早くも1990年代には、電子製品は携帯性、小型化、ネットワーク化およびマルチメディア化へと発展しており、これらすべてがそれに対応する要求をもたらした。電子組立テクノロジー
・単位体積あたりの情報内容の向上、すなわち高密度であること。
・単位時間あたりの処理速度の向上、つまりより高い速度。
上記の要件を満たすためには、回路実装の機能密度を向上させる必要があり、これが電子部品パッケージング技術をさらに発展させるための重要な要素となっている。
パッケージサイズが小さくなるにつれて、その後の相互接続効率は向上する。接続効率とは、チップの最大サイズとパッケージサイズとの比率を指す。1990年代初頭には、PQFP（プラスチック・クアッド・フラット・パッケージ）の接続効率は最大で 0.3 程度であった。その後、CSP（チップスケールパッケージ）の接続比は 0.8～0.9 と非常に高くなった。現在では、最新世代パッケージの接続比は COB（チップオンボード）よりも高く、FC（フリップチップ）パッケージと同等である。
将来、パッケージ技術は次のような方向へ発展していきます。
・部分的なCSPが標準化され、大量生産されるようになる。
・材料、組立、試験、車載組立などに関するいくつかの基盤産業が設立されることで、CSP産業が確立される。
・FCパッケージ技術およびそれに対応する基盤産業がさらに発展する。
・WLCSP（ウェハレベル・チップスケール・パッケージ）は、関連産業の立ち上がりとともに開発が進められる。
周辺部からアレイへ伸びるピン
数十年にわたり、IC（集積回路）の進歩に対応した部品パッケージ技術の継続的な発展が見られてきた。あらゆる世代のICは、それぞれに対応する世代のパッケージ技術を必要とし、さらにSMT（表面実装技術）の進歩が、部品パッケージ技術を新たな段階へと押し上げた。1960年代から70年代にかけて用いられた中・小規模ICは、大部分がTO（トランジスタ・アウトライン）パッケージに依存しており、その後DIP（デュアル・インライン・パッケージ）およびPDIP（プラスチック・デュアル・インライン・パッケージ）が開発され、当時の主流として重要な役割を果たした。
1980年代にSMTが登場すると、ICパッケージは、短いリードまたはリードレスを求めるSMTとの互換性が高いことから、LCC（リードレスセラミックキャリア）、PLCC（プラスチックリードレスセラミックキャリア）、SOP（スモールアウトラインパッケージ）が好まれるようになった。その後、数十年にわたる研究開発を経て、QFP（クワッドフラットパッケージ）は、LSIパッケージが抱えていたパッケージング上の課題を解決しただけでなく、PCB（プリント基板）上でのSMT実装にも円滑に対応できるようになった。上述したQFPの利点により、QFPはSMTを用いる電子製品において顕著な存在となり、その状況は今日に至るまで続いている。QFPのリードは四辺にカモメの翼状に配置されており、両側のみにガルウィングリードを持つSOPよりもはるかに多くのI/Oピンを収容できる。電子実装の高密度化にさらに対応するため、QFPのリードピッチは1.27mmから0.3mmへと縮小され、それに伴いI/Oピン数の増加とパッケージ体積の縮小が継続的にもたらされた。その結果、電子実装にはより多くの困難が生じ、合格率の低下および実装コストの上昇を招いた。さらに、部品リードフレームの製造精度といった製造技術上の制約により、QFPのリードピッチに関しては0.3mmが限界となり、実装密度の向上を大きく阻む要因となっている。したがって、QFPの発展は終局に達したと予見される。このため、人々はBGA（ボールグリッドアレイ）など他のパッケージ形態を模索し始めた。BGAパッケージのI/Oピンは、ボールまたはカラム状としてパッケージ下面にアレイ状に配置されている。さらに、BGAパッケージはリードピッチが大きくリードが短いという特徴を持ち、微細ピッチ部品のリードに起因する平面度や反りの問題の解消に有利である。BGA技術の利点は、I/Oピン数およびピッチの拡大が可能である点にあり、それによってQFP技術が高I/Oピン数ゆえに抱えていた高コストおよび低信頼性の問題に対処することができる。
BGA の出現は、より多くの I/O ピンを収容できるだけでなく、IC の機能に合わせて二層あるいは多層構造に設計することも可能であるため、パッケージング技術のブレークスルーと見なすことができる。その結果、抵抗の最適化が可能となり、同一のベースボード上に 2 個以上のチップを配置して相互接続し、同一のパッケージに封止することができる。これは MCM（マルチチップモジュール）と呼ばれる。FC 技術を用いれば、接続のために金属ワイヤを用いる必要がなくなる。そのため、IC の動作速度を高速化し、複雑さの度合いと消費電力を低減するのに有利である。
BGAの開発
BGAはSMTに最適な表面実装型アレイパッケージの一種です。BGAの研究は1960年代に始まりましたが、その実用的な応用が本格的に進展したのは1989年以降です。1989年にモトローラとシチズンによってプラスチックパッケージが開発されて以来、BGAの開発と応用は大いに促進されました。1991年には、樹脂基板を用いたPBGA（プラスチックボールグリッドアレイ）が開発され、送受信機やコンピュータで良好に機能しました。1993年にはPBGAが市場に登場し、実用段階に入る準備が整いました。早くも1995年には、BGAパッケージが広く使用され始めました。現在では、PBGA部品は主に通信製品、遠隔通信機器、コンピュータシステムおよびワークステーションに応用されています。
BGAパッケージの数ある利点の中で、本質的なものははんだボールのアレイ配置を採用している点にあり、それによってピン間ピッチを大きくでき、実装性能が大幅に向上する。このため、BGAパッケージは開発され、適用されるようになった。しかしながら、PBGAにはいくつかの問題も存在する。例えば、プラスチックパッケージは湿気を吸収しやすいこと、ベース基板が反りやすいこと、あらゆる種類のBGA部品ははんだ付け後の検査やリワークが困難であることなどである。これらの問題により、BGAパッケージは過酷な環境で使用される際、信頼性に関する課題に直面する。しかし、これらの問題はある程度解決されてきている。例えば、CBGA（セラミックボールグリッドアレイ）は湿気吸収の問題を克服するのに役立ち、TBGA（テープボールグリッドアレイ）もまた湿気吸収の問題を克服でき、かつ多数のI/Oピンと高性能を備えた低コストパッケージとして認識されている。多くの種類のBGA部品が開発され、技術的課題が克服されたことで、BGAは早くも1998年には広く適用され始めた。
I/Oピン数が200未満の用途にはまずQFPが選択され、I/Oピン数が200を超える用途にはまずBGAが選択される。
BGAおよびFCの接合
BGAパッケージとFC技術の接合により、次のような利点がもたらされます。
・I/O ピン数は非常に多く（1,000～2,000）、高度な MCM では多数の I/O ピンが要求される。
・寄生電気パラメータを低減でき、インピーダンスおよびクロストークを5～10倍低減できます。
・金属ワイヤーのはんだ付け時間を短縮できます。
・より高い熱放散性能。
・より小さいサイズ。
CSP
BGA の隆盛と発展によって QFP が直面していた困難はうまく解決されたものの、BGA パッケージでも依然として、電子製品の小型化、多機能化、さらなる高信頼性に対する要求を完全には満たせず、またパッケージング効率の向上や本来の伝送速度の達成といった要求にも十分に応えることができない。その結果、CSP が登場することになった。
BGA と同等の構造を持ちながら、CSP と BGA の違いは、より小さいはんだボール径、より細かいピッチ、および薄型である点にあり、その結果、同じパッケージ面積内でより多くの I/O ピンを利用でき、すなわち実装密度が向上します。言い換えれば、CSP は BGA の小型版です。
現時点で最も普及しているCSPはWLCSPであり、その利点は次のとおりです：
・ウェハおよびWLCSPコンポーネントの両方を同一の生産ラインおよび生産計画で製造でき、生産実行を最適化できる；
・シリコン製造技術とその後のパッケージング試験を同一場所で実施でき、ウェハ製造の自動化レベルを向上させることができる；
・テストコストおよび投資コストを削減できる；
・物流業務を最適化できる。
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役立つリソース
•SMTパッケージング技術概要
•BGAパッケージング技術の概要
•BGAパッケージ種類の概要紹介
•BGA実装の品質に影響を与える要因
•超微細ピッチQFPとBGAの比較およびその発展動向
