
なぜBGAパッケージングにおいてはIRがホットエアより優れているのか もし、ボールグリッドアレイ(BGA)コンポーネントを扱ったことがあるなら、その苦労はご存知でしょう。単に平らな表面を加熱するだけではありません。実際には、シリコンチップの下に隠されている小さなはんだ球まで熱を届けなければならないのです。 これこそが、通常のホットエアが役立たなくなる場面です。そこで登場するのが赤外線(IR)です。
ホットエアの問題点
ホットエアの仕組みを考えてみましょう。それは対流による加熱です。空気はまずチップの表面に当たります。しかし、BGAパッケージは基本的に断熱材のような役割を果たすため、熱ははんだ接合部に到達するために端々を回って行かなければなりません。 その結果、チップの表面と下部との間に大きな温度差が生じます。 一方、IRは異なります。電磁波を利用しているため、パッケージ材料を透過して直接熱を伝えることができます。外側から徐々に熱が浸透してくるのを待つ代わりに、光子が直接内部に入り込み、分子を振動させます。 その結果、パッケージと同時にはんだ球も加熱されます。待つ必要はありません。
収率に与える影響
強制送風を使用すると、リスクが伴います。例えば、「ポップコーン現象」や不均一な再溶融が起こる可能性があります。もし上部が早く過剰に加熱されてしまうと、基板が変形したり、はんだ接合部が橋渡し状態になったりします。火曜日を無駄にすることになります。 一方、IRを使用すると、体積的な熱源が得られ、ターゲットにより迅速に熱を伝えることができます。また、高密度実装においても非常に有効です。高速な空気を使わずに温度を上げることができるため、小さなSMDコンポーネントがパッドから落下する心配もありません。
注意点
ただし、IRも万能ではありません。表面の放射率によって効果が変わってきます。もし基板に反射性のあるはんだマスクがある場合、IRエネルギーは鏡のように反射してしまいます。そのため、波長を慎重に選ぶ必要があります。短波または中波を選ぶことで、材料に合わせた効果を得られます。もし間違った波長を選ぶと、冷却点ができてしまい、元の状態に戻ってしまいます。