ボールグリッドアレイ(BGA)

ボールグリッドアレイ製造および品質管理のための光学測定。精密なバンプ高さ検出、BGA反り検出、チップおよびボール先端の平坦度試験。

プリント基板およびBGAの光学検査

プリント基板(PCB)およびIC(集積回路)やBGA(ボールグリッドアレイ)などの各PCB部品の信頼性は、設計や搭載される半導体部品の選択ごとに異なる場合があります。各タイプおよびシリーズのPCB設計において、製造時には理想的には自動化された工程内品質管理とPCBの試験が必要です。

さらに、輸送中の脆弱箇所破損などによる「初期不良」を検査するため、顧客レベルでも品質管理手法がプロセスに組み込まれています。TopMap の光学式3D表面計測技術は、サンプル表面全体をナノメートル解像度で高速スキャン可能であり、PCB・IC・BGAの表面形状データをワンショットで取得します。

ボールグリッドアレイパッケージの種類

半導体パッケージの歴史を振り返ると、当初はDIP(デュアルインラインパッケージ)が用いられ、その後QFP(クワッドフラットパッケージ)やQFN(クワッドフラットノーリード)、そして最も普及したパッケージ技術の一つであるBGA(ボールグリッドアレイ)へと発展し、ピン数の増加を促進してきた。BGAはスマートフォン、タブレット、マザーボード、デジタルカメラなどの民生電子機器で広く確立されている。 DIPやQFPと比較して、BGAはより多くのI/O接続と短いコネクタを実現し、性能向上と高速化をもたらします。バンプ材料としてはSnPb(鉛スズ)、SnAgCu(スズ銀銅)、SnIn(スズインジウム)、SnBi(スズビスマス)が一般的で、バンプ径は通常90~400µm、バンプ間距離は約0.1~2mmです。

光学式表面計測法で測定したボールグリッドアレイピッチの3Dプロファイル
BGAトポグラフィーの広視野測定およびスティッチング
広視野角によるボールグリッドアレイ(BGA)バンプ面積測定
3Dにおけるボールグリッドアレイ(BGA)バンプ測定

BGA製造における典型的な不良と欠陥

例えばフリップチップ法を用いたBGA製造では、基板に熱と圧力を加えて接合を行うため、ピッチが高すぎる場合やバンプが小さすぎる/大きすぎる場合に典型的な製造誤差や欠陥が発生する可能性があります。Polytec TopMap 表面プロファイラーは、BGAピッチ全体の光学検査、あるいは純粋なボール先端形状に焦点を当てた光学・非接触方式において、ボール高さ/バンプ高さ、同一平面性、チップ平坦度および反り、BGAボール平坦度の面積測定・検査に最適な計測ソリューションです。

BGAおよびバンプ高さ測定における典型的な製造上の問題点
典型的なBGA製造上の課題と光学検査ソリューション
ボールグリッドアレイの最大高さ測定を合格/不合格判定として分析

適切な表面プロファイラーを自信を持って選択してください——お客様のサンプルを用いた実現可能性調査を当社が実施いたします。

Schedule your feasibility study with your sample

BGA反り及び品質管理

例えばフリップチップ法を用いたBGA製造では、基板に熱と圧力を加えて接合を行うため、ピッチが高すぎる場合やバンプが小さすぎる/大きすぎる場合に典型的な製造誤差や欠陥が発生する可能性があります。Polytec TopMap 表面プロファイラーは、BGAピッチ全体の光学検査、あるいは純粋なボール先端形状に焦点を当てた光学・非接触方式において、ボール高さ/バンプ高さ、同一平面性、チップ平坦度および反り、BGAボール平坦度の面積測定・検査に最適な計測ソリューションです。

BGA(ボールグリッドアレイ)ピン向けの代表的な製造表面品質管理ソリューション
差し引かれたBGAピンを用いたボールグリッドアレイ反り測定
ボールグリッドアレイおよび反りを差し引いた抽出BGAピン測定

ボールグリッドアレイの品質検査としての3Dプロファイリング

面光学3Dプロファイリングは、電子アセンブリの品質検査における強力なツールです。具体的には以下の検査をサポートします:

  • プリント基板(PCB)およびBGAの検査
  • 平坦度、同一平面性、高さ分布の分析
  • 生産工程における合格/不合格判定
  • 欠陥や工程偏差発生時の故障解析

特に多層PCB構造において、精密な層厚測定の重要性はますます高まっています。Polytec の光学検査ソリューションは、この目的のために再現性のある測定データを提供し、プロセスのフィードバックを可能にします。

関連アプリケーションおよび測定タスク

Please fill out the form to receive the download link via email.

ご要望について専門家とご相談ください

まずは部品仕様、公差、ワークフローについて簡単に話し合いましょう。必要に応じて、実現可能性調査、PolyMeasure(契約測定)、またはPolyRentトライアルをオプションの次のステップとして追加することも可能です。

Schedule your surface profiler demonstration