El problema del recalentamiento en los paquetes BGA: radiación versus convección
Si alguna vez ha trabajado con paquetes de tipo Ball Grid Array (BGA), seguramente conoce bien el problema del “efecto de sombra”.
El problema es que, cuando se utiliza la convección por aire caliente, ese aire tiene que abrirse paso hasta llegar a las bolitas de soldadura. La mayoría de las veces, el aire simplemente toma el camino más fácil y fluye alrededor del componente.
El resultado? Los bordes del chip se calientan mucho, mientras que el centro permanece frío. Es un desastre.
Otra forma de pensar en el calor
La calefacción por infrarrojos no sigue esas reglas. En lugar de calentar el aire, los emisores de infrarrojos envían ondas que llegan directamente a los componentes.
Es similar a cómo el sol calienta nuestra piel en un día frío. La energía es absorbida directamente por el sustrato y por los puntos de soldadura.
Dado que la calefacción por infrarrojos no necesita aire para transmitir el calor, ignora completamente la estructura física del paquete BGA. El calor llega exactamente allí donde es necesario: en los puntos de soldadura. Ya no hay necesidad de adivinar si el centro del chip está lo suficientemente caliente.
Donde falla el aire caliente
El aire caliente es simplemente lento. Se adhiere al PCB en una capa fina. Si se trata de un circuito impreso con componentes altos, estos actúan como barreras, bloqueando el flujo de aire y creando zonas frías.
Podría pensarse: “Simplemente aumentaré la potencia del soplador o la temperatura”. Pero eso es arriesgado. Si lo hace, existe el riesgo de que los componentes SMD se salgan de sus bases o de dañar el circuito debido al exceso de calor.
La realidad
La calefacción por infrarrojos es más rápida y precisa, pero no es una solución mágica. Diferentes materiales reaccionan de manera diferente. Un componente negro absorberá el calor mucho más rápido que uno brillante y plateado.
Por eso, hay que tener cuidado con el controlador de temperatura digital. Si los ajustes del PID no son precisos, se puede superar la temperatura adecuada para la soldadura, dañando el silicio antes de darse cuenta.
Mi consejo: utilice un termopar calibrado y un circuito de prueba. Pase tiempo ajustando los parámetros hasta que todo esté perfecto. Así evitará muchos problemas posteriormente.