IRと強制対流：BGAのリフローをうまく行うために
BGAパッケージを扱う際、厄介な問題があります。チップの下にあるはんだボールを溶かす必要がありますが、同時にコンポーネントの表面が壊れてしまわないようにしなければなりません。
多くの人々は、標準的な方法として熱風を使います。しかし、物理的な観点から見ると、このような場合には赤外線がより適した手段です。
その理由は以下の通りです。
熱風は対流によって熱を伝えます。まず表面に熱が当たり、その後、熱が接続部まで届くのを待つしかありません。これは遅い方法です。また、チップの表面は非常に高温になる一方で、下側のはんだボールはほとんど温まらないという大きな温度差が生じます。理想的ではありません。
一方、赤外線は違います。熱が浸透するのを待つ代わりに、赤外線波はBGAのプラスチック部分を直接通過します。そして、はんだボールや銅パッドに直接熱が届きます。必要な場所に正確に熱が加わります。もはや、熱伝導が十分に速く機能するかどうかを祈る必要はありません。
さらに、空気の影響もありません。赤外線を使えば、大量の空気を送風する必要がないので、基板の端辺で「ウィンドチル効果」が起こることもありません。すべてがより均一になります。
また、出力を調整すると、赤外線はほぼ瞬時に反応するため、温度上昇のプロセスがより精密になります。これにより、よりクリアで正確な温度分布が得られます。
しかし、これが万能の解決策というわけではありません。注意点もあります。赤外線は物体の表面の性質に敏感です。光沢のある反射性の高いコンポーネントと、マットな黒色のコンポーネントでは、挙動が異なります。もし基板に両方のタイプのコンポーネントがある場合、温度の変動が生じます。
ですから、赤外線の波長が使用する材料に適しているかを確認する必要があります。このステップを怠ると、反射性の高い部分の接続部が冷たくなってしまい、結局元の状態に戻ってしまいます。