내륙 BGA 어셈블리로 장기 부품 지원 확보
제조업 퍼즐에 대해 알아보았던 1부에서는 반도체 어셈블리가 고전적인 리드 프레임 어셈블리에서 멀어진 역사를 살펴보았습니다. 요약하자면 PDIP, PLCC, PQUAD, PGA와 같은 리드 프레임 패키지에 소요되는 상당한 툴링 투자가 더 높은 비용을 발생시키며 이로 인해 시장이 기판 볼 그리드 배열(BGA), 쿼드 플랫 노-리드 패키지QFN), 듀얼 플랫 노-리드 패키지(DFN) 유형의 어셈블리로 이동하게 되었다는 것입니다.
2부에서는 QFN과 DFN 기술로 나아가는 방향과 더 낮은 핀 카운트 제품에 대한 장점 등을 더 깊게 살펴보았습니다. 리드 프레임 패키지와 공정 복합성에 대한 비용 투자라는 동인은 업계가 QFN, DFN 기술로 이동하게 된 중요한 요인입니다.
본 시리즈의 3부에서는 실리콘, 제조 프로세스, 웨이퍼 보관에 대해 다루며 이러한 것들이 제조업 퍼즐에서 노후화를 완화하기 위해 어떤 역할을 할 수 있는지를 확인했습니다.
이제 4부에서는 하이 핀 카운트 제품을 위한 기판 BGA 패키지로의 이동에 대한 논의로 시리즈를 마무리할 것입니다.
왜 기판 BGA 패키지일까요?
PGA로 처음 도입된 배열 패키지(Array packages)는 이제 BGA에서 더 흔하게 사용되는데, 이는 패키지에서 나오고 들어가는 높은 수의 신호가 필요한 제품에 필요한 것입니다. 패키지 각 면의 일렬의 연결 대신 패키지 본체의 연결 배열을 통해 인쇄 회로 기판(PCB; Printed Circuit Board)과 연결하면 신호당 패키지 면적이 상당히 감소됩니다. 배열 패키지는 IC에서 PCB로 수많은 신호를 제대로 연결할 수 있습니다.
듀얼 인라인(DIP) 또는 쿼드 플랫팩(QFP)과 비교한 배열 패키지의 신호 밀도 장점에 대해 알아보았으니 이제 PGA에서 BGA로의 이동에 대해 알아보겠습니다. BGA는 표면 마운트 기술로 PCB에 연결된다는 것이며 PGA는 쓰루-홀 기술로 PCB에 연결된다는 것이 바로 둘의 핵심적인 기계적 차이입니다. 자동화와 복잡성으로 인한 제조 비용 부분에서는 표면 마운트 기술이 더 유리합니다. 또한 BGA 부품의 어셈블리 공정도 더 간단하기 때문에 비용이 더 낮아지죠. BGA는 IC 본드 패드 신호를 배열의 솔더 볼 연결로 라우팅하도록 설계된 IC 다이 마운트 기판에 기초를 두고 있습니다. BGA 패키지는 제품에 따라 플립 칩(flip-chip) 다이나 와이어 본딩 다이 모두에 적용할 수 있습니다. 플립 칩의 경우 패키지 솔더 볼에 도달하기 위해 BGA 기판에서 필요한 라우팅은 최소한이고, 대부분의 라우팅은 재배선층이 있는 다이에서 범프로 이루어집니다. 이는 패키지의 와이어본드를 제거해 더 높은 성능을 기대할 수 있도록 하죠. 이 기판은 기판의 그리드로 구성되는 패널 형태로 제조됩니다. 어셈블리 작업을 통해 여러 유닛이 병행 가공될 수 있도록 합니다. 작업이 완료되면 패널을 최종 부품에 부착합니다. 패키지의 하단은 표면 마운트 기술을 통해 IC에서 PCB로 연결되는 솔더 볼 배열이 되는 셈입니다. 이러한 솔더 볼은 PGA의 전기 핀을 대체합니다.
Rochester는 업계의 니즈를 해결할 수 있는 Newburyport, Massachusetts의 제조시설 내 BGA 어셈블리 역량에 투자하고 있습니다. Rochester는 다양한 범위의 패키지 사이즈와 볼 카운트 BGA 패키지를 제공하기 위한 입지를 다졌습니다. 기존의 PGA나 QFP 패키지에서 BGA 패키지 형식으로 제품을 변경하고자 하는 고객사의 니즈를 해결할 수 있습니다. 이는 BGA 패키지의 고객사 다이 어셈블리, 그리고 부품 테스트를 통해 가능하죠. PGA 또는 QFP에서의 이동은 Rochester에서 맞춤 BGA로 완성될 수 있는데, 신호 경로를 동일하게 유지하여 보다 큰 보드 수준의 신호 무결성 분석을 관리할 수 있도록 합니다. 소프트웨어와 하드웨어를 최소한으로 변경하거나 거의 변경하지 않으면서 고객사의 시스템 배송을 유지할 수 있는 또 다른 방법이기도 합니다.
패키지, 기판, 리드 프레임 복제
업계가 리드 프레임 어셈블리로부터 멀어지는 가장 큰 이유는 기술 성능이 와이어 본딩이 없는 것을 필요로 하게 되었고, 점차 낮아지는 양의 리드 프레임 어셈블리를 지속하는 비용이 막대했기 때문입니다.
Rochester Electronics는 이러한 추세를 인식하고 예측하는 동시에 리드 프레임 어셈블리, QFN과 BGA 어셈블리같은 기판 기반 어셈블리 모두에 투자를 하였습니다. 보관 중인 수십억 개의 다이와 웨이퍼, 그리고 이 중 대부분이 리드 프레임 어셈블리를 필요로 하는 상황이 발생하며, 두 분야에 투자하기로 한 것은 논리적인 결정이었습니다. Rochester는 전 세계에서 가장 큰 어셈블리 기업에서 더 이상 제공하지 않는 PLCC 패키지의 비싼 트리밍과 폼 옵션에 투자했을 뿐 아니라, 거의 모든 기존 어셈블리 유형을 지원할 수 있도록 장기적으로 US 어셈블리 공장을 구축했습니다.
Rochester의 패키지, 기판, 리드프레임 복제 역량:
- 대부분의 패키지 기술을 다시 사용할 수 있는 역량
- ROHS/SnPb 리드 피니시 이용 가능
- JEDEC 및 맞춤 패키지 아웃라인
- 기판 및 리드프레임 설계 서비스 이용 가능
- 자격 인증 서비스 이용 가능
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