Proč je zářivé ohřevání pro balení typu BGA prostě lepší
Pokud jste někdy pracovali s komponentami typu Ball Grid Array (BGA), znáte ten „noční můru“ spojenou s efektem stínu. V podstatě se jedná o hru na schovávanou – v běžné troubě s horkým vzduchem musí vzduch projít kolem samotného těla komponenty, aby dosáhl těch malých cínových kuliček uložených uvnitř. Pokud je průtok vzduchu i jen o trochu špatný, výsledkem je nerovnoměrné ohřevání a chladné spoje. To obvykle znamená zničenou desku a spoustu frustrací.
Ohřev přesně tam, kde je to potřeba
Infrakrátový ohřev funguje jinak. Nezabývá se pohybem vzduchu – místo toho využívá zářivou přenos energie. Představte si to takto: infrakrátké vlny nezůstávají pouze na povrchu, ale pronikají do materiálů použitých na balení a způsobují pohyb molekul uvnitř komponenty. Říkáme tomu objemový ohřev – jednoduše řečeno, teplo dosahuje cíle a okamžitě se přeměňuje na tepelnou energii. Nehřejete tedy pouze „povrch“ a nemusíte doufat, že se teplo dostane až do středu komponenty.
Problém s BGA: Vzduch versus světlo
V případě nucené konvekce se vše odehrává na povrchu – vzduch nejprve dopadne na vršek čipu, což vytváří rozdíl teplot mezi vrchní a spodní částí. Infrakrátké vlny tento problém vyřešují – fotony putují přímo a pronikají skrz podkladový materiál. To je ten „tajný trik“ – zajišťuje se tak, aby ty cínové kuličky, které jsou nejdůležitější součástí spoje, dosáhly bodu tavení právě ve stejnou chvíli jako zbytek komponenty. Žádné odhady, žádné „snad je to dostatečně horké“.
Nevýhody (protože vždycky nějaké jsou)
Infrakrátový ohřev je sice rychlejší a přesnější, ale není to kouzelná hůlka. Infračervené záření závisí na emisivitě – jinými slovy, různé barvy nebo povlaky na komponentách pohlcují teplo odlišně. Nemůžete prostě jen zapnout spotřebič a odejít. Musíte pečlivě vybrat vhodnou vlnovou délku a intenzitu ohřevu. Jinak můžete omylem spálit desku, zatímco se snažíte roztavit cín. Navíc, pokud má vaše deska velké měděné plochy, ty pohltí tu infračervenou energii jako houba. Budete potřebovat pečlivě nastavený profil ohřevu, aby deska neztvarovala pod tlakem. Vyžaduje to trochu více úsilí, ale výsledky stojí za to.