IR oproti horkému vzduchu: Jak správně svařovat komponenty typu BGA
Pokud jste někdy pracovali s komponentami typu Ball Grid Array (BGA), víte, jaké to je. Je potřeba roztavit ty malé kuličky lepidla, které se nacházejí pod čipem, ale musíte to udělat tak, abyste neponičili desku ani samotný čip.
Mnoho lidí volí metodu horkého vzduchu, ale je to spíše hazard. Vzduch prostě není vhodný na přenos tepla – má tendenci se točit kolem komponenty a zanechat „stín“ pod ní. Výsledkem je, že čip se zahřívá nahoře, zatímco spoje pod ním zůstávají chladné. To rozhodně není ideální.
Trik s infračerveným zahřevem
Infračervený zahřev funguje jinak. Místo toho, abyste snažili se zahřát vzduch, posíláte elektromagnetické vlny přímo do materiálu. Lze to považovat za zahřívání zevnitř ven. Energie pronikne do obalu komponenty a začne pohybovat molekulami uvnitř substrátu BGA. Jelikož jde o objemové zahřívání, teplo dosahuje těch kuliček lepidla přímo skrz desku a tělo čipu.
Vše se tak zahřívá rovnoměrněji. To znamená, že se nemusíte obávat efektu „popcorningu“ – situace, kdy se věci nerovnoměrně rozšiřují a praskají.
Proč je to lepší než metoda horkého vzduchu
Při použití metody nucené konvekce bojujete s vzduchem. Aby se dostatek tepla dostalo do středu hustého substrátu BGA, musíte obvykle zvýšit teplotu a rychlost ventilátoru na maximum.
A všichni jsme už zažili situaci, kdy jedna chyba vedla k tomu, že se drobná komponenta odtrhla od desky.
Infračervený zahřev je prostě efektivnější. Je cílený – můžete nastavit vlnovou délku tak, aby teplo dopadlo přesně tam, kde je potřeba. Probíhá to rychle a s přesností.
Nevýhody
Infračervený zahřev však není magická hůlka. Vše závisí na „emisivitě“ – tedy na tom, jak dobře vaše materiály pohlcují tu energii.
Pokud pracujete s tlustými měděnými vrstvami smíchanými s tenkým materiálem FR4, měď pohltí to teplo jako houba. Pokud zkuste kompenzovat to vyšší mocností, pravděpodobně spálíte okraje desky dřív, než se její střed vůbec zahřeje.
Musíte být opatrní s nastavením teploty. Udělejte to pomalu a správně. Právě zde se projevuje skutečná dovednost.