 이러한 솔더 볼은 전통적인 패키지의 핀을 대체하며, 칩과 PCB 간의 전기적 연결 다리 역할을 하며, 신호 전송 및 전력 공급을 담당하고, 또한 주요한 기계적 연결 기능을 수행합니다. 핀 기반 또는 기존 표면 실장 패키지에 비해 BGA는 제한된 공간 내 수백 또는 수천 개의 접속점을 구현할 수 있습니다. 따라서 고주파 프로세서, 메모리 칩 및 극도로 높은 속도, 전력, 발열 관리 및 전기적 성능이 요구되는 응용 분야에 널리 사용되고 있습니다.
BGA 어셈블리는 하단에 솔더 볼이 있는 이 BGA 칩을 자동 솔더링 공정을 통해 PCB에 정밀하게 부착하는 과정을 포함합니다. 솔더 볼이 PCB 상의 대응 패드에 직접 결합하기 때문에 기존 핀의 굽힘 구조는 생략됩니다. 이는 신호 경로를 단축시키고 간섭을 줄일 뿐만 아니라, 콤팩트한 설계를 통해 열 저항을 감소시키고 발열 효율을 향상시킵니다.
기존 SMD 패키징과 달리, BGA 어셈블리는 고정밀 마운트 기계 및 리플로우 오븐과 같은 자동화 장비에 전적으로 의존합니다. 솔더 페이스트 인쇄부터 최종 검사까지 정밀한 제어가 요구됩니다. 이는 고집적 연결을 처리하기 위해 필요하며, 고속 처리 및 고출력이 요구되는 전자기기에서 높은 신뢰성을 보장하는 데 필수적입니다. 결과적으로 BGA 어셈블리는 기존 패키징 방식에 비해 우수한 장점을 보입니다.
구조가 다른 케이블 어셈블리는 특성이 달라 다양한 상황에 적합합니다:
먼저 BGA 납땜 영역의 PCB 상에 매칭 패드를 설계합니다. 그런 다음 솔더와 플럭스로 구성된 솔더 페이스트를 스텐실을 사용하여 패드 위에 고르게 발라줍니다. 사용되는 솔더 페이스트의 양은 납땜 품질에 직접적인 영향을 미기 때문에 엄격하게 관리되어야 합니다.
고속 자동 마운팅 장비는 칩과 PCB 상의 정렬 마크를 인식하기 위해 고해상도 카메라를 사용합니다. BGA 칩을 집은 후, 각 솔더 볼이 대응하는 패드와 일치하도록 프린트된 솔더 페이스트 위에 정밀하게 부착합니다. 이 단계는 일반적으로 "픽 앤드 플레이스(Pick-and-Place)"로 알려져 있습니다.
조립된 PCB는 리플로우 오븐에 공급됩니다. 온도가 상승함에 따라 솔더 페이스트는 서서히 용융되어 BGA 칩 하단의 솔더 볼과 융합됩니다. 냉각 후 강력한 솔더 조인트가 형성되어 전기적 및 기계적 연결이 완료됩니다.
BGA 솔더 조인트는 칩 하단에 위치하여 직접 관찰할 수 없기 때문에, 단락, 공극, 냉납 등의 결함을 확인하기 위해 X선 장비를 사용하여 검사해야 합니다. 또한 전기적 특성 테스트를 수행하여 연결 신뢰성을 확보합니다.
BGA 어셈블리는 매우 높은 공정 정밀도를 요구하며, 여러 단계에 걸쳐 엄격한 관리가 필요합니다:
BGA 어셈블리는 전자 제조 분야에서 매우 높은 정밀도와 경험이 요구되는 기술적 공정으로, 장비 성능에서부터 공정 세부 사항에 이르기까지 세심한 주의가 필요합니다. 전문 서비스 제공업체로서 PCBally는 엔지니어링 평가, 부품 조달, 스텐실 제작부터 SMT 실장, 납 검사, 완제품 테스트에 이르기까지 원스톱 서비스를 제공합니다. 고핀수의 복잡한 BGA이든, 열분산이나 신호 전송에 특별한 요구 사항이 있는 상황이든, PCBally의 표준화된 프로세스와 맞춤형 전문 기술을 통해 모든 칩이 PCB에 안정적이고 신뢰성 높으며 내구성 있는 연결을 형성하여 전자기기의 고효율 작동을 위한 든든한 기반을 마련합니다.
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