なぜBGAのリフローがうまくいかないのか（そしてIRがどう解決するか）
Ball Grid Array（BGA）コンポーネントを扱ったことがある人なら、その「シャドウ効果」という問題をよく知っているでしょう。
考えてみてください。何百もの小さなはんだ球が、大きなシリコンチップの下に隠れています。ホットエアを使って加熱すると、そのチップはまるで傘のように機能します。空気はパッケージの表面を撃つだけで、実際にははんだ球がある場所までは届きません。
その結果、加熱が不均一になり、接合部が冷たくなってしまいます。本当に嫌な状況です。
ここで役立つのが赤外線放射です。
赤外線の良い点は、熱を伝えるために空気を必要としないことです。空気を送り込む必要がなく、エミッタから直接対象物へと直線的に熱が伝わります。
ホットエアを狭い隙間に押し込む代わりに、赤外線はコンポーネントの内部を通過します。はんだペーストの分子を振動させるのです。これは直接的な加熱です。
波長を適切に調整すれば、基板やはんだも一緒に加熱されます。チップの下の接合部も表面と同時に溶融します。もう、中央部分が十分に温まっているかどうかを推測する必要はありません。
しかし、全てが順調というわけではありません。
赤外線は非常に速いです。時間を大幅に短縮できますが、注意点もあります。赤外線は表面の状態に敏感です。PCBに光沢のある反射コーティングがあったり、銅の密度が不均一だと、一部の場所は熱を吸収し、他の場所は熱を反射してしまいます。
単に出力を上げればいいわけではありません。ある場所に過度な出力を与えると、基板が剥がれてしまう可能性があります。
重要なのは、距離と出力のバランスをうまく取ることです。そうすれば、BGAの接合部が溶融する一方で、周囲の小さなコンポーネントが壊れることはありません。機械の特性をうまく把握する必要がありますが、一度うまくコントロールできれば、処理は非常にスムーズに進みます。