چرا فرآیند گرم کردن قطعات BGA دچار مشکل میشود؟ و چگونه اشعه مادون قرمز میتواند این مشکل را برطرف کند؟
اگر تا به حال با قطعات نوع Ball Grid Array (BGA) کار کردهاید، میدانید که چه مشکلاتی در این زمینه وجود دارد.
تصور کنید که صدها توپ جوشکاری کوچک در زیر یک تکه بزرگ سیلیکون پنهان شدهاند. وقتی از هوای گرم برای گرم کردن قطعه استفاده میکنیم، آن تکه سیلیکون مانند یک چتر عمل میکند؛ هوای گرم فقط سطح قطعه را گرم میکند، اما نمیتواند به زیر قطعه نفوذ کند.
نتیجه این کار، گرمایش ناهموار است؛ اتصالات قطعه نیز به خوبی گرم نمیشوند. این موضوع باعث ناامیدی زیادی میشود.
حالا نوبت اشعه مادون قرمز است.
مزیت اشعه مادون قرمز این است که برای انتقال گرما نیازی به هوا ندارد؛ این اشعه مستقیماً از منبع خود به سمت هدف حرکت میکند.
به جای تلاش برای وارد کردن هوای گرم به فضاهای باریک، امواج مادون قرمز مستقیماً از بدنه قطعه عبور میکنند؛ این امواج با مولکولهای موجود در خمیر جوشکاری تلاقی پیدا کرده و باعث لرزش آنها میشوند. این روش، روشی مستقیم برای گرم کردن قطعه است.
از آنجایی که میتوانیم طول موج اشعه مادون قرمز را متناسب با قطعه و خمیر جوشکاری تنظیم کنیم، همه بخشهای قطعه به یک اندازه گرم میشوند. اتصالات قطعه نیز در همان زمانی که سطح قطعه گرم میشود، گرم میشوند. دیگر نیازی نیست حدس بزنیم که آیا قسمتهای مرکزی قطعه به اندازه کافی گرم شدهاند یا خیر.
اما همه چیز به این سادگی نیست.
اشعه مادون قرمز بسیار سریع است؛ این سرعت باعث کاهش زمان لازم برای گرم کردن قطعه میشود، که برای فرآیند کاری بسیار خوب است.
اما مشکل اینجاست: اشعه مادون قرمز به ظاهر سطح قطعه بسیار حساس است. اگر سطح PCB دارای پوشش براق و بازتابنده باشد، یا تراکم مس در سطح PCB یکنواخت نباشد، برخی نقاط گرما را جذب میکنند، در حالی که نقاط دیگر گرما را پرتاب میکنند.
نمیتوانید فقط توان لازم را افزایش دهید و امیدوار باشید که همه چیز خوب پیش برود. اگر توان زیادی را به یک نقطه وارد کنید، ممکن است قطعه پاره شود.
راز موفقیت در این است که فاصله و توان لازم را به دقت تنظیم کنیم، تا اتصالات قطعه گرم شوند، بدون اینکه قطعات کوچکتر اطراف آن آسیب ببینند. البته برای این کار نیاز به تجربه کافی داریم، اما وقتی که این کار را به درستی انجام دهیم، فرآیند کاملاً مطمئن خواهد بود.