Проблемы с интегральными схемами портят ваш проект? Я сжег платы, сделав неправильный выбор. Выбор между корпусами BGA и LGA меняет всё в вашем проекте. Ошибётесь — и пайка станет кошмаром.

BGA использует шариковые выводы под кристаллом для электрических соединений, в то время как LGA имеет плоские контактные площадки. BGA экономит место и лучше охлаждается, но LGA выдерживает удары и легче заменяется. Выбирайте с умом, исходя из размера и потребностей в тепле.

Ниже я сравню ключевые различия, влияющие на надёжность, стоимость и области применения. От этого выбора зависит успех продукта.

Что лучше отводит тепло: LGA или BGA?

Перегрев убивает микросхемы. В прошлом месяце я видел, как контроллер дрона вышел из строя из-за перегрева. Перестаньте перегревать компоненты, поняв разницу температур прямо сейчас.

BGA превосходит LGA в отводе тепла. Крошечные шарики быстрее распределяют тепло по плате, уменьшая количество горячих точек. Меньше материала блокирует воздушный поток под чипом.

Как структура влияет на температуру

Тепло распределяется по разъёмам по-разному. Корпус для поверхностного монтажа важнее, чем многие думают.

Пути распространения
Шарики в BGA-устройствах действуют как мини-тепловые трубки. Я зафиксировал на BGA температуру на 20 градусов ниже в тестах на высокую мощность. Термопаста проникает во все щели.

Контактная поверхность
LGA испытывает трудности из-за меньшей площади соприкосновения контактных площадок. Это создаёт узкие места, которые я видел в ноутбуках. Термопрокладки плохо прилегают к плоским поверхностям.

Вот сравнение отказов в реальных проектах:

Воздух скапливается под LGA-микросхемами во время нагрева. Эта изоляция приводит к постепенному перегреву. BGA не оставляет воздушных карманов. Но слишком сильный нагрев приводит к неравномерному расширению шариков. Это может привести к их растрескиванию со временем. Хорошая конструкция должна учитывать оба фактора.

Что дешевле для массового производства: BGA или LGA?

Производственные издержки могут погубить проекты. Пять лет назад я чуть не потерял деньги из-за неправильного выбора. Оптовые цены значительно различаются и влияют на прибыль. Сократите расходы без ущерба для качества.

BGA экономит деньги на единицу продукции при больших объемах. Роботизированная пайка позволяет производить тысячи компонентов в час с минимальными доработками. Для LGA-машин требуются дополнительные этапы выравнивания.

Анализ производственных затрат

BGA становится дешевле при производстве тысяч штук. Но небольшие партии предпочитают LGA. Позвольте мне объяснить, почему.

Труд и оборудование
Полностью автоматизированные линии быстро работают с BGA. Я посетил заводы, где один станок устанавливает все шариковые вывода. LGA часто требуют ручной проверки совмещения. Один неправильно установленный разъём стоит минуты каждый час.

Материалы имеют значение
Шарики припоя стоят копейки на чип. Разъёмы LGA не всегда нужны, но добавляют 0,50 доллара за каждый, если используются. Однако более крупные платы требуют больше материалов, чем упаковка.

Вот типичная структура затрат:

| Фактор стоимости | BGA (за 1000 шт.) | LGA (за 1000 шт.) | |--|--------------------|--------------------|
| Размещение | 120 $ | 240 $ |
| Материалы | 85 $ | 195 $ |
| Тестирование | 75 $ | 50 $ |
| Доработка | 80 $ | 25 $ |

Для LGA доработка обходится дешевле. Неисправные микросхемы легко вынимаются для замены. BGA требует полного перегрева. Неудачное размещение приводит к порче целых плат. Поэтому при крупносерийном производстве предпочтение отдаётся BGA, но для прототипов часто используется LGA. Выбирайте, исходя из масштаба.

LGA против BGA: какой вариант вам подходит?

Разочарованные клиенты требуют ответов, когда платы выходят из строя. Я ежедневно выбираю между этими вариантами. Победитель определяется потребностями вашего проекта.

LGA подходит для сменных компонентов и нестабильных условий. BGA выигрывает в небольших пространствах, требующих хорошего охлаждения. Перечислите свои приоритеты.

Сравнение факторов принятия решения

Думайте не только об упаковке. Подумайте, где будет жить и умирать ваше устройство. Я разберу основные моменты.

Требования к окружающей среде
Удары ломают шарики в первую очередь. Камера для дрона в корпусе BGA, которую я собрал, вышла из строя после жесткого приземления. Контактные площадки LGA лучше гнутся. Влажность также имеет значение. LGA устойчива к коррозии через сокеты.

Требования к сроку службы
Паяные микросхемы остаются на месте. Для замены требуются термовоздушные станции. Потребительские гаджеты используют BGA. Серверы выбирают LGA для замены процессора.

Размеры плат
Телефоны уменьшают всё внутри. Шарики BGA плотнее подходят под микросхемы. Моя конструкция умных часов работала только с BGA. Но в больших устройствах места хватает.

Вот распространённые совпадения:

Выездной ремонт важен. Для BGA требуются специальные инструменты. LGA позволяет специалистам носить с собой запасные микросхемы. Если ваше устройство находится в отдалённых районах, используйте LGA. Выбирайте BGA для продуктов массового рынка. Учитывайте особенности.

Заключение

BGA экономит место и хорошо охлаждает, а LGA легко заменяется и устойчив к вибрациям. Сначала оцените свои потребности в нагреве, стоимости и размерах. Теперь вы можете делать выбор уверенно.