BGA 리워크 스테이션

BGA 리워크 스테이션의 온도 제어는 매우 중요합니다

가장 사용자 친화적인 디자인의 리워크 스테이션은 상단과 하단에 정밀 히터가 장착된 것입니다. 이 디자인을 사용하면 PCB의 양쪽 끝을 따라 온도를 일관되게 유지할 수 있습니다. 핫 에어 리워크 스테이션은 일반적으로 상단에 집중된 가열된 공기를 사용하고 가열 영역의 하단에는 초점이 맞지 않는 보드 히터를 사용합니다. 공기 흐름은 BGA 위와 보드 아래도 가열합니다. 가열 칸의 하단 부분은 플레이트 히터 또는 적외선 히터로 구성됩니다. 특정 모델에서는 플레이트에 가열된 공기가 통과할 수 있는 구멍이 장착됩니다. 가열하려는 영역이 작은 경우 열이 방출되는 플레이트의 구멍 중 하나 바로 위에 영역을 배치해야 할 수도 있습니다. PCB가 배치된 지점을 표시해야 할 수도 있습니다. 구멍과 지점이 제대로 정렬되지 않으면 솔더가 잘못된 온도로 따뜻해질 수 있습니다. 또한 리워크 스테이션에는 온도를 설정하고 각 히터의 온도를 현재 프로젝트에 필요한 정확한 온도로 조정하기 위한 소프트웨어 프로그램이 장착되어 있어야 합니다. 적절하게 설계된 경우 리워크 스테이션은 소프트웨어 온도 설정과 노즐에서 나오는 열의 온도를 교정합니다. 가장 큰 문제는 밑면 공기가 초점이 맞지 않아 주어진 보드의 상단과 하단 사이에 열이 고르게 분산되도록 보장하기 어렵다는 것입니다. PCB 하단을 따라 공기를 집중시키는 기능이 없으면 가열 구획의 밑면을 따라 온도를 수동으로 조정해야 할 수 있습니다. IR 리워크 스테이션 모델의 밑면 히터는 가열된 공기에 대한 바닥면 초점이 없도록 설계되었습니다. 일부 IR 리워크 스테이션은 검은색 확산기가 장착된 열 조명을 사용하여 회로 보드를 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝까지 고르게 가열하기 쉽게 합니다. 소프트웨어가 적외선 언더 히터의 열과 교정할 수 없기 때문에 특정 단위에서 최대 100도 C의 온도 차이가 발생할 수 있습니다. 특정 모델에서는 소프트웨어에서 열을 도 단위로 설정할 수도 없습니다. 대신 열을 백분율로만 설정할 수 있으므로 설정을 적절하게 설정하기가 더욱 어려울 수 있습니다. 인쇄 회로 기판에 열전대를 놓고 온도를 자주 확인해야 할 수도 있습니다. 처음에 프로세스를 시작하면 일부 칩이 튀겨질 수 있습니다.

BGA 리워크 스테이션 구매 시 고려해야 할 주요 기능

열풍 BGA는 펌프로 공기를 적용합니다. 결과적으로 열풍 리워크 스테이션은 일반적으로 어느 정도의 소음을 발생시킵니다. 최신 모델은 일반적으로 더 조용한 펌프를 장착하지만, 이러한 유형의 리워크 스테이션을 사용하는 경우 여전히 소음 문제를 받아들여야 합니다. IR 스테이션은 일반적으로 전혀 소음을 발생시키지 않습니다. 리워크 기계에서 발생하는 소음의 양을 제한해야 하는 경우 IR 스테이션이 더 나은 옵션입니다. 소음은 특정 환경에서 문제가 될 수 있으며, 특히 여러 대의 시끄러운 기계가 동시에 작동하는 경우 더욱 그렇습니다. 열풍 리워크 스테이션에는 사용자가 인쇄 회로 기판의 여러 영역에 공기 흐름을 집중하기 쉽도록 하는 노즐이 장착되어 있습니다. 숙련된 사람이 프로세스를 수행하는 경우 열풍 BGA로 작업을 더 빨리 완료할 수 있습니다. 이러한 장치는 가열하기 어려울 수 있는 더 섬세한 세부 사항을 쉽게 분리할 수 있기 때문입니다. 초점 빔 IR을 사용하면 각 빔이 명령에 따라 다시 초점을 맞출 수 있으므로 크기가 다른 열 노즐을 구입할 필요가 없습니다. 그러나 더 섬세한 세부 사항을 원하는 온도로 가져오는 데 더 오랜 시간이 걸리는 경우가 많습니다. IR 빔은 때때로 볼 그리드 어레이의 더 밝은 디테일을 가열할 수 없습니다. IR 빔의 특정 문제 영역은 BGA의 은색 반점으로, 종종 필요한 온도로 올리기 위해 검은색 테이프가 필요합니다. 또한 리워크 머신의 성공률은 해당 장비가 주어진 날에 달성하고자 하는 리워크 볼륨에 충분한지 여부에 따라 달라집니다. 대량 작업에 가장 적합한 BGA 리워크 스테이션은 일반적으로 가열 공기 종류입니다. 열풍 스테이션을 사용하면 솔더를 가열하고 작업을 더 빨리 완료하는 것이 더 쉽습니다. 열풍 머신은 다양한 크기의 노즐이 필요하기 때문에 부품과 액세서리가 더 많습니다. 이로 인해 수리 및 유지 관리가 더 복잡해질 수 있습니다. IR BGA는 복잡한 부품이 적어 유지 관리 및 수리가 덜 복잡합니다. 단점은 이러한 장비는 품질 면에서 전반적으로 낮은 가격대 모델 중 일부가 일반적으로 열악한 성능을 제공하는 저급 부품으로 장착되기 때문입니다. 저급 IR 리워크 스테이션으로 더 복잡한 작업을 수행할 때는 종종 추가 도구가 필요합니다. 또한 각 장치에 필요한 유지 관리 빈도도 고려해야 합니다. 리워크 스테이션이 복잡한 부품이 여러 개 있는 경우 고장 가능성이 실제적이고 비용이 많이 드는 위협이 될 수 있습니다. 리워크 기계가 최소한의 부품으로 구성되어 있지만 뛰어난 결과를 제공하는 경우 아마도 가장 좋은 리워크 스테이션을 찾았을 것입니다. 리워크 스테이션의 또 다른 중요한 기능은 자동 냉각 팬입니다. 이 기능을 사용하면 인쇄 회로 기판과 기계의 각 히터가 필요할 때 모두 냉각됩니다. PCB를 하나씩 작업하면서 장치는 각 보드 사이에서 필요에 따라 자동으로 냉각됩니다. 냉각 팬은 대부분의 리워크 스테이션에서 프로젝트 효율성을 위해 필수적이며, 일반적으로 응용 프로그램 간에 냉각이 느립니다. 드릴로 구멍을 뚫은 금속판을 사용하는 BGA 기계는 냉각하는 데 특히 오랜 시간이 걸릴 수 있습니다. 보드의 크기와 감도도 작업에 가장 적합한 리워크 스테이션 유형에 영향을 미칠 수 있습니다. 일부 기계는 최대 36인치의 보드를 고정할 수 있습니다. 히터 내부의 공간은 전체 PCB를 150도 C까지 올릴 수 있을 만큼 회로 기판을 충분히 수용해야 합니다. 이렇게 하면 가능한 휘어짐 효과를 상쇄하는 데 도움이 됩니다. 보드의 수명도 어떤 기계가 가장 좋은지에 영향을 미칠 수 있습니다. 지난 20년 동안 무연 납땜은 제조의 새로운 표준이 되었습니다. 결과적으로, 새로운 인쇄 회로 기판에서 재작업에는 더 높은 온도가 필요합니다. 오래된 PCB에서는 주석-납 납땜이 더 낮은 온도에서 녹기 때문에 재작업에 필요한 열이 적었습니다. 주로 새로운 PCB로 작업하는 경우 더 높은 온도를 달성할 수 있는 더 강력한 스테이션이 필요할 수 있습니다.

BGA 리워크 스테이션의 작동 원리

BGA 리워크 스테이션 작업을 해본 전문가라면 "워밍업"이 성공적인 리워크의 전제 조건이라는 것을 알고 있을 것입니다. 장시간 고온(315-426도)에서 PCB를 처리하면 많은 잠재적인 문제가 발생합니다. 패드 및 리드 휘어짐, 기판 박리, 흰 반점 또는 물집, 변색과 같은 열 손상. 고온으로 인해 발생하는 PCB의 "보이지 않는" 손상은 위에 나열된 문제보다 훨씬 더 심각합니다. 엄청난 열 응력의 이유는 실온에서 PCB 구성 요소가 약 370도의 열원을 가진 납땜 인두, 납땜 제거 도구 또는 열풍 헤드와 갑자기 접촉하여 국부 가열을 멈추면 회로 기판과 그 구성 요소에 약 349도의 온도 차이가 발생하여 "팝콘" 현상이 발생하기 때문입니다. 따라서 PCB 조립 공장에서 웨이브 솔더링, 적외선 기상 또는 대류 리플로우 솔더링을 사용하든 각 방법은 일반적으로 예열 또는 보온 처리가 필요하며 온도는 일반적으로 140-160도입니다. 리플로우 솔더링을 구현하기 전에 PCB의 간단한 단기 예열은 재작업 중 많은 문제를 처리할 수 있습니다. 이는 리플로우 솔더링 공정에서 수년간 성공적이었습니다. 따라서 PCB 구성 요소의 보급에서 예열을 중단하는 이점은 다양합니다.