なぜBGAの再作業には放射熱が有効なのか
もし、通常のホットエアツールを使ってBGAチップを取り出そうとしたことがある人なら、その苦労がわかるでしょう。まるで戦いのようです。熱を強くしても、基板が協力してくれないのです。
問題は、空気というのは実際には非常に悪い伝導体だということです。ホットエアガンを使うと、単に温かい空気を表面に当てているだけです。しかしBGAの場合、はんだ球はチップの下に隠れており、空気の影響を受けないのです。
結果として、チップの表面はほとんど溶けてしまいますが、下側の接合部はまだ冷たいままです。これでは基板が壊れてしまいます。
赤外線が実際にどのように機能するか
私たちが使うデジタル加熱装置では、空気を送る代わりに赤外線を利用します。
これはドライヤーのようなものではなく、7月の午後に太陽の光が肌に当たるのに似ています。この波は空気を必要とせず、直接PCB基板上を通過します。
基板の「表面」だけを加熱するのではなく、エネルギーは内部に直接届きます。はんだや銅パッドに直接当たり、分子を内側から活性化させます。その結果、BGA全体が均等に温まります。つまり、実際に接合部を加熱しているのです。
実際の利点とデメリット
大きな利点は、「部品が吹き飛ばされることがない」という点です。
皆さんも経験があるでしょう——チップに集中していると、高圧の空気によって小さなSMDコンデンサが基板から吹き飛ばされてしまいます。それを見つけて再び取り付けるのは大変です。しかし放射熱を使えば、風が全くありません。すべてが正しい位置に留まります。
ただし、正直に言うと、これは「設定して忘れる」ような道具ではありません。
赤外線加熱は、加熱対象の材料によって効果が変わります。緑色の基板と黒色や青色の基板では、熱の吸収具合が異なります。特殊な材料を扱う場合は、熱の集中を防ぐために調整が必要です。
だからこそ、私たちは正確な波長制御機能を持った装置を作ったのです。チップのプラスチックケースを焼き焦がすのではなく、はんだ部分にだけ熱を当てたいのです。