Tại sao quá trình nung chảy các linh kiện BGA lại gặp khó khăn (và làm thế nào để giải quyết vấn đề này bằng tia hồng ngoại?)
Nếu bạn từng làm việc với các linh kiện loại Ball Grid Array (BGA), chắc hẳn bạn đã từng trải qua tình trạng “hiệu ứng bóng râm” khi thực hiện công việc lắp ráp. Hãy tưởng tượng: có hàng trăm viên chất dẫn nhiệt nhỏ nằm dưới lớp silic dày. Khi sử dụng không khí nóng để làm nóng linh kiện, lớp silic này giống như một chiếc ô che chắn. Không khí nóng chỉ có thể tác động lên phần trên của linh kiện, chứ không thể xuyên vào phía dưới, nơi diễn ra quá trình nung chảy.
Kết quả là việc gia nhiệt không đồng đều, các điểm nối giữa các linh kiện bị lạnh. Điều này gây ra rất nhiều phiền toái.
Đây chính là lúc tia hồng ngoại phát huy tác dụng.
Ưu điểm của tia hồng ngoại là nó không cần không khí để truyền nhiệt. Nó không “thổi” không khí xung quanh, mà chỉ di chuyển theo đường thẳng từ nguồn phát sang mục tiêu cần làm nóng. Thay vì cố gắng đẩy không khí nóng vào các khe hẹp, tia hồng ngoại có thể xuyên qua thân linh kiện. Chúng tác động trực tiếp lên các phân tử trong hỗn hợp chất dẫn nhiệt, khiến chúng rung động. Đây chính là cách tốt nhất để làm nóng linh kiện.
Vì chúng ta có thể điều chỉnh bước sóng của tia hồng ngoại sao cho phù hợp với bản mạch và chất dẫn nhiệt, nên mọi thứ sẽ được làm nóng đồng đều. Các điểm nối dưới linh kiện cũng sẽ đạt đến nhiệt độ nóng chảy cùng lúc với bề mặt linh kiện. Không cần phải đoán xem phần giữa linh kiện có đủ nóng hay không nữa.
Nhưng mọi thứ cũng không hoàn toàn dễ dàng.
Tia hồng ngoại hoạt động rất nhanh. Điều này giúp rút ngắn thời gian làm nóng linh kiện, rất tốt cho quy trình sản xuất. Nhưng có một vấn đề: tia hồng ngoại rất nhạy cảm với bề mặt của linh kiện. Nếu bề mặt bản mạch có lớp phủ bóng loáng hoặc mật độ đồng không đồng đều, thì một số vùng sẽ hấp thụ nhiệt, trong khi những vùng khác lại phản xạ nhiệt đi.
Bạn không thể chỉ tăng công suất mà hy vọng mọi thứ sẽ ổn. Nếu bạn sử dụng quá nhiều công suất ở một điểm cụ thể, có thể khiến bản mạch bị hư hỏng.
Bí quyết nằm ở việc cân bằng khoảng cách và công suất sao cho các điểm nối của linh kiện được làm nóng mà không làm hư hỏng các linh kiện xung quanh. Điều này đòi hỏi phải có kinh nghiệm trong việc sử dụng máy móc. Nhưng một khi bạn thành thạo, quy trình này sẽ diễn ra rất hiệu quả.