बीजीए पैकेजों के लिए आईआर हीटिंग, हॉट एयर से बेहतर क्यों है?
यदि आपने कभी स्मार्ट मीटर के PCB पर BGA कॉम्पोनेंट्स को सोल्डर करने की कोशिश की है, तो आपको “शैडो इफेक्ट” की समस्या का अनुभव हुआ ही होगा। समस्या यह है कि सामान्य हॉट एयर ओवनों में हवा कॉम्पोनेंट के चारों ओर ही बहती है। लेकिन BGA चिपों में सैकड़ों छोटे-छोटे सोल्डर बॉल होते हैं, जो पैकेज के ठीक नीचे ही होते हैं। हवा वहाँ तक नहीं पहुँच पाती। इस कारण ऊष्मा असमान रूप से वितरित होती है, और सोल्डर जॉइंट्स ठीक से नहीं बन पाते। समाधान है इन्फ्रारेड (IR) लैंपों का उपयोग करना। हॉट एयर के विपरीत, इन्फ्रारेड को ऊष्मा वितरित करने हेतु किसी माध्यम की आवश्यकता नहीं होती। यह ऊष्मा को विकिरण के रूप में ही भेजता है। इसे ऐसे ही समझें – जैसे साफ दिन में सूरज की किरणें आपकी त्वचा पर पड़ती हैं। ये किरणें सीधी रेखा में चलकर PCB एवं कॉम्पोनेंट्स के अणुओं तक पहुँचती हैं। ऊर्जा सीधे ही सतह के अंदर जाती है। BGA पैकेजों में, इन्फ्रारेड विकिरण बोर्ड एवं सोल्डर बॉल्स दोनों पर एक साथ पड़ता है। इससे ऊष्मा तेजी से वितरित होती है… अब इंतजार करने की कोई आवश्यकता नहीं है। सोल्डर जल्दी ही पिघल जाता है… और सबसे महत्वपूर्ण बात यह है कि ऐसा पूरे पैकेज में समान रूप से होता है। लेकिन सावधान रहना आवश्यक है। इन्फ्रारेड बहुत तेजी से काम करता है… कभी-कभी तो बहुत ही तेजी से। चूँकि यह केवल विशिष्ट सामग्रियों पर ही प्रभाव डालता है, इसलिए कॉपर ग्राउंड प्लेन, FR4 बोर्ड की तुलना में जल्दी ही गर्म हो जाता है। यदि आप सावधान न रहें, तो बोर्ड पर तापमान में अंतर हो जाएगा, जिससे बोर्ड विकृत हो सकता है। स्थिति को स्थिर रखने हेतु, हम तरंगदैर्घ्य का उपयोग करते हैं… शॉर्ट-वेव इन्फ्रारेड, तेजी से गर्मी देने हेतु उपयुक्त है… जबकि मीडियम-वेव इन्फ्रारेड, स्थिर गर्मी देने हेतु बेहतर है। यह सब, लैंपों की दूरी एवं उनसे निकलने वाली ऊर्जा की मात्रा पर निर्भर है… यदि आप बहुत अधिक ऊर्जा एक ही जगह पर लगाएं, तो बोर्ड जल सकता है… या और भी बुरी बात यह है कि प्लास्टिक का पैकेज फट सकता है। तो, इन्फ्रारेड लैंपों का उपयोग करने में कुछ नुकसान भी हैं… इन्फ्रारेड लैंप, बड़े कन्वेक्शन टनलों की तुलना में बहुत कम जगह लेते हैं… लेकिन ध्यान रखने योग्य बात यह है कि इन्फ्रारेड केवल दृश्य रेखा में ही प्रभाव डालता है… यदि कोई ऊँचा कॉम्पोनेंट लैंप के रास्ते में आ जाए, तो वह जगह ठंडी ही रहेगी… इसलिए अपने बोर्ड की व्यवस्था को ध्यान से तैयार करें… ताकि कोई भी चीज आपके सोल्डरिंग बिंदुओं पर छाया न डाले।