IR과 강제 대류 방식의 비교: BGA 재융점 처리를 올바르게 하는 방법
BGA 패키지를 다룰 때는 까다로운 문제가 있습니다. 칩 아래에 숨어 있는 솔더볼들을 녹여야 하지만, 그 과정에서 부품의 윗면이 손상되는 것은 원하지 않습니다.
대부분의 사람들은 단순히 뜨거운 공기를 사용합니다. 이것이 표준적인 방법이죠. 하지만 물리학적으로 보면, 이런 경우에는 적외선을 사용하는 것이 더 효과적입니다.
그 이유는 다음과 같습니다.
뜨거운 공기는 대류 현상을 통해 열을 전달합니다. 열이 먼저 표면에 닿고, 그 다음에야 열이 접합 부위까지 전달됩니다. 이 방식은 매우 느립니다. 또한 칩의 윗면은 매우 뜨거운 반면, 아래의 솔더볼들은 거의 따뜻해지지 않습니다. 이는 바람직하지 않습니다.
반면 적외선은 다릅니다. 적외선은 열이 서서히 전달되는 것을 기다리지 않고, 바로 BGA의 플라스틱 소재를 통과하여 솔더볼과 구리 패드에 직접 작용합니다. 열이 정확히 필요한 곳에서 발생합니다. 더 이상 열 전도가 충분히 빠르게 일어나길 기다릴 필요가 없습니다.
게다가 공기의 영향도 없습니다. 적외선을 사용하면 공기가 많이 움직이지 않기 때문에, 보드의 가장자리에서 불쾌한 ‘바람에 의한 냉각’ 효과가 나타나지 않습니다. 모든 부분의 온도가 훨씬 일관적입니다.
또한, 전력을 조절하면 적외선의 반응이 거의 즉각적이므로, 열 전달 과정도 훨씬 더 정확해집니다. 따라서 훨씬 더 정밀한 결과를 얻을 수 있습니다.
하지만 이것이 마법의 해결책은 아닙니다. 몇 가지 단점도 있습니다.
적외선은 물체의 표면 상태에 민감합니다. 반사율이 높은 부품과 그렇지 않은 부품은 반응이 다릅니다. 만약 보드에 반사율이 높은 부품과 그렇지 않은 부품이 섞여 있다면, 온도 차이가 생길 수 있습니다.
따라서 적외선의 파장이 사용하는 재료와 잘 맞는지 반드시 확인해야 합니다. 그렇지 않으면 반사율이 높은 부분에서는 열 전달이 제대로 이루어지지 않아, 결국 처음과 같은 문제가 발생할 수 있습니다.