なぜBGAパッケージのはんだ付けには赤外線加熱が適しているのか スマートメーターのPCB上でBGAコンポーネントをはんだ付けしようとしたことがある人なら、「シャドウ効果」という問題がどれほど厄介かを知っているでしょう。 問題は、一般的なホットエアオーブンは、部品の周囲を空気が流れることに依存している点です。しかし、BGAチップには、パッケージのすぐ下に何百もの微小なはんだ球があるため、空気はそこに入り込むことができません。その結果、加熱が不均一になり、工場を出た瞬間に不良になってしまいます。 解決策は赤外線ランプを使用することです。 ホットエアとは異なり、赤外線は熱を伝えるための媒体を必要としません。熱を「吹き付ける」のではなく、放射するのです。まるで晴れた日に太陽の光が肌に当たるようなものです。波動は直線的に進み、PCBやコンポーネントの分子に直接当たります。 エネルギーは表面を通過して内部に届きます。BGAパッケージの場合、放射される熱は基板とはんだ球の両方に同時に当たります。これにより、深部まで均一に加熱されます。もはや、熱がゆっくりとチップの下に伝わるのを待つ必要はありません。はんだはより早く融点に達し、しかも全体的に均一に加熱されます。 ただし、注意が必要です。 赤外線は速いのですが、時にはあまりにも速すぎることがあります。特定の材料に対してのみ効果的なため、銅製のグラウンドパッドはFR4基板よりもずっと早く熱を吸収してしまいます。注意しなければ、基板に温度差が生じ、変形してしまう可能性があります。 安定さを保つためには、波長を調整する必要があります。短波長の赤外線は急速な加熱に適しており、中波長の赤外線は均一な加熱に適しています。重要なのは、ランプとの距離や供給される電力のバランスです。小さな範囲に多くのワット数を送り込むと、基板が焼けたり、最悪の場合はプラスチック製のパッケージが破裂してしまう可能性があります。 トレードオフ 赤外線ランプは、巨大な対流式加熱装置と比べて、大幅にスペースを節約でき、処理時間も短縮できます。ただし、赤外線は直線的な光しか届かないため、他の高いコンポーネントがランプを遮ってしまうと、その部分は冷たくなってしまいます。重要なはんだ付け箇所に影ができないように、基板のレイアウトを慎重に考える必要があります。