BGA vs. LGA: Unterschiede bei IC-Gittergehäusen einfach erklärt

Erinnern Sie sich an die riesigen ICs von früher? Zum Glück ist diese Zeit vorbei – heute ermöglichen kompakte Gehäuse winzige, aber leistungsstarke CPUs. Bei Prozessoren fallen unweigerlich die Begriffe BGA (Ball Grid Array) und LGA (Land Grid Array). Obwohl sie ähnlich klingen, beschreiben sie grundlegend verschiedene Bauformen mit jeweils eigenen Vor- und Nachteilen.

Was ist BGA?

Abbildung: Ball Grid Array

Beim Ball Grid Array (BGA) ersetzen winzige Lötkugeln (Balls) auf der Unterseite des Gehäuses die klassischen Pins des Vorgängers PGA (Pin Grid Array). Die Kugeln löten direkt auf passende Kupferpads der Leiterplatte (PCB).

Voraussetzung: Das PCB-Layout muss exakt zum Kugelraster passen. Die Bestückung erfolgt manuell oder automatisiert; tacky flux hält die Balls vor dem Reflow-Prozess in Position. Im Reflow-Ofen oder per Infrarot schmelzen die Kugeln, verbinden sich mit den Pads und richten das Gehäuse selbstjustierend aus. Nach dem Abkühlen entsteht die feste elektrisch-mechanische Verbindung. Gelegentlich finden sich Lötkugeln auch auf zwei Gehäusen, um diese direkt zu verbinden (Package-on-Package).

Abbildung: Pin Grid Array (Quelle: Wikimedia Commons)

Was ist LGA?

Abbildung: Land Grid Array

Beim Land Grid Array (LGA) befinden sich die Kontakte (Lands) als flache Pads auf der Gehäuseunterseite – die Pins sitzen im Sockel auf der Hauptplatine. Hat das PCB keinen Sockel, lässt sich ein LGA-Gehäuse auch direkt verlöten.

Die Kontaktgitter sind rechteckig, müssen aber nicht vollständig belegt sein. Form und Größe der Lands (rechteckig, dreieckig, kreisförmig, wabenförmig) werden für optimale Federkontakt-Anpassung, Kontaktgleichheit und elektrische Abstände optimiert. Als Verbindungsmedium dienen Lötpaste oder LGA-Sockel.

Was ist ein CPU-Sockel?

Abbildung: LGA-CPU-Sockel

CPU-Sockel auf Mainboards nehmen den Prozessor über Federkontakte (Pins im Sockel) auf – kein Löten nötig, einfacher Austausch. Desktops (Gaming-PCs) nutzen fast ausschließlich Sockel-CPUs, Laptops meist fest verlötete BGA-Varianten.

Die Mainboard-Wahl hängt entscheidend vom passenden Sockel ab: Ein noch so leistungsstarker Prozessor funktioniert nicht im falschen Sockel. Intel und AMD nutzen unterschiedliche Sockel-Typen für Mainstream- und High-End-Desktop-CPUs (z. B. LGA 1700, AM5, sTR5).

LGA vs. BGA – Direkter Vergleich

Vor- und Nachteile

Vorteile BGA

• Platzsparend: Kleines Gehäuse, hohe Packungsdichte – ideal für kompakte, leistungsstarke Geräte.
• Einfaches Entlöten: Ohne PCB-Schaden entfernbar.
• Deballing/Reballing: Alte Lötkugeln abtragen, neue aufbringen – Reparatur/Upgrade möglich.
• Gute Wärmeableitung: Geringe Überhitzungsgefahr.
• Nicht permanent: Versetzbar, bei schwachen Kugeln reparierbar.
• Kurze Leitwege: Niedrige Impedanz, schnelle Signalübertragung.
Als CPU nutzbar: Gute thermische/mechanische Eigenschaften.

Nachteile BGA

• Sichtprüfung schwierig: Lötstellen unter dem Gehäuse – Röntgen nötig.
• Nur Mehrlagig: Erfordert Multilayer-PCBs.
• Spezialausrüstung zum Löten: Reflow-Ofen, präzise Platzierung.
• Reparatur anspruchsvoll: Expertise & Spezialwerkzeug erforderlich.

Vorteile LGA

• Platzsparend: Hohe Pin-Dichte auf kleiner Fläche.
• Robuster: Pins im Sockel, nicht auf der CPU – weniger Bruchriskio. Sockel-Kontakte sehr langlebig.
• Hohe Pin-Anzahl: Winzige Kontakte ermöglichen viele Anschlüsse.

Nachteile LGA

• Teure Reparatur: Sockel- oder PCB-Schaden kostenintensiv.

Aufbau der Kontakte

LGA: Flache Lands (Pads) – benötigen Sockel oder Direktlötung.
BGA: Kugelförmige Lötbälle auf der Gehäuseunterseite.

Montage & Austausch

LGA: Einfach in Sockel stecken – Austausch: alt raus, neu rein.
BGA: Spezialausrüstung (Reflow, BGA-Rework-Station) nötig – prozesssicherer, aber teurer.

Abbildung: LGA-Sockel
Abbildung: BGA-Sockel (selten, meist direkt verlötet)

Einsatz bei Mikroprozessoren

Intel & AMD bevorzugen LGA für Desktop-CPUs (z. B. Xeon, Core, Ryzen).
BGA kommt bei fest verbauten Mobilprozessoren, WiFi-Chips, FPGAs und Embedded-CPUs zum Einsatz.

Abbildung: Intel Xeon LGA-CPU

Was ist besser – BGA oder LGA?

Beide sind exzellent. Die Wahl hängt von den Projektanforderungen ab: LGA für wartbare, sockelbasierte Designs (Desktop, Server); BGA für platzkritische, dauerhaft verbaute Anwendungen (Mobile, Embedded, PoP).

Abschließende Worte

LGA und BGA treiben seit Jahrzehnten die Miniaturisierung und Leistungssteigerung voran – von Smartphones über Smartwatches bis zu High-End-PCs. Trotz Nachteilen überwiegen die Vorteile. Benötigen Sie Unterstützung bei der Auswahl oder Implementation? Kontaktieren Sie uns gerne.