Infrarossi contro convettione forzata: come ottenere un raffreddamento ottimale dei componenti BGA Se avete mai lavorato con pacchetti BGA, conoscete bene le difficoltà legate a questo tipo di processo. È necessario che le sfere di stagnazione sotto il chip si sciolgano perfettamente, ma allo stesso tempo non si vuole danneggiare i componenti situati sopra di esso. Si tratta quindi di un equilibrio delicato da mantenere. Molte persone preferiscono utilizzare la convettione ad aria calda, semplicemente perché ne conoscono bene il funzionamento. Tuttavia, se si analizza la fisica del fenomeno, la radiazione infrarossa rappresenta solitamente la soluzione migliore. I problemi legati all’uso dell’aria calda Bisogna considerare come funziona l’aria calda: in realtà, l’aria è piuttosto scarsa nel trasferire calore. Deve percorrere tutto intorno al chip, il che significa che i bordi del chip diventano caldi molto prima del centro. Questa differenza di temperatura è proprio ciò che causa problemi: può causare deformazioni nella scheda PCB o rendere i collegamenti instabili. È quindi un metodo rischioso. Gli infrarossi, invece, funzionano in modo diverso. Invece di aspettare che l’aria si muova, le onde infrarosse penetrano direttamente nel pacchetto e agiscono sulle molecole all’interno. In questo modo, il componente viene riscaldato dall’interno verso l’esterno. Il processo è veloce, davvero molto veloce. Inoltre, poiché l’energia viaggia in linea retta, l’intero componente raggiunge uniformemente la temperatura desiderata. Perché il metodo infrarosso funziona bene in ambito industriale Tutto dipende dalla densità energetica. Con un riscaldatore a infrarossi ben configurato e un controllore digitale adeguato, è possibile selezionare lunghezze d’onda che vengono assorbite facilmente dalla scheda PCB. Non c’è bisogno di sprecare tempo per riscaldare l’intera cavità dell’aria all’interno dell’ambiente di lavoro; basta concentrarsi direttamente sul componente da riscaldare. Il tempo di riscaldamento diminuisce notevolmente. Tuttavia, c’è una condizione fondamentale: gli infrarossi richiedono una linea di visuale libera. Se ci sono componenti alti che bloccano il passaggio delle onde infrarosse, si creeranno zone fredde. Non basta semplicemente impostare il riscaldatore e dimenticarsene: bisogna prestare attenzione alla posizione dei riscaldatori o utilizzare dei sistemi di trasporto per assicurarsi che ogni chip venga riscaldato correttamente. Come far funzionare il sistema nei propri impianti La vera magia risiede nel controller PID. Gli infrarossi reagiscono quasi istantaneamente: se si modifica la potenza di alimentazione, la temperatura cambia immediatamente. A differenza dei sistemi a aria calda, che impiegano molto tempo per raffreddarsi, con gli infrarossi il processo è molto più rapido e preciso. In questo modo, l’intero processo diventa più semplice e prevedibile.