Was ist ein Ball Grid Array (BGA)

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass BGA und LGA beides elektronische Gehäusetechnologien sind, die hauptsächlich für die Montage von Komponenten auf einer Leiterplatte verwendet werden. Es gibt jedoch einen Unterschied in ihren elektrischen Verbindungen. LGA basiert auf Stiften oder Kontakten, während bei BGA kleine Lötkugeln verwendet werden.

Es funktioniert durch die Verwendung eines Gitters von Lötkugeln oder Leitungen, um die Übertragung von elektrischen Signalen von der integrierten Leiterplatte zu erleichtern. Im Gegensatz zum PGA, bei dem Stifte verwendet werden, werden beim BGA Lötkugeln auf der Leiterplatte (PCB) positioniert. Die Leiterplatte bietet durch die Verwendung von leitenden gedruckten Drähten Unterstützung und Anschlussmöglichkeiten für elektronische Komponenten.

Das BGA-Gehäuse (Ball Grid Array) ist in verschiedenen Größen erhältlich, die von 17 mm x 17 mm bis 35 mm x 35 mm reichen. Es bietet Kugelabstände von 0,8mm und 1,0mm, was zu einer Kugelanzahl von 208 bis 976 Kugeln führt. Außerdem sind PBGA-Gehäuse sowohl in 2- als auch in 4-Lagen-Substratausführungen erhältlich.

BGA-Bauteile sind eine besondere Art von Bauteilen, die sehr empfindlich auf Feuchtigkeit und Temperatur reagieren. Daher ist es wichtig, sie in einer trockenen Umgebung mit konstanter Temperatur zu lagern. Darüber hinaus müssen sich die Bediener strikt an das Verfahren der Betriebstechnik halten, um negative Auswirkungen auf die Bauteile vor der Montage zu vermeiden.

FPGA, die Abkürzung für Field Programmable Gate Array, ist ein integrierter Schaltkreis, der von einem Designer nach seiner Herstellung angepasst werden kann. BGA, die Abkürzung für Ball Grid Array, ist ein Verpackungssystem für integrierte Schaltungen, bei dem eine Anordnung von Lötkugeln verwendet wird, um das Substrat mit den Gehäuseanschlüssen zu verbinden.

Bei BGA-Gehäusen wird anstelle eines Leadframes ein organisches Substrat verwendet. Das Substrat besteht in der Regel aus Bismaleimidtriazin oder Polyimid. Der Chip wird auf der Oberseite des Substrats positioniert, während Lötkugeln auf der Unterseite des Substrats die Verbindung mit der Leiterplatte herstellen.

Wie bei allen BGA-Gehäusen werden auch bei FBGA-Gehäusen Lötkugeln verwendet, die in einem Gitter oder Array an der Unterseite des Gehäuses für die externe elektrische Verbindung angeordnet sind. Das FBGA-Gehäuse zeichnet sich jedoch dadurch aus, dass es fast Chipgröße hat und im Vergleich zum Standard-BGA-Gehäuse kleiner und dünner ist.

Sobald das gesamte überschüssige Lot entfernt wurde, kann das BGA reballiert werden. Beim Reballing werden mit Hilfe einer Schablone neue Lotkugeln auf das BGA aufgebracht. Nach dem Entfernen des überschüssigen Lots und dem Reballing des BGA können die Bauteile und die Leiterplatte wieder verlötet und befestigt werden.

BGA ist teurer als QFP, da die Kosten für die Laminatplatte und das Harz für das Substrat, das die Bauteile trägt, höher sind. Für BGA werden BT-Harz-, Keramik- und Polyimid-Harzträger verwendet, die teurer sind, während für QFP Kunststoffgießharz und Metallblech-Leiterrahmen verwendet werden, die billiger sind.

LGA-Elektronik (Land Grid Array) ähnelt den BGAs, unterscheidet sich aber dadurch, dass LGA-Bauteile keine Lötkugeln als Anschlüsse haben. Stattdessen haben sie eine flache Oberfläche mit Pads. LGAs werden in der Regel als physikalische Schnittstelle für Mikroprozessoren verwendet und können entweder über einen LGA-Sockel oder durch direktes Anlöten an die Leiterplatte mit dem Gerät verbunden werden.