IR과 열풍의 비교: BGA 납땜을 올바르게 하는 방법
만약 볼 그리드 어레이(BGA) 부품을 다룬 적이 있다면, 그 어려움을 잘 알 것입니다. 칩 아래에 숨어 있는 작은 납땜 구슬들을 녹여야 하지만, 동시에 보드나 칩 자체가 손상되지 않도록 주의해야 합니다.
많은 사람들이 열풍을 이용하지만, 이 방법은 위험이 따릅니다. 공기는 열을 전달하는 데 그다지 효과적이지 않습니다. 공기는 부품 주위를 맴돌며, 그 결과 칩의 윗부분은 뜨거워지는 반면, 아래쪽의 납땜 부위는 여전히 차가운 상태로 남습니다. 이는 바람직하지 않습니다.
적외선(IR)의 장점
적외선 가열 방식은 다릅니다. 공기를 데워서 부품을 데우는 대신, 전자기파를 직접 재료 속으로 보냅니다. 마치 안에서부터 데우는 것과 같습니다. 에너지가 포장재를 통과하여 BGA 기판 내부의 분자들을 움직입니다. 열이 입체적으로 전달되기 때문에, 납땜 구슬들도 직접적으로 가열됩니다. 이로 인해 모든 부분이 균일하게 따뜻해집니다. 그러니 “포프콘 현상”과 같은 문제도 발생하지 않습니다.
왜 열풍보다 낫나요?
강제 대류 방식에서는 공기와 싸워야 합니다. 밀도가 높은 BGA의 중심부까지 충분한 열을 전달하려면 온도와 풍량을 최대로 설정해야 합니다. 하지만 조금만 실수해도 작은 표면 실장 부품이 보드에서 떨어질 수 있습니다.
적외선 방식은 훨씬 효과적입니다. 파장을 조절하여 납땜제와 PCB의 정확한 위치에 열을 전달할 수 있습니다. 속도도 빠르고 정확합니다.
단점
물론 적외선도 완벽한 해결책은 아닙니다. 결국 중요한 것은 ‘방사율’입니다. 즉, 재료가 그 에너지를 얼마나 잘 흡수하는지입니다. 만약 두꺼운 구리 판과 얇은 FR4가 함께 있는 경우, 구리는 마치 스펀지처럼 열을 흡수합니다. 그렇다고 해서 전력을 높이면 보드의 가장자리가 타버릴 수 있습니다. 따라서 점진적으로 온도를 높여야 합니다. 이것이 바로 실제 기술이 필요한 부분입니다.