Proč je infračervené záření lepší než horký vzduch při balení BGA komponent
Pokud jste někdy pracovali s komponentami typu Ball Grid Array (BGA), víte, jaké to je. Nejde jen o zahřívání ploché povrchové oblasti – snažíte se přivést teplo hluboko dovnitř, až k těm malým pájecím kuličkám skrytým pod křemíkovou destičkou. Právě zde začíná standardní horký vzduch selhávat – a tu přichází na řadu infračervené záření.
Problém s použitím horkého vzduchu
Představte si, jak funguje horký vzduch. Jde o konvekci – vzduch nejprve dopadne na vrchní část čipu. Ale protože BGA balení v podstatě funguje jako termický štít, musí se teplo dostat okolo okrajů, aby dosáhlo pájecích spojů. Je to chaotické – mezi vrchní a dolní částí čipu vzniká velký teplotní rozdíl. Infračervené záření funguje jinak. Využívá elektromagnetické záření, které skutečně proniká materiály balení. Místo toho, abyste čekali, až se teplo pomalu dostane dovnitř skrz plast zvenku, fotony přímo proniknou dovnitř a způsobí vzrušení molekul. Výsledek? Pájecí kuličky se zahřívají současně s celým balením. Žádné čekání.
Jak to ovlivňuje kvalitu výroby
Když spoléháte na horký vzduch, riskujete. Můžete se setkat s problémy jako „popcornový efekt“ nebo nerovnoměrné roztavení materiálů. Pokud se horní část čipu přehřeje dřív, než se spodní část roztaví, výsledkem budou pokřivené desky nebo spoje, které nefungují správně. To rozhodně není dobrý způsob, jak trávit úterý. Infračervené záření poskytuje objemový zdroj tepla – teplo dorazí na cíl rychleji. Navíc je to opravdu užitečné pro vysokopevnostní sestavy. Můžete zvýšit teplotu, aniž byste desku zasahovali silným proudem vzduchu, který by mohl vaše malé SMD komponenty setřást z jejich místa.
Nevýhody
Infračervené záření však není magická hůlka. Je citlivé na emisivitu povrchu. Pokud má vaše deska reflexní pájecí masku, infračervená energie se odrazí jako od zrcadla, místo aby pronikla dovnitř. Musíte pečlivě vybrat vlnovou délku – použijte krátkovlnné nebo střednovlnné záření, které se hodí k vašim materiálům. Pokud to uděláte špatně, vzniknou chladné body a budete zase na začátku.