इन्फ्रारेड बनाम जबरदस्ती हवा के उपयोग से गर्मी पहुँचाना: BGA को सही तरीके से गर्म करना
यदि आपने कभी BGA पैकेजों के साथ काम किया है, तो आपको इसमें आने वाली कठिनाइयों का पता होगा। चिप के नीचे मौजूद सोल्डर बॉलों को ठीक से पिघलाना आवश्यक है; लेकिन ऊपर मौजूद कंपोनेंटों को नुकसान नहीं पहुँचना चाहिए। यह एक संतुलन बनाए रखने जैसा ही है। कई लोग गर्म हवा का ही उपयोग करते हैं, क्योंकि यही वे जानते हैं। लेकिन भौतिकी के नियमों के अनुसार, विकिरण ही सबसे अच्छा विकल्प है।
गर्म हवा के उपयोग में आने वाली समस्याएँ
गर्म हवा के कार्य-तंत्र पर विचार करें। वास्तव में, हवा ऊष्मा को स्थानांतरित करने में बहुत कमजोर है। हवा को चिप के चारों ओर से ही गुजरना होता है, इसलिए चिप के किनारे पहले ही गर्म हो जाते हैं। ऐसी तापमान-अंतर की स्थिति में ही समस्याएँ उत्पन्न होती हैं। इससे PCB खराब हो सकता है, या जोड़ भी मजबूत नहीं रह पाते। यह एक जोखिम भरा तरीका है। इन्फ्रारेड तो एक अलग ही तरीका है। इसमें हवा के बजाय इन्फ्रारेड तरंगें सीधे ही पैकेज के अंदर जाकर वहाँ मौजूद अणुओं को गर्म करती हैं। इससे कंपोनेंट अंदर से ही गर्म हो जाता है। यह बहुत ही तेज़ तरीका है। और चूँकि ऊर्जा सीधी रेखा में ही गति करती है, इसलिए BGA का पूरा हिस्सा समान रूप से गर्म हो जाता है।
कारखानों में इसका उपयोग क्यों किया जाता है?
यह सब ऊर्जा-घनत्व पर ही निर्भर है। यदि आपके पास उच्च गुणवत्ता वाला इन्फ्रारेड हीटर एवं अच्छा डिजिटल कंट्रोलर है, तो आप ऐसी तरंगदैर्घ्यों का उपयोग कर सकते हैं, जिन्हें PCB आसानी से अवशोषित कर सके। आपको ऑवन की पूरी हवा-कक्ष को गर्म करने में समय बर्बाद नहीं करना होगा। आप सीधे ही कार्य-वस्तु को ही गर्म कर सकते हैं। इससे प्रक्रिया तेज़ हो जाती है। लेकिन इन्फ्रारेड के उपयोग में एक समस्या है – इसके लिए स्पष्ट दृष्टि-मार्ग आवश्यक है। यदि कोई ऊँचा कंपोनेंट रास्ते में आ जाए, तो कुछ हिस्से ठंडे ही रह जाएंगे। इसलिए आपको हीटरों की स्थिति का ध्यान रखना होगा, या कन्वेयर का उपयोग करके हर चिप को समान रूप से गर्म करना होगा।
अपनी सुविधाओं में इसका उपयोग कैसे करें?
वास्तविक चमत्कार PID कंट्रोलर में ही होता है। इन्फ्रारेड लगभग तुरंत ही प्रतिक्रिया देता है। यदि आप ऊर्जा-स्तर बदलते हैं, तो तापमान भी तुरंत ही बदल जाता है। इसकी तुलना गर्म हवा से करें – गर्म हवा को ठंडा होने में बहुत समय लगता है। इन्फ्रारेड के उपयोग से आप अपने तापमान-प्रोफ़ाइल को ठीक उसी तरह सेट कर सकते हैं, जैसा कि लीड-फ्री सोल्डर के लिए आवश्यक है। इससे पूरी प्रक्रिया और भी सुव्यवस्थित एवं पूर्वानुमेय हो जाती है।