बीजीए रिफ्लो प्रक्रिया में आने वाली समस्याएँ: विकिरण बनाम संवहन
यदि आपने कभी बॉल ग्रिड ऐरे (BGA) पैकेजों के साथ काम किया है, तो आपको “शैडोइंग इफेक्ट” की समस्या का अनुभव होगा।
समस्या यह है कि जब हॉट एयर संवहन का उपयोग किया जाता है, तो हवा को चिप के नीचे जाकर सोल्डर बॉल्स तक पहुँचना होता है। लेकिन अक्सर हवा सीधे ही घटकों के चारों ओर ही बह जाती है।
परिणाम? चिप के किनारे गर्म हो जाते हैं, जबकि बीच का हिस्सा ठंडा ही रहता है। यह बहुत ही खराब स्थिति है।
ऊष्मा को समझने का दूसरा तरीका
इन्फ्रारेड (IR) तापन विधि में ऐसे नियम लागू नहीं होते। इन्फ्रारेड विकिरण, हवा को गर्म करने के बजाय, सीधे ही घटकों तक पहुँचता है।
यह ठीक वैसा ही है, जैसे ठंडे दिन में सूरज आपकी त्वचा को गर्म करता है। ऊर्जा सीधे ही सब्सट्रेट एवं सोल्डर जॉइंटों द्वारा अवशोषित हो जाती है।
चूँकि इन्फ्रारेड तापन में हवा की कोई आवश्यकता नहीं है, इसलिए यह BGA हाउसिंग के भौतिक आकार की परवाह ही नहीं करता। ऊष्मा सीधे ही वहाँ पहुँच जाती है, जहाँ आवश्यक है… यानी सीधे ही सोल्डर जॉइंटों पर। अब आपको यह जानने की आवश्यकता ही नहीं है कि चिप का बीच वाला हिस्सा पर्याप्त रूप से गर्म है या नहीं।
हॉट एयर की कमियाँ
हॉट एयर बहुत ही धीमा होता है। यह PCB पर पतली परत में ही रहता है… और यदि बोर्ड में ऊँचे घटक हों, तो वे हवा के प्रवाह को रोक देते हैं, जिससे ठंडे क्षेत्र बन जाते हैं।
आप सोच सकते हैं, “मैं तो ब्लोअर की गति बढ़ा दूँगा या तापमान बढ़ा दूँगा।”
लेकिन यह एक जोखिम भरा विकल्प है… ऐसा करने से छोटे घटक अपनी जगह से निकल सकते हैं, या बोर्ड पर अत्यधिक ऊष्मा पड़ सकती है।
वास्तविकता
इन्फ्रारेड तापन विधि तो तेज़ एवं सटीक है… लेकिन यह कोई जादुई समाधान नहीं है।
अलग-अलग सामग्रियों पर इसका प्रभाव अलग-अलग होता है… काले रंग के घटक, चमकदार/चाँदी रंग के घटकों की तुलना में तेज़ी से ऊष्मा अवशोषित करते हैं।
इसलिए आपको डिजिटल तापमान नियंत्रक का उपयोग सावधानी से करना होगा… यदि PID सेटिंग्स सही न हों, तो चिप का सिलिकॉन नष्ट हो सकता है।
मेरी सलाह? एक कैलिब्रेटेड थर्मोकपल एवं डमी बोर्ड खरीदें… अपनी सेटिंग्स को सही करने में समय लें… ऐसा करने से बाद में कई समस्याओं से बचा जा सकता है।