Інфрачервоне випромінювання проти примусової конвекції: як правильно проводити процедуру розплавлення припою в пакетах типу BGA
Під час роботи з пакетами типу BGA виникає складна проблема – потрібно розплавити кульки припою, які знаходяться під чипом, але водночас не можна пошкодити верхню частину компонента.
Більшість людей вдаються до використання гарячого повітря. Це стандартний підхід. Але якщо подивитися на фізичні принципи, то інфрачервоне випромінювання є кращим рішенням у цьому випадку.
Ось чому.
Гаряче повітря сприяє конвекції – воно спочатку потрапляє на поверхню, а потім треба сподіватися, що тепло пошириться на з’єднання. Цей процес є повільним. Крім того, утворюється велика різниця температур: верхня частина чипа дуже гаряча, а кульки припою під нею ледве нагріваються. Це не ідеально.
Інфрачервоне випромінювання працює по-іншому. Замість того, щоб чекати, поки тепло пошириться через матеріал, хвилі інфрачервоного випромінювання проникають прямо крізь пластиковий корпус пакета типу BGA. Вони потрапляють безпосередньо на кульки припою та мідні поверхні. Тепло починає діяти саме там, де це потрібно. Не потрібно більше сподіватися, що теплопровідність буде достатньо швидкою.
Крім того, з інфрачервоним випромінюванням не виникає проблем з повітрям. Не потрібно постійно створювати потоки повітря – це усуває ефект „холодного вітру“ на краях плати. Усе залишається більш стабільним.
А оскільки інфрачервоне випромінювання реагує майже миттєво на зміну потужності, зони нагріву є значно точнішими. Це дає можливість отримати чіткий тепловий профіль.
Але це не є чарівним рішенням. Є свої недоліки.
Інфрачервоне випромінювання чутливе до властивостей матеріалів. Компоненти з глянцевою поверхнею поводяться по-іншому, ніж ті, що мають матову поверхню. Якщо на платі є обидва типи компонентів, можуть виникати коливання температури.
Необхідно переконатися, що довжина хвиль інфрачервоного випромінювання відповідає властивостям матеріалів. Якщо цього не зробити, на глянцевих поверхнях будуть утворюватися холодні з’єднання, і все повернеться на початковий рівень.