Инфракрасное излучение против конвективного нагрева: как правильно паять компоненты типа BGA
Если вы когда-либо работали с компонентами типа Ball Grid Array (BGA), вы знаете, с какими трудностями приходится сталкиваться. Необходимо расплавить крошечные шарики свинца, находящиеся под чипом, но при этом не повредить сам чип и плату.
Многие предпочитают использовать конвективный нагрев, но это довольно рискованно. Воздух плохо передает тепло; он скорее циркулирует вокруг компонента, оставляя «тень» под ним. В результате чип нагревается сверху, а контакты под ним остаются холодными. Это не идеально.
Преимущества инфракрасного нагрева
Инфракрасное излучение работает по-другому: вместо того чтобы нагревать воздух, электромагнитные волны направляются прямо в материал. Это похоже на нагрев изнутри. Энергия проникает в корпус компонента, заставляя молекулы двигаться. Поскольку тепло распространяется в объеме, оно достигает шариков свинца прямо через плату и корпус чипа. Все нагревается равномерно. Это значит, что нет необходимости беспокоиться о возникновении трещин из-за неравномерного нагрева.
Почему инфракрасное излучение лучше конвективного нагрева
При конвективном нагреве приходится бороться с воздухом. Чтобы достичь достаточной температуры в центре компонента, необходимо увеличить температуру и скорость работы вентилятора до максимума. Один неверный шаг может привести к тому, что компонент отвалится от платы.
Инфракрасное излучение гораздо эффективнее. Его можно настроить так, чтобы энергия попадала именно туда, где это необходимо. Это происходит с высокой скоростью. Это быстро и точно.
Недостатки
Инфракрасное излучение — это не волшебная палочка. Все зависит от коэффициента излучаемости материалов — то есть от того, насколько хорошо они принимают энергию. Если речь идет о компонентах с толстыми медными плитами и тонким корпусом из FR4, медь будет поглощать тепло очень активно. Если увеличить мощность нагрева, это может привести к повреждению краев платы еще до того, как центр компонента нагреется. Необходимо тщательно контролировать процесс нагрева. Это и есть проявление настоящего мастерства.