Dlaczego ogrzewanie podczerwone jest lepsze od gorącego powietrza do obróbki komponentów BGA Jeśli kiedykolwiek próbowałeś przykręcać komponenty BGA na płycie drukowanej inteligentnego licznika, to znasz problem związany z tzw. „efektem cienia”. Problem polega na tym, że standardowe piece z gorącym powietrzem polegają na ruchu powietrza wokół komponentu. Ale w przypadku chipów BGA znajdują się setki małych kulek lutu tuż pod samym komponentem. Powietrze po prostu nie może tam dotrzeć. W rezultacie uzyskujemy nierównomierne nagrzewanie, a także te niebezpieczne zimne spoiny, które psują się zaraz po opuszczeniu fabryki. Rozwiązaniem jest użycie lamp podczerwonych. W odróżnieniu od gorącego powietrza, podczerwień nie potrzebuje żadnego nośnika do przenoszenia ciepła. Ona po prostu promieniuje ciepło. Można to porównać do słońca, które świeci na naszą skórę w słoneczny dzień. Fale podczerwone poruszają się w linii prostej i bezpośrednio oddziałują na molekuły płyty drukowanej oraz komponentu. Energia podczerwieni faktycznie przenika w głąb powierzchni. W przypadku komponentów BGA promieniowanie oddziałuje jednocześnie na płytkę i kuleki lutu. To sprawia, że ciepło rozprzestrzenia się równomiernie po całej powierzchni. Nie trzeba już czekać, aż ciepło powoli dotrze do komponentu. Lut osiąga temperaturę topnienia szybciej, a co ważniejsze – równomiernie na całej powierzchni. Ale trzeba być ostrożnym. Podczerwień działa szybko… czasami nawet za szybko. Ponieważ oddziałuje tylko na określone materiały, miedziane elementy płyty drukowanej wchłaniają ciepło znacznie szybciej niż sama płyta FR4. Jeśli nie będzie się uważać, może dojść do różnic temperatur na płycie, co może spowodować jej wygięcie. Aby utrzymać stabilność, musimy dostosować długość fal lamp. Krótkofalowa podczerwień jest doskonała do szybkiego nagrzewania, natomiast średniofalowa lepiej nadaje się do stopniowego nagrzewania. Kluczem jest balans między odległością lamp a ilością energii, jaką one dostarczają. Jeśli wprowadzimy zbyt dużo mocy w małą przestrzeń, możemy uszkodzić płytkę lub, co gorsza, sprawić, że plastikowy obudowie komponentu pęknie. Kompromis Lampy podczerwone zajmują znacznie mniej miejsca i skracają czas realizacji procesu w porównaniu z wielkimi tunelami konwekcyjnymi. Pamiętaj jednak, że podczerwień wymaga linii widzenia – jeśli jakiś wysoki komponent blokuje lampę, ta obszar pozostanie chłodny. Trzeba więc dokładnie zaplanować układ komponentów na płycie, aby nic nie rzucało cienia na kluczowe miejsca przykręcania komponentów.