왜 BGA 납제를 할 때는 적외선 히터가 열풍 히터보다 더 효과적인가요?
스마트 그리드 컨트롤러를 다룰 때, 보드의 나머지 부분이 녹아버리지 않으면서도 BGA 칩만을 제거하려고 한다고 상상해보세요. 대부분의 사람들은 그냥 열풍 히터를 사용합니다. 이게 가장 일반적인 방법이죠. 하지만 문제는 열풍 히터는 오직 표면에만 열을 가할 뿐이라는 점입니다.
열이 내부까지 전달되는 과정의 어려움
열풍 히터가 실제로 어떻게 작동하는지 생각해보세요. 열풍 히터는 칩의 위쪽에 열을 가하는데, 그 열이 실리콘이나 기판을 통과하여 아래에 있는 납땜 부위까지 전달되기를 바라는 것입니다. 하지만 이는 매우 느린 과정입니다. 종종 칩의 위쪽만 타버리는 반면, 아래쪽의 납땜 부위는 여전히 차가운 상태로 남습니다. 이는 매우 짜증나는 일이며, 솔직히 말해서 위험한 상황입니다.
그래서 저는 적외선 히터를 선호합니다. 열풍 히터가 공기를 이용해 열을 전달하는 반면, 적외선 히터는 복사열을 이용합니다. 이 파동들은 공기가 필요 없으며, 직접 부품과 PCB 내부의 분자들을 자극합니다. 열은 아래에서 위로 전달되므로, 칩의 표면이 위험한 온도에 도달하기 전에 납땜 부위가 먼저 녹습니다. 이 방식이 훨씬 더 효과적입니다.
폭발을 방지하는 방법
우리 모두는 칩 내부에 갇힌 수분이 너무 빠르게 팽창하여 칩이 깨지는 현상을 겪어본 적이 있습니다. 이는 정말 끔찍한 실수입니다. 적외선 히터를 사용하면 열이 보드 전체에 고르게 분산되므로 이런 문제를 피할 수 있습니다. 노즐이 약간 비뚤어져 있을 때 발생하는 국부적인 과열 현상도 없습니다.
하지만 주의해야 할 점도 있습니다. 단파 적외선은 너무 강력하기 때문에, PID 컨트롤러를 제대로 조절하지 않으면 목표 온도를 초과할 수 있습니다. 또한, 구리로 된 그라운드 플레인이 있는 보드를 다룰 때는 그 구리가 열을 흡수하여 모든 열을 가져가버릴 수 있습니다. 그러니 칩만을 직접 가열하지 마시고, 먼저 보드 전체를 약 150°C 정도로 예열해주는 것이 좋습니다. 이렇게 하면 PCB가 변형되는 것을 막을 수 있으며, 납땜 과정도 훨씬 수월해집니다.