BGA vs LGA: IC 그리드 어레이 패키징의 핵심 차이점 비교

과거 거대한 IC를 다루던 시대는 지났습니다. 이제는 작고 콤팩트한 IC를 활용해 강력하면서도 작은 CPU를 제작할 수 있게 되었죠. CPU 이야기를 하다 보면 BGA와 LGA라는 용어를 자주 접하게 됩니다. 발음은 비슷하지만, 이 둘은 서로 다른 IC 패키지 유형을 지칭하며 각각 고유한 특성을 가집니다.

이번 글에서는 BGA와 LGA 패키지의 개념, 용도, 그리고 핵심 차이점을 상세히 다뤄보겠습니다.

BGA(Ball Grid Array)란?

Ball Grid Array

BGA(Ball Grid Array)는 핀 그리드 어레이(PGA)의 후속 기술로 개발된 IC 패키지입니다. PGA가 핀으로 PCB와 연결되는 반면, BGA는 미세한 솔더 볼이 부착된 패드를 사용합니다.

BGA는 솔더 볼 패턴과 일치하는 구리 패드가 있는 PCB에서만 작동합니다. 솔더 볼은 수동 또는 자동으로 배치할 수 있으며, 점착성 플럭스가 조립 과정에서 BGA를 고정하는 역할을 합니다.

Pin Grid Array

출처: Wikimedia Commons

조립 후 적외선 히터나 리플로우 오븐으로 가열해 솔더를 녹여 패키지를 PCB에 고정합니다. 이 과정에서 BGA는 적절한 간격을 유지하며 다른 부품과 정렬됩니다. 솔더가 식어 고체화되면 BGA와 PCB가 전기적으로 연결됩니다. 경우에 따라 패키지와 PCB 양쪽에 솔더 볼이 있어 두 패키지를 연결하는 용도로 쓰이기도 합니다.

LGA(Land Grid Array)란?

Land Grid Array

LGA(Land Grid Array)는 IC가 아닌 소켓 쪽에 핀이 있는 IC 패키지입니다. 이는 PCB에 소켓 커넥터가 있을 때 적용됩니다.

PCB에 소켓이 없다면 LGA를 보드에 직접 납땜하는 것도 가능합니다. LGA는 하단에 직사각형 접점 그리드('랜드'라 칭함)를 가지며, 모든 그리드 행과 열을 다 사용할 필요는 없습니다.

제조사는 솔더 페이스트나 LGA 소켓을 이용해 랜드를 형성하며, 그리드 요소는 삼각형, 원형, 벌집 모양 등 다양한 다각형 형태와 크기로 설계할 수 있습니다. 보통 스프링 접점과의 매칭 최적화, 접점 유사성, 인접 접점과의 적절한 전기적 거리 확보 등을 고려해 설계합니다.

CPU 소켓이란?

LGA CPU 소켓

PCB상의 CPU 소켓은 다양한 핀을 이용해 CPU를 메인보드와 연결합니다. 소켓 방식은 납땜이 필요 없어 CPU 교체가 용이합니다.

일반적으로 데스크톱 게이밍 PC에는 CPU 소켓이 사용되며, 노트북은 대부분 납땜 방식입니다. 메인보드 선택 시 원하는 기능뿐 아니라, 사용하려는 CPU 모델을 지원하는 소켓 타입인지도 반드시 확인해야 합니다. 아무리 최신 고성능 CPU라도 소켓이 맞지 않으면 작동하지 않기 때문입니다. 인텔과 AMD는 메인스트림 및 하이엔드 데스크톱 CPU용으로 각각 다른 소켓 타입을 제공합니다.