لماذا يفوق الحرارة بالأشعة تحت الحمراء أساليب التسخين بالهواء الساخن في معالجة رقائق BGA؟ إذا كنت قد حاولت من قبل لحام رقائق BGA على لوحات الدوائر المطبوعة الخاصة بالعدادات الذكية، فأنت تعرف جيدًا مشكلة “تأثير الظل”. المشكلة هي أن أفران التسخين بالهواء الساخن تعتمد على تدفق الهواء حول الرقاقة. لكن رقائق BGA تحتوي على مئات من كرات اللحام الصغيرة الموجودة مباشرة تحت الرقاقة، ولا يمكن للهواء أن يصل إلى تلك المناطق. ونتيجة لذلك، يحدث تسخين غير متساوٍ، وتتشكل روابط لحام باردة، وهذه الروابط تفشل فور خروجها من المصنع. الحل هو استخدام مصابيح الأشعة تحت الحمراء. على عكس الهواء الساخن، فإن الأشعة تحت الحمراء لا تحتاج إلى وسط لنقل الحرارة. فهي لا تنفخ الحرارة، بل تشعها. يمكنك تخيل ذلك كما لو كانت أشعة الشمس تصيب جلدك في يوم صافٍ؛ فالأشعة تسير في خط مستقيم وتصيب جزيئات لوحة الدوائر المطبوعة والرقاقة مباشرة. الطاقة الناتجة تخترق السطح. بالنسبة لرقائق BGA، فإن الأشعة تصيب اللوحة وكرات اللحام في نفس الوقت. إنه تسخين عميق ومتساوٍ. لا حاجة للانتظار حتى تصل الحرارة إلى الرقاقة ببطء. اللحام يصل إلى نقطة الذوبان بسرعة، والأهم من ذلك، أن التسخين يحدث بشكل متساوٍ في جميع أنحاء الرقاقة. لكن يجب أن تكون حذرًا. الأشعة تحت الحمراء سريعة جدًا… أحيانًا سريعة أكثر من اللازم. وبما أنها تستهدف مواد معينة، فإن أسطح النحاس ستمتص الحرارة بسرعة أكبر من لوحات FR4. إذا لم تكن حذرًا، فقد يحدث فرق في درجة الحرارة على اللوحة، مما قد يؤدي إلى تشوهها. للحفاظ على استقرار اللوحة، يجب أن نختار الطول الموجي المناسب. الأشعة تحت الحمراء ذات الطول الموجي القصير مناسبة للتسخين السريع، بينما الأشعة ذات الطول الموجي المتوسط أفضل للتسخين المستمر. كل شيء يعتمد على الموازنة بين مسافة المصابيح عن اللوحة وكمية الطاقة المستخدمة. إذا استخدمت طاقة كبيرة في نقطة معينة، فقد يحدث تلف في اللوحة، أو حتى تفجير الغلاف البلاستيكي للرقاقة. التوازن مصابيح الأشعة تحت الحمراء تشغل مساحة أقل بكثير، كما أنها تقلل من وقت المعالجة مقارنة بأفران التسخين التقليدية. لكن يجب أن تتذكر أن الأشعة تحت الحمراء تحتاج إلى خط رؤية واضح. إذا كان هناك جزء آخر يحجب الضوء، فإن تلك المنطقة ستظل باردة. يجب أن تخطط بعناية لترتيب اللوحة، حتى لا يكون هناك أي شيء يعيق الضوء عن الوصول إلى نقاط اللحام المهمة.