IRとホットエア：BGAの再溶着における最適な手法の選択
スマートグリッドコントローラーからBGAチップを取り出そうとした際、まるで基板と格闘しているような感覚になったことはありませんか？それは非常に厄介な状況です。はんだ球を溶かそうとする一方で、PCBが焼損してしまうのではないかと心配になります。
ほとんどの工場ではホットエアを使っています。しかし問題は、空気は熱を伝えるのがあまり得意ではないということです。空気はチップの表面を温めるだけで、下側のはんだ接合部は冷たいままです。その結果、温度差が生じて、全体の工程が不安定になります。
赤外線の魔法
ここで役立つのが赤外線です。ホットエアとは異なり、赤外線は熱を伝えるための「仲介者」を必要としません。電磁波を使って直接チップの内部に熱を届けます。そのため、シリコンやはんだの内部から熱が発生し、表面と同時にはんだ球も溶けます。不均一な加熱によってチップが破壊される心配もありません。これは本当に効率的な方法です。
なぜ私は赤外線を好むのか
もう一つ理由があります。ホットエアは力を加えるため、真空吸着装置が完全に固定されていないと、チップがずれてしまいます。それは本当に厄介です。一方、赤外線は静かで、動きもありません。風もなく、パッドがずれることもありません。さらに、1枚の基板を修理するためにワークショップ全体を温める必要もありません。熱は必要な場所にだけ届きます。
もちろん、欠点もある
ただし、赤外線も万能ではありません。一部の素材は赤外線を受け付けません。光沢のあるはんだマスクや厚い銅製のグラウンドプレーンを使っている場合、電磁波が跳ね返ってしまいます。その結果、溶けない「冷たい部分」が残ってしまいます。これを解決するには、事前に加熱器を使って全体の温度を150℃程度に上げてから、赤外線ランプを使います。そうすれば、基板が歪むのを防ぎ、部品が破壊されるのを防げます。これは追加の手間ですが、再溶着作業後に安心して眠るためには必要な手段です。