Aunque BGA es un encapsulado conocido, muchas personas aún desconocen sus diferencias con respecto a LGA. Este texto presenta una comparación detallada entre BGA y LGA para ayudarle a decidir su compra.
¿Qué es BGA?
La matriz de rejilla de bolas es una tecnología de encapsulado de fijación superficial para la fijación de microprocesadores a circuitos integrados. Con una base llena de bolas, ofrece más cables de conexión que los DIP y QPF.
BGA: ventajas y desventajas
Alta densidad
BGA es una solución que surge cuando se necesita organizar una gran cantidad de pines en un espacio limitado. Permite una alta densidad de pines con un bajo riesgo de puente de soldadura.
Thermal Conductividad
Entre las bolas de BGA y la placa, hay una baja conductividad térmica, por lo que el calor producido por el interior del paquete integrado se puede entregar a la placa con facilidad para evitar el sobrecalentamiento del IC.
Baja inductancia de las bolas
En comparación con los pines comunes, las bolas tienen una forma tan corta que la inductancia innecesaria disminuye. En PCB de alta velocidadTambién previene de forma útil la distorsión de la señal.
Nsobre-ductilidad de bolas
Sin embargo, una forma similar a la de una bola conlleva otro problema: la falta de ductilidad. Si existe una flexión desincronizada entre las bolas y el tablero debido a diferentes... coeficiente de expansión térmica, o cualquier tensión mecánica aplicada al dispositivo, es probable que se rompa el punto de soldadura.
Podemos solucionar el problema anterior utilizando un material con propiedades térmicas similares a las de la PCB. Por ejemplo, se recomienda encarecidamente el BGA de plástico para la producción de PCB en lugar del de tipo cerámico. También es recomendable utilizar soldadura sin plomo para reducir los daños durante la fabricación. La soldadura sin plomo, conforme a la normativa RoHS, ofrece un rendimiento fiable a altas temperaturas, choques térmicos elevados y fuerzas G elevadas. De lo contrario, al soldar la PCB por reflujo, podrían producirse problemas como la formación de cráteres en la cabeza y la almohadilla.
Para este último problema, la tensión mecánica, es muy recomendable realizar un proceso de relleno. En pocas palabras, se inyecta un compuesto epoxi entre la placa y el dispositivo, después de que este se haya fijado a la PCB. Otra forma de gestionar la tensión mecánica es insertar un recubrimiento dúctil en el encapsulado BGA como amortiguador, de modo que las bolas de estaño se ajusten automáticamente al movimiento de los encapsulados. Por último, pero no menos importante, añadir intercaladores entre el encapsulado BGA y la PCB es una buena solución.
Pruebas incómodas
Tras la soldadura de los encapsulados BGA, no es fácil inspeccionar los problemas de soldadura que se encuentran en el cuerpo del componente. Para garantizar una soldadura de alta calidad en la base de los encapsulados BGA, las fábricas suelen utilizar máquinas de rayos X y escáneres CT. Si el encapsulado BGA presenta una soldadura defectuosa, una estación de retrabajo es una herramienta útil para eliminarla. Está equipada con un dispositivo de rayos infrarrojos o aire caliente, un termopar y una función de vacío para sujetar el encapsulado con la soldadura defectuosa. Posteriormente, se puede reballear el encapsulado y reinstalarlo en la placa.
Debido al alto costo de la máquina de inspección por rayos X, algunas personas, en cambio, adoptan el método de prueba de circuito, como el método de prueba de escaneo de límites realizado a través del puerto JTAG IEEE 1149.1.
Conexión temporal incómoda para prueba de PCB
Al principio del desarrollo de PCB, necesitamos una conexión temporal entre el encapsulado y el circuito para optimizar el rendimiento de toda la PCB. En este caso, la forma de la bola resulta demasiado incómoda para conectarla al circuito, aunque solo la necesitemos para una prueba temporal. Afortunadamente, zócalos como ZIF y de elastómero pueden resolver este problema eficazmente. Permiten una conexión estable de las bolas y una fácil extracción tras la prueba, sin afectar la soldadura posterior.
¿Qué es LGA?
En el caso de LGA, los zócalos no son un accesorio temporal, sino un marco de fijación a largo plazo. En la parte inferior del LGA hay numerosos contactos diminutos que se utilizan para conectar los contactos de la placa de circuito impreso (PCB). Con la fijación del zócalo, se establece una buena conexión eléctrica entre el encapsulado y la placa. Si desea reemplazar el circuito integrado, simplemente afloje el zócalo y extráigalo.
Además del zócalo, la conexión eléctrica entre la PCB y el LGA también se puede realizar mediante soldadura tradicional. Sin embargo, no se permite retirar el encapsulado una vez finalizada la conexión eléctrica.
LGA: Ventajas y desventajas
Buena conexión eléctrica
Ofrece una conexión eléctrica estable y estabilidad mecánica, evitando el problema de sesgo de pines, cortocircuitos y circuitos abiertos.
Mantenimiento de conveniencia
No es necesario desoldar el encapsulado si no funciona, ya que la fijación del zócalo se puede deshacer simplemente presionando la palanca. Luego, se retira el encapsulado defectuoso. De igual manera, se puede instalar fácilmente un nuevo circuito integrado simplemente presionando la palanca en el zócalo.
Dos formas de conexión
El conector LGA se puede conectar a la PCB no solo mediante un zócalo adecuado, sino también mediante soldadura convencional. Esto ofrece más opciones para adaptarse al diseño de la PCB.
Proceso de soldadura arriesgado
Sin embargo, si decide conectar el LGA mediante soldadura, el proceso será arriesgado. Debido a la baja altura de sus pines, podrían formarse agujeros vacíos y microesferas de estaño después de soldar. Estas situaciones inesperadas provocarán una conexión deficiente a la placa.
Flexibilidad para el diseño de PCB
Libera la disposición de la PCB entre el puerto IC y la placa base. Los pines LGA no atraviesan la placa, lo que permite una capa de señal más amplia para la disposición del circuito. Esto reduce las limitaciones para la organización de otros componentes. De esta forma, contribuye a la flexibilidad del diseño de la PCB.
Consideraciones sobre la elección de BGA vs. LGA para PCB
Paquete LGA vs. confiabilidad BGA
Los pines de los paquetes LGA proporcionan una sujeción mecánica más fuerte que los BGA.
Forma de conexión adecuada para su diseño de PCB
Considere si prefiere una conexión por soldadura de bolas o una conexión de pines con zócalo. Si desea una buena transmisión de señal, pero no le preocupan los reemplazos adicionales, elija un encapsulado BGA.
Cantidades de pines que necesitas
La densidad de pines de BGA es mayor que la de LGA. Si trabaja con diseños de PCB complejos, opte por un encapsulado BGA.
Disipación de calor de BGA vs. LGA
Dado que el área de contacto de la bola es mayor que la de los pines, la disipación térmica de los chips BGA es mejor que la de los chips LGA. Si su circuito integrado emite mucho calor durante su funcionamiento, elija un encapsulado BGA.
Requisito de mantenimiento
Si necesita cambiar un circuito integrado, elija LGA con zócalos. Es más sencillo y económico que usar BGA.
Aplicación recomendada de LGA Paquete Vs BGA
BGA se usa ampliamente en el campo de los teléfonos inteligentes, computadoras portátiles pequeñas y dispositivos portátiles pequeños, mientras que LGA se aplica comúnmente en placas de CPU y módulos de cámara.
