¿Cuál es la diferencia entre BGA, PGA y LGA?

BGA, PGA y LGA son distintos tipos de encapsulados para circuitos integrados (IC), utilizados en montaje superficial o montaje a través de agujeros. A continuación se presenta una descripción general de cada tipo:

Ball Grid Array (BGA)

Descripción:

Los encapsulados BGA tienen una matriz de esferas de soldadura en la parte inferior del chip. Estas bolas de soldadura se utilizan para conectar el IC a una placa de circuito impreso (PCB). Las conexiones están dispuestas en una cuadrícula de filas y columnas. Este diseño permite una cantidad considerablemente mayor de conexiones, aproximadamente el doble que un PGA. Las bolas de soldadura ofrecen conexiones cortas y, por lo tanto, un rendimiento excelente.

Ventajas:

1. Alta densidad de pines, permitiendo más conexiones en un espacio reducido.

2. Mejor disipación térmica gracias a las propiedades de las esferas de soldadura.

3. Baja impedancia debido a las trayectorias cortas hacia la PCB.

4. Mejor rendimiento eléctrico al reducir la inductancia por la menor longitud de los conductores.

5. El chip se puede desoldar sin dañarlo, permitiendo retirar las bolas viejas (deballing) y colocar nuevas (reballing). Luego puede soldarse en otra PCB. Debido a su robustez mecánica y térmica, BGA se usa principalmente en CPUs embebidas.

Desventajas:

1. Procesos de fabricación y ensamblaje más complejos y costosos.

2. Difícil de inspeccionar y reparar debido a que las conexiones están ocultas; solo pueden verificarse mediante rayos X.

3. Solo puede utilizarse eficazmente en placas multicapa, lo que limita sus aplicaciones.

Aplicaciones:

Usado comúnmente en dispositivos de alto rendimiento como procesadores, GPU y otros IC complejos.

Pin Grid Array (PGA)

Descripción:
Los encapsulados PGA tienen pines dispuestos en una cuadrícula en la parte inferior del IC. Estos pines se insertan en agujeros correspondientes en una PCB o en un zócalo.

Ventajas:

• Fácil de manipular e instalar, ya que los pines son visibles y accesibles.

• Compatible con zócalos, lo que permite reemplazos y actualizaciones sencillas.

Desventajas:

• Densidad de pines limitada en comparación con BGA.

• Los pines son susceptibles a doblarse o dañarse.

Aplicaciones:
Frecuente en CPUs de escritorio y algunos procesadores para servidores, donde es importante la facilidad de reemplazo y actualización.

Land Grid Array (LGA)

Descripción:
Los encapsulados LGA tienen una cuadrícula de contactos planos (lands) en la parte inferior del IC, los cuales hacen contacto con las almohadillas correspondientes de la PCB o del zócalo.

Ventajas:

• Mayor densidad de pines comparado con PGA y similar a BGA.

• No tiene pines frágiles, lo que reduce el riesgo de daños durante la manipulación.

• Puede usarse con zócalos, facilitando reemplazos y actualizaciones.

Desventajas:

• Procesos de fabricación y ensamblaje complejos.

• Requiere una alineación precisa para asegurar un contacto fiable entre los lands y las almohadillas.

Aplicaciones:
Ampliamente usado en CPUs modernas de escritorio, servidores y otras aplicaciones de alto rendimiento donde se necesita alta densidad de pines y fiabilidad.

Resumen de las diferencias principales

1）Método de conexión:

• BGA usa bolas de soldadura

• PGA usa pines

• LGA usa contactos planos

2）Facilidad de instalación o reemplazo:

• PGA y LGA son más fáciles de reemplazar por su compatibilidad con zócalos.

• BGA generalmente se suelda directamente a la PCB.

3）Densidad de pines:

• BGA y LGA permiten densidades más altas.

4）Susceptibilidad a daños:

• Los pines de PGA pueden doblarse fácilmente.

• LGA y BGA son más robustos.

La elección del tipo de encapsulado depende de los requisitos específicos de la aplicación, como la necesidad de alta densidad de pines, facilidad de reemplazo y capacidades de fabricación.