Dlaczego proces odparowywania lutu w komponentach typu BGA sprawia trudności (i jak IR może to rozwiązać)
Jeśli kiedykolwiek pracowałeś z komponentami typu Ball Grid Array (BGA), doskonale znasz problem „efektu cienia”.
Wyobraź sobie: masz setki małych kulek lutu ukrytych pod dużym kawałkiem krzemiu. Gdy używasz gorącego powietrza, ten element zachowuje się jak parasol – powietrze uderza w górną część pakietu, ale nie może dotrzeć do miejsc, gdzie naprawdę dochodzi do procesu topnienia lutu.
Rezultatem jest nierównomierne nagrzewanie, zimne połączenia i dużo frustracji.
Tu wchodzi w grę promieniowanie podczerwone.
Zaletą promieniowania podczerwonego jest to, że nie potrzebuje powietrza do przenoszenia ciepła. Nie „wieje” wokół, lecz porusza się prosto od emitera do celu. Zamiast próbować wpchnąć gorące powietrze do wąskiej szczeliny, fale podczerwone przechodzą prosto przez korpus komponentu. Uderzają w cząsteczki w pastie lutowniczej, powodując ich drgania. To bezpośredni efekt oddziaływania fal podczerwonych.
Ponieważ możemy dostosować długość fali tak, aby pasowała do podłoża i lutu, wszystko nagrzewa się równomiernie. Połączenia znajdujące się pod chipem osiągają temperaturę topnienia w tym samym czasie co powierzchnia. Nie musimy już zgadywać, czy środek jest wystarczająco gorący.
Ale nie wszystko jest idealne.
Promieniowanie podczerwone działa szybko – naprawdę szybko. To znaczeniecznie skraca czas potrzebny na nagrzewanie, co jest świetne dla efektywności pracy.
Ale jest tu jeden problem: promieniowanie podczerwone bardzo zależy od stanu powierzchni. Jeśli twoje płyta PCB ma błyszczącą, odbijającą światło powłokę lub jeśli gęstość miedzi jest nierówna, niektóre obszary będą pochłaniać ciepło, a inne je odbijać.
Nie można po prostu zwiększyć mocy i mieć nadzieję na najlepszy rezultat. Jeśli podasz zbyt dużą ilość energii na jeden obszar, możesz uszkodzić samą płytę.
Sekret polega na precyzyjnym dostosowaniu odległości i mocy, aby połączenia typu BGA mogły się roztopić, bez uszkadzania otaczających je mniejszych komponentów. Wymaga to trochę doświadczenia, ale gdy już to opanujesz, proces będzie doskonały.