Obwohl BGA ein bekanntes Paket ist, Viele Menschen haben immer noch kein Verständnis für die Unterschiede zu LGA. In diesem Text wird ein detaillierter Vergleich zwischen BGA und LGA durchgeführt, und helfen Ihnen, eine Kaufentscheidung zwischen ihnen zu treffen.
Was ist BGA?
Ball Grid Array ist eine Oberflächenbefestigungspakettechnologie zur Befestigung eines Mikroprozessors an einem integrierten Schaltkreis. Kommt mit einem Hintern voller Eier, Es bietet mehr Anschlussleitungen als DIP und QPF.
BGA: Vorteile und Nachteile
Hohe Dichte
BGA ist eine Lösung, die für den Fall entwickelt wurde, dass eine große Anzahl von Pins auf begrenztem Raum untergebracht werden muss. Es ermöglicht eine hohe Stiftdichte, aber ein geringes Risiko an Lötbrücken.
T.hermal C.Onduktivität
Zwischen Kugeln von BGA und Platine, die Wärmeleitfähigkeit ist gering, So kann die im Inneren des Gehäuses erzeugte Wärme problemlos an die Platine abgegeben werden, um eine Überhitzung des ICs zu vermeiden.
Geringe Induktivität der Kugeln
Im Vergleich zu herkömmlichen Pins, Kugeln haben eine so kurze Form, dass unnötige Induktivität abnimmt. Im Hochgeschwindigkeitsplatine, Es verhindert auch hilfreich Signalverzerrungen.
N.On-Duktilität von Bällen
jedoch, Die Form einer Kugel führt zu einem weiteren Problem, Nichtduktilität. Wenn es aufgrund von Unterschieden zu einer asynchronen Biegung zwischen Bällen und Brett kommt Wärmeausdehnungskoeffizient, oder mechanische Beanspruchung des Geräts, Die Lötstelle ist wahrscheinlich gebrochen.
Ersteres können wir lösen, indem wir ein Material mit ähnlichen thermischen Eigenschaften wie PCB verwenden. Zum Beispiel, Kunststoff-BGA wird für die PCB-Produktion dringend empfohlen und nicht vom Keramiktyp. Es wird außerdem empfohlen, bleifreie Lotprodukte zu verwenden, um Schäden während der Herstellung zu reduzieren. Bleifreies Lot, welches RoHS-konform ist, verrichtet auch bei hohen Temperaturen zuverlässig seinen Dienst, hoher Thermoschock und hohe G-Kraft. Andernfalls, wenn die Leiterplatte das Reflow-Lötverfahren durchläuft, Es können Probleme wie Kopf-im-Kissen- und Polsterkraterbildung auftreten.
Für letzteres Problem, mechanische Beanspruchung, Es wird dringend empfohlen, einen Unterfüllungsprozess durchzuführen. Einfach gesagt, Wir sollten eine Epoxidverbindung zwischen Platine und Gerät einspritzen, Nachdem das gesamte Gerät an der Platine befestigt wurde. Die zweite Möglichkeit, mit mechanischer Belastung umzugehen, besteht darin, eine duktile Beschichtung als Puffer in das BGA-Gehäuse einzufügen, So können sich die Zinnkugeln selbst anpassen und der Bewegung der Pakete folgen. Zu guter Letzt, Das Hinzufügen von Interposern zwischen BGA-Gehäuse und Leiterplatte ist keine schlechte Lösung.
Unbequemes Testen
Wenn BGA-Pakete gelötet wurden, Es ist nicht so einfach, das vom Bauteilkörper verdeckte Lötproblem zu untersuchen. Um eine qualitativ hochwertige Verlötung der Unterseite der BGA-Gehäuse sicherzustellen, Die Fabrik verwendet normalerweise ein Röntgengerät und einen CT-Scanner. Wenn das BGA-Gehäuse eine schlechte Lötung aufweist, Die Nacharbeitsstation ist eine hilfreiche Maschine, um es zu entfernen. Es ist mit einem Infrarotstrahl- oder Warmluftgerät ausgestattet, Thermoelement, und Vakuumeinrichtung, um das Paket bei schlechter Lötung festzuhalten. Dann, Wir können das Paket neu bündeln und auf der Platine neu installieren.
Da die Kosten für Röntgeninspektionsgeräte hoch sind, einige Leute, stattdessen, Nehmen Sie die Schaltungstestmethode an, wie zum Beispiel die von IEEE durchgeführte Boundary-Scan-Testmethode 1149.1 JTAG-Port.
Unruhige vorübergehende Verbindung für den PCB-Test
Am Anfang der PCB-Entwicklung, Wir benötigen vorübergehend eine Verbindung zwischen Gehäuse und Schaltung, um die Leistung der gesamten Leiterplatte zu testen. Im Falle, Die Form der Kugel ist zu schwierig, um sie auf der Rennstrecke zu befestigen, Auch wenn wir es nur für eine vorübergehende Verhandlung brauchen. Glücklicherweise, Sockel wie ZIF und Elastomersockel können dieses Problem sehr gut lösen. Sie ermöglichen eine stabile Verbindung beider Kugeln und eine einfache Entfernung nach dem Test, ohne dass dies Auswirkungen auf das weitere formelle Löten hat.
Was ist LGA
Wenn es um LGA geht, Steckdosen sind kein temporäres Zubehör für die Testphase, sondern ein Fixierungsrahmen, der auf lange Sicht verwendet wird. Auf der Unterseite des LGA befinden sich viele winzige Kontakte. Sie dienen der Verbindung mit den Kontakten auf der Leiterplattenseite. Mit der Fixierung der Steckdose, Die elektrische Verbindung zwischen Gehäuse und Platine ist gut aufgebaut. Und, wenn Sie den IC austauschen möchten, Sie können einfach die Fassung lösen und herausnehmen.
Zusätzlich zur Steckdose, Die elektrische Verbindung zwischen PCB und LGA kann durch herkömmliches Löten hergestellt werden, auch. jedoch, Das Entfernen der Verpackung nach Abschluss des elektrischen Anschlusses ist nicht gestattet.
LGA: Vor- und Nachteile
Gute elektrische Verbindung
Es bietet eine stabile elektrische Verbindung und mechanische Stabilität, Vermeidung des Problems der Pin-Schiefstellung, Kurzschluss und Leerlauf.
Komfortwartung
Wir müssen das Paket nicht entlöten, wenn es nicht funktioniert, da die Schaftfixierung durch einfaches Drücken des Hebels gelöst werden kann. Dann, Das fehlerhafte Paket wird gelöscht. Ähnlich, Der neue IC kann einfach durch Drücken des Hebels am Sockel installiert werden.
Zwei Verbindungswege
LGA kann nicht nur über einen geeigneten Sockel, sondern auch durch herkömmliches Löten mit der Leiterplatte verbunden werden. Dies bietet mehr Auswahlmöglichkeiten für die Anpassung an das PCB-Layout.
Riskanter Lötprozess
jedoch, wenn Sie LGA durch Löten verbinden möchten, Der Prozess wird riskant sein. Aufgrund der geringen Höhe seiner Stifte, Nach dem Löten können Leerlöcher und Zinnperlen entstehen. Diese unerwartete Situation führt zu einer minderwertigen Verbindung zur Platine.
Flexibilität beim PCB-Layout
Es gibt das PCB-Layout zwischen IC-Port und Motherboard frei. Die Pins des LGA gehen nicht durch die Platine, Somit steht die Signalschicht für mehr Schaltungslayout zur Verfügung. Für die Organisationen anderer Komponenten gelten weniger Einschränkungen. Auf diese Weise, Es trägt zur Flexibilität des PCB-Designs bei.
Überlegungen zur Wahl von BGA vs. LGA für PCB
LGA-Paket vs. BGA-Zuverlässigkeit
Die Pins von LGA-Gehäusen bieten einen stärkeren mechanischen Halt als BGAs.
Der richtige Verbindungsweg für Ihr PCB-Design
Überlegen Sie, ob Sie eine Kugel-Lötverbindung oder eine Stiftverbindung mit Buchse wünschen. Wenn Sie eine gute Signalübertragung wünschen, sich aber nicht um einen weiteren Austausch kümmern, Wählen Sie ein BGA-Paket.
Pin-Mengen, die Sie benötigen
Die Pindichte von BGA ist höher als die von LGA. Wenn Sie mit kompliziertem PCB-Design zu tun haben, Wählen Sie ein BGA-Paket.
Wärmeableitung von BGA vs. LGA
Da die Kontaktfläche der Kugel größer ist als die der Stifte, Die Wärmeableitung von BGA ist besser als die von LGA. Wenn Ihr IC während des Betriebs stark Wärme abgibt, Wählen Sie ein BGA-Paket.
Wartungsbedarf
Wenn Sie den IC ändern müssen, Wählen Sie LGA mit Sockeln. Es ist einfacher und kostensparender als die Verwendung von BGA.
Empfohlene Anwendung von LGA Im Vergleich zum BGA-Paket
BGA ist im Smartphone-Bereich weit verbreitet, winziger Laptop und tragbares kleines Gerät, während LGA üblicherweise in CPU-Boards und Kameramodulen eingesetzt wird.
