IR contre air chaud : comment souder correctement les composants BGA
Si vous avez déjà travaillé avec des composants de type Ball Grid Array (BGA), vous connaissez les difficultés liées à leur soudure. Il faut faire fondre ces minuscules sphères de laiton situées sous le chipset, mais il faut le faire sans endommager la carte ou le chipset lui-même.
Beaucoup de gens recourent à l’air chaud pour ce travail, mais c’est une méthode risquée. L’air n’est pas très efficace pour transférer de la chaleur. Il a tendance à tourner autour du composant, laissant ainsi un « vide » en dessous. Résultat : le chipset est chauffé en surface, tandis que les jonctions de soudure restent froides. Ce n’est pas idéal.
L’avantage de l’infrarouge
La chaleur infrarouge fonctionne différemment. Au lieu de chauffer l’air pour réchauffer le composant, on envoie directement des ondes électromagnétiques dans le matériau. On peut donc dire que c’est une chaleur qui vient de l’intérieur vers l’extérieur. L’énergie pénètre le revêtement et met en mouvement les molécules à l’intérieur du substrat BGA. Comme la chaleur est diffusée de manière uniforme, elle atteint directement les sphères de laiton à travers la carte et le corps du chipset. Tout se réchauffe donc de manière plus égale. Ainsi, on n’a pas à craindre l’effet de dilatation inégale qui peut endommager les composants.
Pourquoi c’est mieux que l’air chaud
Avec la convection forcée, on doit lutter contre l’air. Pour transmettre suffisamment de chaleur au centre d’un composant BGA dense, il faut généralement augmenter à fond la température et la vitesse de l’air chaud. Un faux mouvement peut entraîner la destruction du composant.
L’infrarouge, lui, est beaucoup plus précis. On peut ajuster la longueur d’onde pour que la chaleur atteigne exactement l’endroit où elle est nécessaire. Cela se fait à la vitesse de la lumière : c’est rapide et précis.
Les limites
L’infrarouge n’est pas une solution magique. Tout dépend de l’« émissivité » des matériaux : en d’autres termes, de leur capacité à absorber cette chaleur. Si vous travaillez avec des plaques en cuivre épaisse mêlées à du FR4 fin, le cuivre absorbera toute la chaleur comme une éponge. Si vous augmentez trop la puissance, vous risquez de brûler les bords de la carte avant même que le centre ne se réchauffe. Il faut donc être prudent et contrôler soigneusement le processus de chauffage. C’est là que réside la véritable compétence requise.