आईआर बनाम हॉट एयर: BGA के लिए कौन-सा विकल्प बेहतर है?
यदि आपने कभी स्मार्ट लॉक के PCB से BGA चिप को निकालने की कोशिश की है, तो आपको इसमें होने वाली कठिनाइयों का अंदाजा होगा। वास्तव में, आपको सतही तनाव एवं ऊष्मा संबंधी समस्याओं से जूझना पड़ता है। ज्यादातर लोग बस हॉट एयर गन का उपयोग करते हैं, लेकिन यदि आप सटीक कार्य करना चाहते हैं, तो आपको इन्फ्रारेड (IR) लैंपों का ही उपयोग करना चाहिए।
भौतिकी के नियमों के अनुसार…
हॉट एयर का उपयोग वायु-संवहन के आधार पर होता है। आप वास्तव में गर्म हवा को बोर्ड पर फूँक रहे हैं, और उम्मीद कर रहे हैं कि वह गर्मी उन छोटे-छोटे सोल्डर बॉलों तक पहुँचेगी। लेकिन इसमें एक समस्या है – “विंड चिल” प्रभाव। जब हवा तेज गति से बहती है, तो बोर्ड से छोटे-छोटे कैपेसिटर आसानी से निकल जाते हैं, या बोर्ड पर असमान गर्मी-बिंदु बन जाते हैं।
IR लैंप अलग हैं। ये विकिरण का उपयोग करते हैं। ये हवा को गर्म नहीं करते, बल्कि विद्युत-चुम्बकीय तरंगें भेजते हैं, जो सीधे बोर्ड एवं कंपोनेंटों तक पहुँचती हैं। यह ठंडे दिनों में सूर्य की किरणों के समान ही है। इससे कंपोनेंट अंदर से ही गर्म हो जाते हैं। इससे पिघलने की प्रक्रिया तेज हो जाती है।
BGA चिपों के लिए यह क्यों महत्वपूर्ण है?
BGA चिपों में सोल्डर जोड़ चिप के नीचे ही होते हैं। हॉट एयर का उपयोग करने पर चिप के ऊपरी हिस्से को गर्म करना होता है, और फिर उस गर्मी के धीरे-धीरे नीचे तक पहुँचने का इंतजार करना होता है। यह जोखिम भरा है… अक्सर चिप का ऊपरी हिस्सा पहले ही जल जाता है… जिसे हम “पॉपकॉर्निंग” कहते हैं। ऐसी स्थिति में नीचे के सोल्डर जोड़ पिघलने ही नहीं पाते।
IR लैंप का उपयोग करने पर आप बोर्ड एवं चिप दोनों को एक साथ ही गर्म कर सकते हैं। विकिरण सीधे सोल्डर मास्क को भेदकर कॉपर पैडों तक पहुँचता है… इससे सोल्डर जोड़ नीचे से ही पिघल जाते हैं… जिससे सिलिकॉन चिप को कोई नुकसान नहीं पहुँचता। यह तरीका अधिक सुरक्षित है।
लेकिन…
आईआर भी कोई जादुई उपकरण नहीं है। अलग-अलग रंगों एवं सामग्रियाँ IR को अलग-अलग तरीके से अवशोषित करती हैं… काले रंग के कंपोनेंट चाँदी के कंपोनेंटों की तुलना में जल्दी ही गर्म हो जाते हैं।
इसलिए, आप बस इसे चालू करके भूल नहीं सकते… आपको बोर्ड के तापमान पर नज़र रखने हेतु थर्मोकपल का उपयोग करना होगा… ताकि बोर्ड को कोई नुकसान न पहुँचे। और यदि बोर्ड में बहुत अधिक कॉपर है, तो आपको अधिक शक्तिशाली, उच्च-वाटेज वाले लैंपों का ही उपयोग करना होगा।