적외선과 강제 대류: BGA 리플로우 공정을 성공적으로 수행하기 위하여 BGA 패키지를 다룬 적이 있다면 그 어려움을 잘 알 것입니다. 칩 아래에 있는 납땜볼들이 제대로 녹아야 하지만, 그 위에 있는 부품들은 손상되어서는 안 됩니다. 이는 매우 섬세한 균형을 요구합니다. 많은 사람들은 익숙한 방법인 열풍 대류 방식을 사용합니다. 하지만 물리학적으로 보면, 복사열을 이용하는 것이 더 효과적입니다. 열풍을 사용할 때의 문제점 열풍이 어떻게 작동하는지 생각해보세요. 공기는 열을 전달하는 데 그다지 효과적이지 않습니다. 공기는 칩 주위를 돌아가야 하기 때문에, 중심부보다는 가장자리 부분이 먼저 따뜻해집니다. 이러한 온도 차이로 인해 PCB가 변형되거나, 제대로 납땜되지 않는 문제가 발생할 수 있습니다. 이는 위험한 상황입니다. 반면, 적외선은 다릅니다. 공기가 움직일 필요 없이 적외선 파동이 직접 패키지를 통과하여 내부의 분자들을 진동시킵니다. 따라서 부품이 안쪽에서부터 따뜻해집니다. 속도도 매우 빠릅니다. 에너지가 직선으로 전달되기 때문에, BGA의 전체 부분이 균등하게 목표 온도에 도달할 수 있습니다. 왜 현장에서 효과적인가? 그 비결은 바로 에너지 밀도에 있습니다. 적절히 조절된 적외선 히터와 우수한 디지털 컨트롤러가 있다면, PCB가 잘 흡수할 수 있는 파장을 선택할 수 있습니다. 오븐의 전체 공간을 가열하는 데 시간을 낭비할 필요가 없습니다. 작업물만을 직접 가열하기 때문에, 온도 상승 시간도 크게 줄어듭니다. 하지만 한 가지 단점이 있습니다. 적외선은 명확한 시야가 필요합니다. 높은 부품이 경로를 막으면, 그 부분은 차가운 상태로 남게 됩니다. 그냥 설정해두고 잊어버릴 수는 없습니다. 히터의 위치를 신중하게 결정하거나, 컨베이어를 사용하여 모든 칩이 골고루 가열될 수 있도록 해야 합니다. 자신의 환경에서 효과적으로 활용하기 진짜 마법은 PID 컨트롤러에서 일어납니다. 적외선은 거의 즉시 반응합니다. 전력을 변경하면 온도도 즉시 변합니다. 반면, 큰 열풍 오븐의 경우는 식는 데 오랜 시간이 걸립니다. 적외선을 사용하면, 무연 납땜에 필요한 정확한 온도 프로파일을 설정할 수 있습니다. 이로 인해 전체 공정이 더욱 신뢰성 있고 예측 가능해집니다.