BGA 패키지 종류

 

 

BGA는 그 쓰이는 기판의 종류에 따라 플라스틱 BGA(P-BGA), 세라믹 BGA(C-BGA), tape BGA(T-BGA)등으로 분리되며, 각각의 특징은 다음과 습니다. 

 

(가) P(Plastic)-BGA

P-BGA에 있어서 칩은 bismaleimide triazine (BT) 에폭시 유리 fiber가 라미네이트된 기판에 접합됩니다. BT 기판은 유리전이(glass transition) 온도가 170 - 215℃ 로서 일반 FR-4의 115 - 125℃ 보다 높으므로 더 좋은 열안정성을 갖고 있습니다.  P-BGA는 C-BGA보다 가격이 낮고 기판 유전상수가 낮으므로 전기적 특성이 더 우수합니다.  은을 함유한 에폭시 칩 접착제를 사용하며 칩은 BT 에폭시 수지에 접착시키고 칩 면을 에폭시 수지를 사용하여 transfer 몰딩을 합니다.  많은 경우 BT 기판에 열 방출 비아를 설계하여 칩에 바로 접촉시킴으로써 열 방출 특성을 높이는 특징이 있습니다.  P-BGA는 가격이 저렴하여 가장 널리 쓰이고 있는 형태의 BGA 패키지로서 대개 600 I/O 이하, 75MHz 속도 고속 SRAM, ASIC, 마이크로 프로세서 등에 사용됩니다. 그러나 플라스틱을 기판 재료로 쓰고 있기 때문에 수분 흡수에 따른 popcorn cracking과 같은 문제가 패키지의 신뢰성 문제를 유발하는 경우가 종종 있습니다.

 

(나) C-BGA

C-BGA는 세라믹 PGA의 핀을 솔더볼로 바꾼 것입니다.  알루미나 세라믹 기판을 이용하여 습기를 완전히 차단할 수 있기 때문에 P-BGA와 같이 수분 흡수로 인한 문제점이 비교적 적고, 견고한 구조를 가지고 있기 때문에 특별한 신뢰성을 요구하거나, 패키지가 사용되는 환경이 열적 안정성 또는 내식성 등을 요구하는 경우에 적합합니다. 그러나 세라믹 기판과 PCB판 사이의 열팽창계수 차이에 의한 신뢰성 문제를 줄이기 위해 솔더볼 대신 기둥(column)을 사용하여 완충성(compliance)을 향상시키고 전단응력을 줄이기도 합니다.  세라믹 기판의 무게가 상당한 비중을 차지하고 있기 때문에 다른 형태의 BGA보다 무겁고 제조단가가 상당히 비싸다는 단점을 가지고 있습니다.

 

(다) T-BGA

T-BGA는 격자구조 TAB 테이프와 BGA의 장점을 복합한 구조를 가지고 있습니다. TAB 테이프에 보강판(stiffener)을 접착시킨 후 칩을 플립칩 이라고 부릅니다.  TAB 테이프의 반대쪽은 BGA 형태로 솔더볼을 접착합니다. 방열판을 칩의 뒷면에 부착시켜 칩으로부터 직접 방열을 시킵니다. 이 T-BGA는 P-BGA와 C-BGA보다 미세피치화가 가능하여 매우 큰 수의 I/O 접속이 가능하고, 상대적으로 소형화, 경량화에 유리한 구조를 가지고 있습니다. 또 다른 T-BGA의 장점으로는 PCB와의 열팽창계수 차이가 비교적 작아 열적 안정성이 매우 우수하다는 점입니다.

 

 

 

 

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