Сравнение станций для ремонта BGA с горячим воздухом и инфракрасным излучением для точности

Представьте себе дорогую печатную плату, которой грозит утилизация из-за незначительной проблемы с пайкой микросхемы BGA. Выбор между скоростью и эффективностью термовоздушной паяльной станции и точным контролем температуры инфракрасной паяльной станции - это больше, чем техническое решение - это решающий фактор успеха ремонта и экономической целесообразности.

При ремонте печатных плат (PCB) термовоздушные и инфракрасные (ИК) паяльные станции являются двумя основными инструментами. Их принципиальное различие заключается в методах нагрева: термовоздушные станции используют нагретый воздух для теплопередачи, в то время как ИК-станции полагаются на инфракрасное излучение. Термовоздушные системы обычно оснащены соплами различных размеров для направления воздушного потока и обеспечения равномерного распределения тепла. Однако ИК-системы бывают разных видов, включая фиксированные керамические нагреватели, ИК-ламповые нагреватели или системы с фокусированным лучом.

Более дешевые ИК-машины часто используют керамические нагреватели, которые продаются как ИК-нагрев, но не обладают настоящей инфракрасной технологией. Машины среднего класса используют ИК-лампы с заслонками для управления зонами нагрева, хотя они и керамические нагреватели могут испытывать трудности с точной фокусировкой, иногда требуя экранирования вокруг BGA для предотвращения термического повреждения. Настоящие системы ИК-излучения с фокусированным лучом позволяют регулировать размеры луча, нацеливаясь на определенные области, не затрагивая близлежащие компоненты. Это исключает необходимость использования нескольких сопел, что требуется для термовоздушных систем. Однако ИК-лампы и лучи могут не нагревать некоторые легкие или серебряные компоненты без специальной черной ленты.

Различия между термовоздушными и ИК-паяльными станциями оказывают ощутимое влияние на рабочий процесс:

• Шум: Термовоздушные станции используют насосы для циркуляции воздуха, создавая слышимые отвлекающие факторы даже в более тихих моделях. ИК-станции работают бесшумно.
• Скорость: Термовоздушные сопла позволяют быстро перенаправлять воздушный поток, что делает ремонт небольших, точных компонентов быстрее - особенно для опытных операторов.
• Обслуживание: ИК-станции имеют меньше компонентов, что упрощает обслуживание. Однако более дешевые модели часто используют низкокачественные керамические пластины, что снижает производительность или требует дополнительных инструментов для выполнения сложных задач.

Помимо методов нагрева, конструкция и программное обеспечение паяльной станции существенно влияют на настройку температурной кривой и точность нагрева печатной платы, предотвращая деформацию, обеспечивая при этом равномерный оплав припоя. Цель состоит в том, чтобы воспроизвести контролируемую среду печи оплавления. Высококачественные термовоздушные станции оснащены фокусированными верхними и нижними нагревателями с эффективным зональным нагревом. Верхний и нижний воздушные потоки обеспечивают постепенный, равномерный нагрев от BGA к нижней стороне печатной платы, в то время как зональные нагреватели предварительно нагревают всю плату до 150°C, чтобы минимизировать риски деформации.

Программное обеспечение должно позволять точную настройку температуры в градусах - а не в процентах - с калибровкой, гарантирующей, что выход сопла соответствует запрограммированным значениям (в идеале в пределах ±10°C). ИК-системы с черными диффузорами обеспечивают равномерный нагрев печатной платы, но конструкции, не имеющие фокусированного нижнего нагрева, могут потребовать более высоких базовых температур. Для небольших компонентов точное размещение печатной платы над вентиляционными отверстиями имеет решающее значение для предотвращения неравномерного нагрева. Все ИК-системы не имеют нижнего фокусированного воздушного потока, и некоторые могут отклоняться от заданных температур на величину до 100°C, что усложняет создание профиля.

Автоматизированные системы охлаждения идеальны, особенно те, которые одновременно охлаждают все нагреватели и печатную плату для более быстрого оборота. Устройства с вентилируемыми металлическими пластинами могут охлаждаться медленно без внешней помощи. Выбор между системами в конечном итоге зависит от бюджета, размеров печатных плат/BGA и опыта оператора. Термовоздушные станции остаются популярными отчасти из-за широкой распространенности среди техников, поскольку переобучение для ИК-систем может быть экономически невыгодным для небольших предприятий.

Каждая конструкция имеет свои достоинства, но ИК-системы требуют большего мониторинга термопар и проб и ошибок при профилировании - процесс, который может потребовать нескольких жертвенных микросхем.