LGA и BGA: в чем разница между ними?

Существуют различные типы корпусов, используемых для электронных компонентов, и эти корпуса оказывают большое влияние на работу и производство печатных плат. BGA и LGA обычно используются как два основных типы пакеты для печатных платОба варианта имеют свои особенности и ограничения, и каждый из них влияет на работу печатной платы. 

Корпус LGA или Land Grid Array — это тип корпуса, который используется для конфигурирования интегральных схем и микропроцессоров на различных печатных платах. Корпуса BGA являются частью графических процессоров, микросхем высокой плотности и микропроцессоров. Здесь мы обсудим их особенности, преимущества, недостатки, области применения и различия. Итак, начнем.

1. Что такое LGA?

Команда LGA обозначает пакеты Land Grid Array и поставляется с распиновкой для подключения. Поэтому он используется для приложений, где конструкция платы поставляется с разъемом. Для плат, которые не имеют разъема, через LGS — лучший вариант. Этот пакет поставляется с прямоугольными сетками на нижней стороне, сделанными из паяльной пасты, но не использует все ряды и столбцы сетки. Эти компоненты сетки могут иметь круглую или треугольную форму. Некоторые имеют вид сот.

Определение

●      LGA — это корпус поверхностного монтажа, используемый для микросхем, который поставляется с определенным количеством штырьков для соединений. Он поставляется с контактными площадками на нижней стороне для выполнения соединений с контактными площадками на плате.

Преимущества и недостатки LGA

Преимущества BGA

●      Корпуса LGA имеют большее количество выводов по сравнению с корпусами BGA. Поэтому это лучшие варианты для использования в сложных схемах, где необходимо подключать больше компонентов.

●      Он обеспечивает простоту тестирования и проверки, поскольку его контакты можно легко увидеть невооруженным глазом.

●      Механическая прочность и поддержка выводов корпуса LGA выше, чем у BGA. Поэтому они легко выдерживают высокое давление и нагрузку.

●      Корпуса LGA имеют более низкую стоимость, чем корпуса BGA.

●      Этот комплект является наилучшим вариантом для использования в небольших помещениях с мощными цепями устройств.

●      Он обладал прочными характеристиками.

●      Его штифты имеют небольшой размер и могут быть легко сконфигурированы в небольших пространствах.

●      Он имеет низкую паразитную индуктивность и емкость, поэтому его лучше всего использовать в высокочастотных приложениях.

●      Система горячего воздуха, используемая для повторной обработки

●      Эта упаковка имеет низкое значение импеданса, поскольку имеет короткие пути соединения. Это помогает обеспечить высокоскоростную передачу сигнала.

Недостатки BGA

●      Контакты LGA занимают больше места, что может снизить плотность соединений, а также размер корпуса.

●      Паяные соединения плат LGA и PCB со временем изнашиваются из-за вибрации и нагрузок, что приводит к проблемам с надежностью.

●      Его штифты расположены на внутренней стороне, и в случае повреждения их трудно ремонтировать, для этого требуются специальные инструменты.

●      Он не используется для автоматизированного оптического контроля. (АОИ).

1.2 Применение компонентов LGA

●      Различные процессоры Intel Core i7 используют корпуса LGA, например, сокет типа 1151.

●      Корпуса LGA также являются частью памяти DDR4, как и сокет LGA 3647.

●      Настольный игровой ПК поставляется с корпусами Intel LGA.

●      Другой контроллер, например, контроллер Intel I210 Ethernet, также имеет корпус LGA.

●      Он также является частью MOSFET, например, Infineon OptiMOS.

2. Что такое БГА?

BGA-упаковка поставляется с массивом шариков припоя на нижней стороне. Эти шарики припоя обеспечивают соединение упаковки с печатной платой. Работа BGA для печатной платы возможна для такой конфигурации, где медные площадки поддерживают шарики припоя. Шарики припоя на упаковке могут быть сконфигурированы электрически или ежегодно.

Эта упаковка обеспечивает хорошее рассеивание тепла благодаря хорошим теплопроводным свойствам шариков припоя. Она обеспечивает хорошее качество сигнала благодаря коротким электрическим путям, которые уменьшают индуктивность и емкость.

Некоторые распространённые типы BGA:

●      Пластиковая сетка из шариков: Он выполнен в корпусе с пластиковым покрытием и имеет стеклянную подложку с размером шага шариков 1.0 мм и 1.27 мм.

●      Керамическая сетка для шариков Массив: имеет керамическую подложку, сконфигурированную на электрических соединениях FlipChip (FC).

●      Массив сетки шариков ленты: Он поставляется с мягкой полосовой подложкой, имеющей один-два слоя платы, и его также называют Flex Tape BGA..

Определение

Ball Grid Array — это определенный тип поверхностного монтажа с шариками припоя. Он поставляется в пластиковой и керамической конфигурациях. Его основными характеристиками являются высокие выводы, компактный размер и низкая индуктивность.

2.1 Преимущества и недостатки BGA

Наши преимущества

●      Корпус BGA совместим с большей плотностью выводов, чем корпус LGA, поэтому он лучше всего подходит для большего количества соединений.

●      Его тепловые характеристики лучше, чем у LGA, поскольку шарики припоя обладают хорошими характеристиками теплопередачи для компонентов и печатной платы.

●      Небольшие размеры позволяют использовать его для компактных конструкций и высокоплотных компонентов, подключаемых к печатным платам.

●      Обеспечивает малый форм-фактор с высокой плотностью ввода/вывода. Используется для сложных ИС.

Недостатки бонуса без депозита

●      Шарики припоя соединены с внутренней стороны, что останавливает визуальный осмотр для поиска неисправностей. Для просмотра компонентов, соединенных с этой упаковкой для ремонта, необходимы рентгеновские лучи.

●      В этой упаковке используется несколько дополнительных этапов, что делает ее дорогостоящей для соединения компонентов с помощью шариков припоя.

●      Также возникают проблемы с надежностью соединения печатной платы с корпусом BGA, что приводит к механическим и термическим нагрузкам.

●      BGA поддерживается не для всех компонентов, поскольку он поддерживает только многослойные платы.

●      На борту необходим специальный тип упаковки припоя.

2.2 Применение компонентов BGA

●      Корпус BGA используется в различных графических процессорах, например, в Nvidia GeForce RTX 3090.

●      Qualcomm Snapdragon 888 — это тип процессора типа «система на кристалле», использующий корпуса BGA.

●      Xilinx Virtex UltraScale+ — это программируемая вентильная матрица, которая также использует BGA, а контроллеры памяти, такие как Cypress HyperBus Memory Controller, используют BGA.

●      Автомобильной электронике требуется такой тип упаковки, который имеет характеристики, позволяющие выдерживать различные рабочие условия, такие как высокие температуры, механическое напряжение и вибрации. Поэтому LGA-корпуса имеют характеристики, позволяющие выдерживать эти параметры.

●      BGA также используется для создания потребительских электронных устройств, поскольку им требуются компактные размеры и тонкая структура, которые могут быть предоставлены корпусами BGA. Поскольку BGA имеет большое количество выводов и помогает соединять множество компонентов в ограниченном пространстве

3. Сравнение LGA и BGA

4. Соображения по выбору правильного пакета

Прежде чем использовать корпуса BGA и LGA для вашего проекта, выполните следующие действия.

Количество выводов

●      Если в вашем проекте требуется соединение с большим количеством выводов, используйте корпус BGA, а для конфигурации с малым количеством выводов — корпус LGA.

Тепловые характеристики:

●      Если вы работаете над проектами, в которых подключенные компоненты выделяют больше тепла, а также для высокопроизводительных приложений, лучшим вариантом будет BGA, поскольку он эффективно рассеивает тепло.

Целостность сигнала:

●      BGA обеспечивает хорошее качество сигнала, поскольку имеет низкую емкость и индуктивность из-за коротких путей соединения. Для схем, чувствительных к качеству сигнала, используйте корпус BGA.

Механическая устойчивость:

●      Для применений, где присутствуют различные факторы, такие как вибрация, удары или напряжение, используйте упаковку LGA, поскольку она обеспечивает хорошую механическую устойчивость.

Стоимость:

●      Для экономически эффективных проектов используйте корпус LGA, поскольку он дешевле, чем BGA.

Размер:

●      Для проектов с ограничениями по пространству и необходимостью соединения компонентов небольшого размера используйте корпус BGA, имеющий компактные размеры.

Ремонт:

●      Ремонт LGA прост, и они также легко заменяются. Поскольку они имеют легко видимые и доступные контакты, для компонентов, где процесс ремонта необходим легко, используйте пакеты LGA по выбору.

Корпуса BGA и LGA важны для электронных компонентов. Оба обычно используются для компонентов на основе их характеристик и других параметров. LGA используется, поскольку он имеет хорошие характеристики механической стабильности и недорогую сборку. Использование BGA основано на его хороших тепловых характеристиках и обеспечивает качественную передачу сигнала. BGA является частью схемы, где требуется большое количество выводов. Независимо от того, используете ли вы LGA или BGA, вы должны проверить требования проекта, такие как требования к выводам, поток сигнала, стоимость, размер конструкции и т. д.