Perché il processo di riscaldamento dei componenti BGA non funziona correttamente (e come le radiazioni infrarosse possono risolvere il problema)
Se avete mai lavorato con componenti di tipo Ball Grid Array (BGA), sicuramente conoscete il problema legato all’“effetto ombra”. Immaginate di avere centinaia di piccole sfere di solda nascoste sotto uno strato di silicio piuttosto spesso. Quando si utilizza aria calda, quel chip funziona praticamente come un ombrello: l’aria colpisce solo la superficie esterna del componente, ma non riesce a raggiungere le parti interne dove avviene il processo di saldatura. Il risultato è un riscaldamento irregolare, collegamenti non perfetti e tanta frustrazione.
Ecco allora il ruolo delle radiazioni infrarosse.
Il vantaggio delle radiazioni infrarosse è che non hanno bisogno di aria per trasmettere il calore. Non “soffiano” nell’aria, ma viaggiano in linea retta dall’emittente al bersaglio. Invece di cercare di far entrare aria calda in spazi ristretti, le onde infrarosse attraversano direttamente il corpo del componente. Colpiscono le molecole presenti nella pasta di solda, facendole vibrare. È quindi un effetto diretto. Poiché possiamo regolare la lunghezza d’onda in modo da adattarla al tipo di circuito stampato e alla pasta di solda, tutti i componenti si riscaldano contemporaneamente. I collegamenti situati sotto il chip raggiungono il punto di fusione nello stesso momento in cui lo fa la superficie esterna. Non c’è più bisogno di indovinare se le parti interne siano sufficientemente calde.
Ma non è tutto rose e fiori…
Le radiazioni infrarosse sono molto veloci. Questo riduce notevolmente il tempo necessario per completare il processo di riscaldamento, il che è ottimo per l’efficienza del lavoro. Tuttavia, c’è un problema: le radiazioni infrarosse dipendono molto dalla superficie su cui vengono applicate. Se il circuito stampato presenta uno strato riflettente o se la densità del rame è irregolare, alcune zone assorberanno il calore mentre altre lo rifletteranno. Non basta semplicemente aumentare l’intensità del calore: se si applica troppa energia in una sola zona, si potrebbe danneggiare il circuito stampato. Il segresto sta nel bilanciare correttamente distanza e intensità del calore, in modo che i collegamenti BGA si fondano senza danneggiare i componenti circostanti. Ci vuole un po’ di pratica per ottenere i risultati desiderati, ma una volta che ci si riuscirà, il processo diventerà semplice e affidabile.