基板実装の要！BGAとは？
ITの初心者
『BGA』というIT用語について詳しく教えていただけますか？
IT･PC専門家
『BGA』は、電子部品のパッケージ形状の一種で、非常に重要な役割を担っています。
ITの初心者
そのパッケージについて、具体的にどのようなものか教えていただけますか？
IT･PC専門家
パッケージは、電子部品の外部接続部分を形成し、これにより回路基板に実装できます。特にLSIの場合、BGAは小さな半球状の電極が格子状に配置されているのが特徴です。
BGAとは。
IT用語「BGA」は、LSIなどの電子部品に用いられる「パッケージング」の一形式を指します。このパッケージには、小さな半球状の電極が格子状に配置されており、プリント基板や専用のソケットに取り付けて使用します。
「BGA」という名称は「ball grid array」の頭文字を取ったものです。類似の構造を持ち、パッド状の平面電極を使うパッケージング形式は「LGA」と呼ばれます。
BGAの概要：高密度の接続性
BGAの概要高密度の接続性
BGA（ボール・グリッド・アレイ）は、表面実装技術の一つで、非常に高密度な小型パッケージを実現します。従来のピン接続とは異なり、BGAは基板の裏側に小さなハンダボールを配置し、基板上のランドに接続することで電気的な接続を行います。この独特の構造により、非常に高いピン密度が実現され、より多くの機能をより小さな面積に配置することが可能となります。さらに、BGAの底面が平らであるため、実装が容易であり、製造時の熱応力を低減する効果もあります。
BGAの構造：小さな半球が格子状に並ぶ
BGAとは、小さな半球状の突起物が格子状に配置された構造を持つ基板実装方式です。この突起物はボール・グリッド・アレイ（BGA）と呼ばれ、基板上のパッドに半田付けされて実装されます。
BGAの半球状の突起物は一般的にハンダや金で作られ、その直径は通常0.5mmから1mm程度です。これらの突起物は格子状に整然と配置され、基板上のパッドと正確に一致するよう設計されています。この構造によって、BGAは高い接続性と安定性を実現しています。
プリント基板への実装方法：ソケットを使用
プリント基板への実装方法の一つに、ソケットを使用する方法があります。この方法では、基板に半田付けされたソケットにBGAパッケージのボールがはめ込まれます。ソケットを使用することで、BGAデバイスの交換や修理が容易になり、メンテナンス性と信頼性が向上します。また、ソケットは高価なBGAデバイスを保護し、熱膨張によるストレスを緩和する役割も果たします。ソケットにはスルーホール型と表面実装型の2種類があり、基板の設計や要件に応じて選択されます。
BGAとLGAの違い：電極の形状
BGAとLGAの大きな違いは、電極の形状にあります。BGAでは電極がボール状で基板の裏側に配置されているのに対し、LGAでは電極がランド型で基板の表面に並んでいます。この形状の違いにより、実装方法や実装後の耐熱性にも顕著な差が生じます。
BGAの用途：さまざまな電子機器で活躍
BGAの用途は多岐にわたり、さまざまな電子機器で広く使用されています。
その優れた電気的特性と高密度実装性により、特に小型化が求められるモバイル機器や、高性能が要求されるコンピュータや通信機器などで広く採用されています。具体的には、スマートフォン、タブレット、ノートパソコン、サーバ、基地局などの電子機器にBGAが実装されています。さらに、BGAは自動車の電子制御モジュールや産業機器など、さまざまな用途に拡大しており、その重要性はますます高まっています。