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BGAとは

BGAはボールグリッドアレイの略で、SMT実装における半導体パッケージの一種です。BGAパッケージは通常マイクロプロセッサのような高性能な半導体に使われます。BGAはパッケージ寸法を小さく出来、単一の半導体モジュール上でより多くの機能を統合する方法です。ハイエンドの実装技術として、BGAパッケージは、その超微細ピッチ技術と信頼性の高い高密度相互接続で、電子産業で広く使われています。

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BGA実装の長所と短所

● 高密度相互接続

BGAは、ターミナル面積が非常に大きいため、多くのI/O端子を配置出来、高い接続密度が利用可能です。

● 優れた電気的特性

BGAのはんだ付け接合部は小さく、リード線が無いため、BGAパッケージのインダクタンスが低いことを示しています。高速回路基板の用途では、インダクタンスが不要な信号の歪みを発生させることがわかっています。したがって、リードのインダクタンスが低いことは、高速基板での電気的特性や周波数特性が良好であることを意味します。

● 高い信頼性

BGAパッケージは接合不良が少なく、はんだ接合部は高い強度があります。また、はんだ付け時に接合部間の表面張力で自動的に位置合わせができるセルフアライメント効果に優れています。これらにより高い実装信頼性が得られます。

● 放熱性の向上

熱抵抗が低く放熱性に優れています。BGAパッケージは熱抵抗が低いため、集積回路の熱を放熱しやすく、チップの高温化を避けることができます。

● 検査やリワークが困難

パッケージの真下にはんだボールがあるため、通常の光学検査では実装の検査が困難です。また取り外しや交換も簡単ではないため、BGAの修正には管理された手直し工程が必要です。 

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BGA実装工程へのいくつかの要求事項

● BGA最適はんだ接合の基準

最高のBGAのはんだ接合は、境界が明確で隙間のない滑らかなものでなければなりません。 X線観察ですべてのはんだ接合部の直径、体積、コントラストは同一で、きれいに整列していなければなりません。また、はんだボールが存在してはいけません。

● 厳格な検査

BGA実装は、実装装置、環境、はんだ付け技術などの理由で、いろいろな欠陥が存在する場合があります。一般的には、はんだ不足、位置ずれ、ブリッジ、オープン回路、気泡、はんだボール寸法の不揃い、はんだボールの欠落などがあります。X線検査は、光学的な方法で発見することが困難な欠陥を見つけるために重要です。 


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