왜 BGA 패키지의 납땜에는 적외선 가열이 핫에어보다 더 효과적인가? 스마트 미터의 PCB에 BGA 부품을 납땜해 본 적이 있다면, “그림자 효과”로 인한 골칫거리를 잘 알 것입니다. 문제점은, 일반적인 핫에어 오븐은 공기가 부품 주위를 돌아가면서 열을 전달한다는 점입니다. 하지만 BGA 칩의 경우, 수백 개의 작은 납땜 구슬들이 패키지 바로 아래에 숨어 있습니다. 그래서 공기가 그 안으로 들어갈 수 없습니다. 그 결과, 열이 고르게 분배되지 않고, 공장을 나오자마자 실패하는 납땜点이 생깁니다. 해결책은 적외선 램프를 사용하는 것입니다. 핫에어와 달리, 적외선은 열을 전달하기 위해 매질이 필요하지 않습니다. 적외선은 열을 ‘날려보내는’ 것이 아니라 방사합니다. 마치 맑은 날에 태양광이 피부에 닿는 것과 같습니다. 적외선 파동은 직선으로 이동하여 PCB와 부품의 분자들에 직접 작용합니다. 에너지는 표면을 관통하여 들어갑니다. BGA 패키지의 경우, 적외선이 보드와 납땜 구슬에 동시에 작용합니다. 이는 깊고 균일한 열전달입니다. 더 이상 열이 천천히 칩 아래로 스며드는 것을 기다릴 필요가 없습니다. 납땜제는 더 빨리 녹으며, 무엇보다도 전체 영역에 고르게 열이 전달됩니다. 하지만 주의해야 할 점이 있습니다. 적외선은 매우 빠릅니다. 때로는 너무 빠를 수도 있습니다. 적외선은 특정 재료에만 작용하기 때문에, 구리 접지면은 FR4 보드보다 훨씬 빠르게 열을 흡수합니다. 주의하지 않으면 보드에 온도 차이가 생겨 보드가 변형될 수 있습니다. 안정적인 작동을 위해서는 파장을 조절해야 합니다. 단파 적외선은 빠른 열전달에 유용하며, 중파 적외선은 균일한 열전달에 유리합니다. 중요한 것은 램프와의 거리와 공급되는 에너지의 양을 조절하는 것입니다. 너무 많은 에너지를 한 지점에 집중시키면 보드가 손상될 수 있습니다. 장단점 적외선 램프는 공간을 훨씬 적게 차지하며, 작업 시간도 줄여줍니다. 하지만 적외선은 직선 관계에서만 작용합니다. 만약 다른 높은 부품이 램프를 가리고 있다면, 그 부분은 여전히 추워집니다. 따라서 중요한 납땜점에 그림자가 생기지 않도록 보드의 배치를 신중하게 계획해야 합니다.