ปัญหาในการใช้วิธีหลอมโลหะสำหรับ BGA: รังสีกับการถ่ายเทความร้อนด้วยอากาศ
หากคุณเคยทำงานกับชิปแบบ Ball Grid Array (BGA) มาก่อน คุณคงรู้ดีถึงปัญหา “ผลกระทบจากการบดบังแสง” ที่เกิดขึ้น
ปัญหาก็คือ เมื่อใช้วิธีถ่ายเทความร้อนด้วยอากาศร้อน อากาศเหล่านั้นจะต้องพยายามไหลเข้าไปใต้ชิปเพื่อให้ความร้อนถึงจุดที่มีส่วนประกอบที่เป็นตัวเชื่อม แต่ส่วนใหญ่แล้ว อากาศจะไหลเข้าไปรอบๆ ชิปแทน
ผลลัพธ์ก็คือ ด้านขอบของชิปจะร้อนมาก ในขณะที่ส่วนกลางยังคงเย็นอยู่ มันเป็นเรื่องที่น่าปวดหัวจริงๆ
วิธีอื่นในการถ่ายเทความร้อน
การใช้รังสีอินฟราเรด (IR) ไม่ได้ทำงานตามกฎเหล่านั้น แทนที่จะทำให้อากาศร้อนขึ้นแล้วหวังว่าความร้อนจะไปถึงชิป รังสีอินฟราเรดจะส่งคลื่นโดยตรงเข้าไปในชิป
มันก็เหมือนกับการที่แสงอาทิตย์ทำให้ผิวหนังของเราร้อนขึ้นในวันที่อากาศหนาว พลังงานจะถูกดูดซับโดยตรงโดยชิปและจุดเชื่อมต่างๆ
เนื่องจากรังสีอินฟราเรดไม่จำเป็นต้องใช้อากาศในการถ่ายเทความร้อน มันจึงไม่สนใจขนาดของตัวชิปเลย ความร้อนจะถูกส่งไปยังจุดที่จำเป็นโดยตรง คุณจึงไม่ต้องกังวลว่าส่วนกลางของชิปจะร้อนพอหรือไม่
ข้อเสียของการใช้อากาศร้อน
อากาศร้อนนั้นมีความเร็วในการถ่ายเทความร้อนที่ช้ามาก อากาศจะอยู่ในชั้นบางๆ บนแผงวงจร และหากแผงวงจรมีองค์ประกอบที่มีขนาดใหญ่ องค์ประกอบเหล่านั้นจะกลายเป็นอุปสรรคต่อการไหลของอากาศ ทำให้เกิดจุดที่เย็นขึ้น
คุณอาจคิดว่า “ฉันจะเพิ่มกำลังลมหรือเพิ่มอุณหภูมิขึ้นก็ได้” แต่นั่นเป็นการเสี่ยงมาก หากทำเช่นนั้น อาจทำให้องค์ประกอบขนาดเล็กหลุดออกจากจุดเชื่อมได้ หรือทำให้แผงวงจรได้รับความร้อนมากเกินไป
ความจริง
รังสีอินฟราเรดมีความเร็วและความแม่นยำมากกว่า แต่มันก็ไม่ใช่วิธีแก้ปัญหาที่สมบูรณ์แบบ
วัสดุต่างๆ มีการตอบสนองต่อความร้อนที่แตกต่างกัน องค์ประกอบสีดำจะดูดซับความร้อนได้เร็วกว่าองค์ประกอบที่มีสีเงิน
ดังนั้นคุณจึงต้องระมัดระวังในการตั้งค่าอุณหภูมิ หากการตั้งค่า PID ไม่ถูกต้อง ความร้อนอาจสูงเกินไปจนทำให้ชิปเสียหายได้
คำแนะนำของฉันคือ ให้ใช้เทอร์โมคัปเปิลที่มีความแม่นยำ และใช้แผงวงจรทดลอง เพื่อปรับแต่งการตั้งค่าจนได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด วิธีนี้จะช่วยหลีกเลี่ยงปัญหาต่างๆ ในอนาคตได้