BGA と LGA:2 つのグリッド アレイの違い

巨大な IC を扱わなければならなかったときのことを覚えていますか?ありがたいことに、その時代は終わり、今では小型のコンパクトな IC を利用できるようになりました。間違いなく、メーカーはこれらの小さな IC を使用して、最も強力なコンピューターの一部を制御できる、小さくても優れた CPU を構築しています。しかし、CPU について話すと、BGA や LGA などの用語に出くわす可能性が高くなります。似ているように聞こえますが、さまざまなタイプの IC パッケージと品種の違いについて説明しています。

これらの IC パッケージ、それらを使用する場合、およびそれらの違いの詳細については、以下をお読みください。

BGA とは?

ボール グリッド アレイ

ボール グリッド アレイ (BGA) は、ピン グリッド アレイ (PGA) に先行する IC パッケージです。 PGA はピンを使用して PCB に接続しますが、BGA は小さなはんだボールを備えたパッドを使用します。

BGA は、はんだボールと一致する銅パッド パターンを備えた PCB でのみ機能します。また、はんだボールを手動または自動で配置できます。また、粘着性フラックスは、BGA が組み立て中に所定の位置にとどまるのに役立ちます。

ピン グリッド アレイ

出典:ウィキメディア・コモンズ

組み立て後、メーカーは BGA を赤外線ヒーターまたはリフロー オーブンで加熱します。このプロセスは、はんだを溶かし、パッケージを PCB に固定します。また、BGA は、他のコンポーネントからの適切な分離距離で正しく配置されます。

はんだが冷えて固まると、BGA が PCB に接続されます。場合によっては、パッケージや PCB にこれらのはんだボールが見られることがあります。 2 つのパッケージを接続する方法です。

LGA とは?

ランドグリッドアレイ

ランド グリッド アレイ (LGA) は、IC の代わりにソケットにピンがある IC パッケージです。ただし、これは PCB にソケット コネクタがある場合にのみ適用されます。

PCB にソケットがない場合は、LGA をボードに直接はんだ付けすることができます。

LGA には、下側に長方形のコンタクト グリッド (「ランド」と呼ばれる) があります。また、グリッドの行と列をすべて使用する必要はありません。

さらに、メーカーはこれらのランドをはんだペーストまたは LGA ソケットで作成できます。また、グリッド要素は、三角形や円形など、さまざまな多角形の形状とサイズを持つことができます。蜂の巣のように見えるものもあります。

製造業者は通常、スプリング接点、接点の類似性、および近くの接点との適切な電気的距離を一致させるための最適な形状を得ることなどの要因について、設計を最適化します。

CPU ソケットとは?

LGA CPU ソケット

PCB 上の CPU ソケットは、CPU をコンピューターのマザーボードに接続するのに役立つさまざまなピンを使用します。さらに、ソケット経由で接続された CPU ははんだ付けが不要なため、簡単に交換できます。

さらに、メーカーはデスクトップ ゲーム用 PC に CPU ソケットを使用することがよくありますが、ラップトップにはほとんどの場合、はんだ付けされたバージョンがあります。

マザーボードの選択は、必要な機能を手に入れるだけではありません。そのため、マザーボードに CPU モデルをサポートする CPU ソケットがあるかどうかも調べる必要があります。

そのため、最先端の CPU を使用しているかどうかは問題ではありません。ただし、ソケットが間違っていると機能しません。 Intel や AMD などのメーカーは、主流のデスクトップ CPU とハイエンドのデスクトップ CPU 用に異なる CPU ソケット タイプを持っています。

LGA と BGA の比較

ここで、これらのグリッド アレイの違いと、PC 回路でそれらを何に使用できるかを詳しく見てみましょう。

LGA vs BGA:長所と短所

BGA の長所

ボール グリッド アレイ

• BGA はサイズが小さいため、場所を取りません。つまり、最適なスペース利用が可能になります。ただし、これらの IC パッケージのサイズに関係なく、小型で強力なガジェットを作成できます。

• BGA パッケージのはんだ付けは簡単です。また、プロセスによって PCB や IC パッケージが損傷することもありません。

• デボールにより、古くて使い古されたはんだボールを BGA パッケージから取り除くことができます。

• また、リボール プロセスを通じて新しいはんだボールをパッケージに追加することもできます。

• BGA パッケージは放熱能力に優れているため、過熱することはほとんどありません。

• BGA チップは永続的ではありません。したがって、はんだを外すのは簡単です。また、損傷することなく他のデバイスに移動できます。また、はんだボールが弱い場合は、デボールおよびリボール プロセスを使用できます。

• BGA は優れた熱的特性と機械的特性を備えているため、コンピューターの CPU として使用できます。

• BGA は短いリード接続経路を誇っています。その結果、低インピーダンス機能を備え、信号をすばやく生成できます。

BGA の欠点

PCB 上の BGA パッケージ

• BGA パッケージのはんだ接合部を検査するのは簡単ではありません。また、BGA は腹を使って接続するため、コンポーネントと PCB の接続にアクセスするには X 線が必要です。

• BGA パッケージは多層回路基板でしか動作しないため、多くの用途には使用できません。

• はんだを外すのは簡単ですが、これらのパッケージを PCB にはんだ付けするには特別な装置が必要です。

• BGA の修理を行うのは少し難しいです。また、修理を行うには専門知識と特別な設備が必要です。

LGA の長所

• LGA はサイズが小さいため、スペース効率に優れています。また、それらを使用して小型で強力なデバイスを構築できます。

• LGA パッケージは耐久性が高く、簡単に破損しません。なんで？ピンはCPUではなくボード上にあるためです。また、ソケットのくまポイントは優れた耐久性を備えています。

• LGA ピンは小さいため、メーカーは小さな領域に多くのピンを収めることができます。

LGA の短所

• LGA は簡単には損傷しませんが、問題が発生した場合の修理には費用がかかる可能性があります。

LGA VS BGA:コンポーネント

LGA は接続にボールを使用しません。代わりに、PCB に接続するためにソケットまたは直接はんだ付けが必要なフラット コンタクトを使用します。

対照的に、BGA は PCB への接続にボールを使用します。メーカーは通常、これらのボールをこれらのパッケージの腹に取り付けます。

LGA と BGA の比較:接続と交換の容易さ

LGA は PCB に簡単に接続できます。通常、これらの PCB には、LGA CPU を挿入できるソケットが付属しています。また、独自の交換プロセスはありません。古い CPU を取り外して新しい CPU を挿入するだけです。

LGA ソケット

一方、BGA を CPU ソケットに接続したり取り外したりするには、特別な装置が必要です。ほとんどリスクはありませんが、このプロセスは LGA パッケージよりも費用がかかります。

BGAソケット

LGA 対 BGA:マイクロプロセッサでの使用

AMD や Intel などのほとんどのトップ メーカーは、特にデスクトップ ゲーム用 PC では、BGA よりも LGA パッケージの使用を好みます。

Intel Xeon LGA CPU

さらに、BGA を使用してマイクロプロセッサ、WiFi チップ、FPGA を恒久的に実装するメーカーもあります。

BGA vs. LGA:どちらが優れている?

BGA と LGA は素晴らしいです。ただし、好みやプロジェクトの要件に最も適したものを選択する必要があります。

最後の言葉

LGA や BGA は、長年にわたって使用されてきた優れた IC パッケージです。そして、その欠点にもかかわらず、これらの IC パッケージの性能は多くの技術的進歩をもたらしました。

たとえば、これらのパッケージは、電話、スマートウォッチ、タブレットなどの強力なガジェットやデバイスを生み出しました。また、強力なパフォーマンスを備えた PC を使用できます。

LGAおよびBGAパッケージについてどう思いますか?これらのパッケージを効果的に使用する方法についてサポートが必要ですか?ご不明な点がございましたら、お気軽にお問い合わせください。