Sebbene BGA sia un pacchetto ben noto, molte persone non hanno ancora compreso le differenze rispetto alla LGA. Questo testo farà un confronto dettagliato tra BGA e LGA, e aiutarti a prendere una decisione di acquisto tra di loro.
Cos'è BGA
Ball grid array è una tecnologia di pacchetto di fissaggio superficiale per il fissaggio del microprocessore al circuito integrato. Arrivando con un fondo pieno di palline, offre più cavi rispetto a DIP e QPF per la connessione.
BGA: Vantaggi e svantaggi
Alta densità
BGA è una soluzione nata nella situazione in cui è necessario organizzare una grande quantità di pin in uno spazio limitato. Consente un'elevata densità di pin ma un basso rischio sul ponte di saldatura.
Termetico Conduttività
Tra le palline di BGA e il tabellone, c'è una bassa conduttività termica, in questo modo il calore prodotto dall'integrato all'interno del pacchetto può essere consegnato facilmente alla scheda per evitare il surriscaldamento dell'IC.
Bassa induttanza delle sfere
Rispetto ai comuni pin, le sfere hanno una forma così corta che l'induttanza non necessaria diminuisce. Nel PCB ad alta velocità, inoltre previene utilmente la distorsione del segnale.
Nduttilità di Palle
però, la forma di una palla porta ad un altro problema, non duttilità. Se è presente una piega non sincronizzata tra le palline e la tavola a causa di differenze coefficiente di dilatazione termica, o qualsiasi sollecitazione meccanica applicata al dispositivo, è probabile che il punto di saldatura sia rotto.
Possiamo risolvere il primo problema utilizzando un materiale con proprietà termiche simili al PCB. Per esempio, Il BGA in plastica è altamente raccomandato per la produzione di PCB piuttosto che di tipo ceramico. Si consiglia inoltre di utilizzare una linea di prodotti per saldatura senza piombo per ridurre i danni durante la produzione. Saldatura senza piombo, che è conforme alla RoHS, funziona in modo affidabile alle alte temperature, elevato shock termico ed elevata forza G. Altrimenti, quando il PCB passa attraverso la saldatura a riflusso, potrebbero verificarsi problemi come la testa nel cuscino e la formazione di crateri nell'imbottitura.
Per quest'ultimo problema, sollecitazioni meccaniche, si consiglia vivamente di eseguire un processo di riempimento insufficiente. Semplicemente parlando, dovremmo iniettare un composto epossidico tra la scheda e il dispositivo, dopo che l'intero dispositivo è stato collegato al PCB. Il secondo modo per gestire lo stress meccanico è inserire un rivestimento duttile nel package BGA come buffer, in questo modo le palline di latta possono autoregolarsi seguendo il movimento dei pacchi. Ultimo, ma non per importanza, aggiungere interposer tra il pacchetto BGA e il PCB non è una cattiva soluzione.
Test scomodi
Quando i pacchetti BGA sono stati saldati, non è così facile ispezionare il problema di saldatura coperto dal corpo del componente. Per garantire una saldatura di alta qualità del fondo dei pacchetti BGA, la fabbrica solitamente adotta la macchina a raggi X e lo scanner CT. Se il pacchetto BGA presenta una cattiva saldatura, la stazione di rilavorazione è una macchina utile per rimuoverla. E' dotato di dispositivo a raggi infrarossi o ad aria calda, termocoppia, e impianto di vuoto in modo da afferrare il pacchetto con cattiva saldatura. Poi, possiamo riprogrammare il pacchetto e reinstallarlo sulla scheda.
Dal momento che il costo elevato della macchina di ispezione a raggi X, alcune persone, invece, adottare il metodo di test del circuito, come il metodo di test Boundary Scan condotto tramite IEEE 1149.1 Porta JTAG.
Connessione temporanea difficile per la prova PCB
All'inizio dello sviluppo del PCB, abbiamo bisogno di una connessione temporanea tra il pacchetto e il circuito per eseguire il debug delle prestazioni dell'intero PCB. Nel caso, la forma della palla è troppo difficile da attaccare al circuito, anche se ne abbiamo solo bisogno per un processo temporaneo. per fortuna, socket come ZIF e socket in elastomero possono risolvere molto bene questo problema. Possono realizzare sia una connessione stabile delle sfere che una facile rimozione dopo la prova senza alcun effetto sull'ulteriore saldatura formale.
Cos'è l'LGA
Quando si tratta di LGA, le prese non sono un accessorio temporaneo per il periodo di prova ma un telaio di fissaggio utilizzato a lungo termine. Ci sono molti piccoli contatti sul lato inferiore dell'LGA. Vengono utilizzati per il collegamento ai contatti sul lato PCB. Con la fissazione della presa, il collegamento elettrico è ben realizzato tra il pacchetto e la scheda. E, se vuoi sostituire l'IC, sentitevi liberi di allentare la presa e spegnerla.
Oltre alla presa, il collegamento elettrico tra PCB e LGA può essere stabilito mediante saldatura tradizionale, pure. però, non è consentita alcuna rimozione dell'imballo dopo aver terminato il collegamento elettrico.
LGA: Vantaggi e svantaggi
Buon collegamento elettrico
Offre collegamento elettrico stabile e stabilità meccanica, evitando il problema dell'inclinazione dei perni, cortocircuito e circuito aperto.
Manutenzione della comodità
Non è necessario dissaldare il pacchetto se non funziona, poiché il fissaggio dell'invasatura può essere annullato semplicemente premendo la leva. Poi, il pacchetto difettoso viene distribuito. allo stesso modo, il nuovo IC può essere installato con facilità semplicemente premendo la leva sullo zoccolo.
Due modi di connessione
L'LGA può essere collegato al PCB non solo tramite apposita presa ma anche tramite comune saldatura. Ciò offre più scelte per adattarsi al layout del PCB.
Processo di saldatura rischioso
però, se scegli di connettere LGA tramite saldatura, il processo sarà rischioso. A causa della bassa altezza dei suoi perni, Dopo la saldatura possono formarsi fori vuoti e gocce di stagno. Queste situazioni inaspettate porteranno a una connessione di bassa qualità alla scheda.
Flessibilità per il layout PCB
Libera il layout del PCB tra la porta IC e la scheda madre. I pin di LGA non attraversano la scheda, quindi il livello del segnale è disponibile per più layout del circuito. Ci saranno meno limitazioni per le organizzazioni degli altri componenti. In questo modo, contribuisce alla flessibilità della progettazione PCB.
Considerazioni sulla scelta di BGA vs. LGA per PCB
Pacchetto LGA e affidabilità BGA
I pin dei pacchetti LGA forniscono una tenuta meccanica più forte rispetto a quelli BGA.
Modo di connessione corretto per la progettazione del PCB
Pensa se desideri un collegamento a saldare con sfere o un collegamento pin con presa. Se desideri una buona trasmissione del segnale ma non ti interessa un'ulteriore sostituzione, scegli il pacchetto BGA.
Quantità di pin di cui hai bisogno
La densità dei pin di BGA è superiore a quella di LGA. Se stai gestendo una progettazione PCB complicata, scegli il pacchetto BGA.
Dissipazione del calore di BGA vs. LGA
Poiché l'area di contatto della palla è più grande dei birilli, la dissipazione del calore del BGA è migliore di quella dell'LGA. Se il tuo circuito integrato emette molto calore durante il funzionamento, scegli il pacchetto BGA.
Requisito di manutenzione
Se è necessario cambiare IC, scegli LGA con prese. È più semplice ed economico rispetto all'utilizzo di BGA.
Applicazione consigliata di LGA Rispetto al pacchetto BGA
BGA è ampiamente utilizzato nel campo degli smartphone, piccolo laptop e piccolo dispositivo portatile, mentre LGA è comunemente applicato nella scheda CPU e nel modulo fotocamera.
