مقایسه ایستگاه‌های تعمیرات مجدد BGA با هوای گرم و مادون قرمز برای دقت

تصور کنید یک برد مدار گران‌قیمت به دلیل یک مشکل جزئی در لحیم‌کاری تراشه BGA در معرض دور ریختن قرار دارد. انتخاب بین سرعت و کارایی ایستگاه تعمیر مجدد هوای گرم در مقابل کنترل دقیق دما در ایستگاه تعمیر مجدد مادون قرمز، چیزی فراتر از یک تصمیم فنی است—این یک عامل حیاتی در موفقیت تعمیر و دوام اقتصادی است.

در تعمیر مجدد PCB (برد مدار چاپی)، ایستگاه‌های تعمیر مجدد هوای گرم و مادون قرمز (IR) دو ابزار اصلی هستند. تفاوت اساسی آنها در روش‌های گرمایش است: ایستگاه‌های هوای گرم از هوای گرم شده برای انتقال حرارت استفاده می‌کنند، در حالی که ایستگاه‌های IR به تابش مادون قرمز متکی هستند. سیستم‌های هوای گرم معمولاً دارای اندازه‌های مختلف نازل برای هدایت جریان هوا و اطمینان از توزیع یکنواخت گرما هستند. با این حال، سیستم‌های IR در اشکال مختلفی از جمله هیترهای سرامیکی ثابت، هیترهای لامپ IR یا سیستم‌های پرتو متمرکز وجود دارند.

دستگاه‌های IR با هزینه کمتر اغلب از هیترهای سرامیکی استفاده می‌کنند که به عنوان گرمایش IR به بازار عرضه می‌شوند اما فاقد فناوری مادون قرمز واقعی هستند. دستگاه‌های میان‌رده از لامپ‌های IR با شاتر برای کنترل مناطق گرمایشی استفاده می‌کنند، اگرچه این لامپ‌ها و هیترهای سرامیکی ممکن است در تمرکز دقیق با مشکل مواجه شوند و گاهی اوقات نیاز به محافظت در اطراف BGAها برای جلوگیری از آسیب حرارتی دارند. سیستم‌های IR با پرتو متمرکز واقعی امکان تنظیم اندازه‌های پرتو را فراهم می‌کنند و مناطق خاصی را بدون تأثیر بر اجزای مجاور هدف قرار می‌دهند. این امر نیاز به چندین نازل را که یک الزام برای سیستم‌های هوای گرم است، از بین می‌برد. با این حال، لامپ‌ها و پرتوهای IR ممکن است نتوانند اجزای سبک وزن یا نقره‌ای خاص را بدون نوار سیاه مخصوص گرم کنند.

تفاوت‌های بین ایستگاه‌های تعمیر مجدد هوای گرم و IR تأثیرات ملموسی بر گردش کار دارند:

• صدا: ایستگاه‌های هوای گرم از پمپ‌ها برای گردش هوا استفاده می‌کنند و باعث ایجاد حواس‌پرتی‌های شنیداری حتی با مدل‌های بی‌صداتر می‌شوند. ایستگاه‌های IR بی‌صدا کار می‌کنند.
• سرعت: نازل‌های هوای گرم امکان هدایت سریع جریان هوا را فراهم می‌کنند و تعمیرات اجزای کوچک و دقیق را سریع‌تر می‌کنند—به‌ویژه با اپراتورهای ماهر.
• نگهداری: ایستگاه‌های IR اجزای کمتری دارند و نگهداری را ساده می‌کنند. با این حال، مدل‌های ارزان‌تر اغلب از صفحات سرامیکی بی‌کیفیت استفاده می‌کنند که عملکرد را به خطر می‌اندازد یا به ابزارهای اضافی برای کارهای پیچیده نیاز دارد.

فراتر از روش‌های گرمایشی، طراحی و نرم‌افزار ایستگاه تعمیر مجدد به‌طور قابل‌توجهی بر راه‌اندازی منحنی دما و دقت گرمایش PCB تأثیر می‌گذارد و از تاب برداشتن در عین اطمینان از ذوب مجدد یکنواخت لحیم جلوگیری می‌کند. هدف این است که محیط کنترل‌شده یک کوره ذوب مجدد را تکرار کنید. ایستگاه‌های هوای گرم پیشرفته دارای هیترهای بالایی و پایینی متمرکز با گرمایش منطقه‌ای کارآمد هستند. جریان‌های هوای بالا و پایین امکان گرمایش تدریجی و یکنواخت از BGA به زیر PCB را فراهم می‌کنند، در حالی که هیترهای منطقه‌ای کل برد را تا 150 درجه سانتی‌گراد از قبل گرم می‌کنند تا خطرات تاب برداشتن به حداقل برسد.

نرم‌افزار باید تنظیمات دقیق دما را بر حسب درجه—نه درصد—با کالیبراسیون امکان‌پذیر کند و اطمینان حاصل شود که خروجی نازل با مقادیر برنامه‌ریزی‌شده مطابقت دارد (در حالت ایده‌آل در محدوده 10 درجه سانتی‌گراد). سیستم‌های IR با دیفیوزرهای سیاه امکان گرمایش یکنواخت PCB را فراهم می‌کنند، اما طرح‌هایی که فاقد گرمای متمرکز در پایین هستند ممکن است به دمای پایه بالاتری نیاز داشته باشند. برای اجزای کوچک، قرار دادن دقیق PCB روی دریچه‌های هوا برای جلوگیری از گرمایش ناهموار بسیار مهم است. سیستم‌های تمام IR فاقد جریان هوای متمرکز در پایین هستند و برخی ممکن است تا 100 درجه سانتی‌گراد از دمای تنظیم‌شده منحرف شوند و ایجاد پروفایل را پیچیده کنند.

سیستم‌های خنک‌کننده خودکار ایده‌آل هستند، به‌ویژه آنهایی که همزمان تمام هیترها و PCB را برای گردش سریع‌تر خنک می‌کنند. واحدهایی با صفحات فلزی دارای دریچه ممکن است بدون کمک خارجی به‌آرامی خنک شوند. انتخاب بین سیستم‌ها در نهایت به بودجه، اندازه‌های PCB/BGA و تخصص اپراتور بستگی دارد. ایستگاه‌های هوای گرم تا حدی به دلیل آشنایی گسترده تکنسین‌ها محبوب هستند، زیرا آموزش مجدد برای سیستم‌های IR ممکن است برای عملیات کوچک‌تر هزینه‌بر باشد.

هر طرحی مزایایی دارد، اما سیستم‌های IR به نظارت بیشتر ترموکوپل و پروفایل‌سازی آزمون و خطا نیاز دارند—فرآیندی که ممکن است چند تراشه قربانی را در طول مسیر مطالبه کند.