Trạm làm lại BGA

Kiểm soát nhiệt độ của trạm làm lại BGA rất quan trọng

Các trạm làm lại có thiết kế thân thiện với người dùng nhất là những trạm được trang bị bộ gia nhiệt chính xác ở trên cùng và dưới cùng. Với thiết kế này, bạn có thể giữ nhiệt độ đồng đều ở cả hai đầu của PCB. Các trạm làm lại bằng khí nóng thường sử dụng khí nóng tập trung ở trên cùng và bộ gia nhiệt bảng mạch không tập trung cho phần dưới của khu vực gia nhiệt. Luồng khí sẽ làm nóng trên BGA và dưới bảng mạch. Phần dưới cùng của ngăn gia nhiệt sẽ bao gồm bộ gia nhiệt tấm hoặc bộ gia nhiệt bằng đèn hồng ngoại. Ở một số kiểu máy, tấm mạch sẽ được trang bị các lỗ cho phép khí nóng đi qua. Nếu khu vực bạn định gia nhiệt nhỏ, bạn có thể cần đặt khu vực đó ngay phía trên một trong các lỗ trên tấm mạch mà nhiệt tỏa ra. Thậm chí có thể cần phải đánh dấu vị trí đã đặt PCB. Nếu lỗ và vị trí không được căn chỉnh đúng cách, mối hàn có thể bị làm nóng đến nhiệt độ không đúng. Ngoài ra, các trạm làm lại nên được trang bị chương trình phần mềm để cài đặt nhiệt độ và điều chỉnh nhiệt độ cho từng bộ gia nhiệt theo đúng độ cần thiết cho dự án đang thực hiện. Nếu được thiết kế đúng cách, trạm làm lại sẽ hiệu chuẩn cài đặt nhiệt độ phần mềm và nhiệt độ của nhiệt tỏa ra từ vòi phun. Vấn đề chính là luồng khí bên dưới không tập trung, khiến việc đảm bảo nhiệt độ tỏa đều giữa phần trên và phần dưới của một bo mạch trở nên khó khăn. Nếu không có bất kỳ tính năng nào tập trung luồng khí dọc theo phần dưới của PCB, bạn có thể cần phải điều chỉnh nhiệt độ thủ công dọc theo phần dưới của ngăn gia nhiệt. Các bộ gia nhiệt bên dưới trên các mẫu trạm làm lại IR được thiết kế không tập trung luồng khí nóng vào phần dưới. Một số trạm làm lại IR sử dụng đèn nhiệt được trang bị bộ khuếch tán màu đen giúp làm nóng đều bảng mạch từ đầu này sang đầu kia dễ dàng hơn. Do phần mềm không thể hiệu chuẩn với nhiệt trên bộ gia nhiệt hồng ngoại bên dưới, nên có thể có sự thay đổi nhiệt độ lên tới 100 độ C ở một số đơn vị nhất định. Trên một số mẫu nhất định, phần mềm thậm chí không cho phép bạn đặt nhiệt theo độ. Thay vào đó, bạn chỉ được phép đặt nhiệt theo phần trăm, điều này có thể khiến việc cài đặt chính xác trở nên khó khăn hơn. Bạn có thể cần đặt cặp nhiệt điện trên bảng mạch in và kiểm tra nhiệt độ thường xuyên. Khi bạn lần đầu thực hiện quy trình, một số chip có thể bị cháy.

Các tính năng chính cần xem xét khi mua trạm làm lại BGA

BGA khí nóng sử dụng khí bằng máy bơm. Do đó, các trạm làm lại khí nóng thường tạo ra một số mức độ tiếng ồn. Các mẫu mới hơn thường được trang bị máy bơm êm hơn, mặc dù vấn đề tiếng ồn vẫn là một yếu tố mà bạn phải chấp nhận nếu sử dụng loại trạm làm lại này. Các trạm IR thường không tạo ra tiếng ồn nào cả. Nếu bạn cần hạn chế lượng tiếng ồn phát ra từ máy làm lại của mình, thì trạm IR sẽ là lựa chọn tốt hơn. Tiếng ồn có thể là vấn đề trong một số cài đặt nhất định, đặc biệt là nếu đã có nhiều máy ồn ào hoạt động cùng một lúc. Các trạm làm lại khí nóng được trang bị vòi phun giúp người dùng dễ dàng tập trung luồng khí vào các khu vực khác nhau của bảng mạch in. Khi quy trình được thực hiện bởi một nhóm người có tay nghề cao, nhiệm vụ thường có thể hoàn thành sớm hơn với BGA khí nóng vì các thiết bị như vậy giúp dễ dàng cô lập các chi tiết tinh tế hơn có thể khó làm nóng. Với chùm tia IR hội tụ, bạn không cần phải mua các vòi phun nhiệt có kích thước khác nhau, vì mỗi chùm tia có thể hội tụ lại theo lệnh của bạn. Tuy nhiên, thường sẽ mất nhiều thời gian hơn để đưa các chi tiết tinh tế hơn đến nhiệt độ mong muốn. Đôi khi, chùm tia IR không thể làm nóng các chi tiết sáng hơn trên một mảng lưới bi. Một vấn đề cụ thể với chùm tia IR là các đốm bạc trên BGA, thường cần băng dính đen để đưa chúng đến nhiệt độ cần thiết. Ngoài ra, tỷ lệ thành công của bạn với máy làm lại sẽ phụ thuộc vào việc thiết bị có đủ cho khối lượng làm lại mà bạn hy vọng đạt được trong một ngày nhất định hay không. Trạm làm lại BGA tốt nhất cho khối lượng công việc lớn thường sẽ là loại không khí nóng. Trạm khí nóng giúp làm nóng mối hàn dễ dàng hơn và hoàn thành công việc sớm hơn. Máy khí nóng có nhiều bộ phận và phụ kiện hơn vì bạn cần các vòi phun có kích thước khác nhau. Điều này có thể khiến chúng phức tạp hơn để sửa chữa và bảo trì. BGA IR bao gồm ít bộ phận phức tạp hơn, cho phép bảo trì và sửa chữa ít phức tạp hơn. Nhược điểm là các thiết bị này có chất lượng không đồng đều, vì một số mẫu giá rẻ thường được trang bị các bộ phận cấp thấp có hiệu suất kém. Khi đến lúc thực hiện một loạt các tác vụ phức tạp hơn với trạm làm lại IR cấp thấp hơn, thường sẽ cần thêm các công cụ. Bạn cũng nên cân nhắc tần suất cần bảo trì cho từng đơn vị. Nếu một trạm làm lại bao gồm nhiều bộ phận phức tạp, khả năng hỏng hóc có thể là mối đe dọa thực sự và tốn kém. Nếu máy làm lại bao gồm tối thiểu các bộ phận nhưng vẫn mang lại kết quả tuyệt vời, có lẽ bạn đã tìm thấy trạm làm lại tốt nhất. Một tính năng quan trọng khác trên trạm làm lại là quạt làm mát tự động. Với tính năng này, bảng mạch in và từng bộ phận gia nhiệt trong máy sẽ được làm mát khi cần thiết. Khi bạn làm việc trên từng PCB, thiết bị sẽ tự động làm mát khi cần giữa mỗi bảng mạch. Quạt làm mát rất cần thiết cho hiệu quả của dự án trên hầu hết các trạm làm lại, vốn có xu hướng làm mát chậm giữa các lần ứng dụng. Máy BGA sử dụng tấm kim loại khoan có thể mất nhiều thời gian để làm mát. Kích thước và độ nhạy của bảng mạch cũng có thể ảnh hưởng đến loại trạm làm lại nào phù hợp nhất với hoạt động của bạn. Một số máy có thể giữ bảng mạch lên đến 36 inch. Không gian bên trong bộ gia nhiệt phải đủ rộng để chứa bảng mạch để đưa toàn bộ PCB lên đến 150 độ C. Điều này sẽ giúp bù đắp mọi hiệu ứng cong vênh có thể xảy ra. Tuổi của bo mạch cũng có thể ảnh hưởng đến máy nào là tốt nhất. Trong hai thập kỷ qua, hàn không chì đã trở thành tiêu chuẩn mới trong sản xuất. Do đó, việc làm lại đòi hỏi nhiệt độ cao hơn trên các bo mạch in mới hơn. Trên các PCB cũ hơn, cần ít nhiệt hơn để làm lại vì hàn thiếc-chì nóng chảy ở nhiệt độ thấp hơn. Nếu bạn chủ yếu làm việc với các PCB mới hơn, bạn có thể cần một trạm mạnh hơn có thể đạt được nhiệt độ cao hơn.

Nguyên lý hoạt động của Trạm làm lại BGA

Các chuyên gia đã làm việc tại trạm làm lại BGA đều biết rằng "làm nóng" là điều kiện tiên quyết để làm lại thành công. Việc xử lý PCB ở nhiệt độ cao (315-426 độ) trong thời gian dài sẽ gây ra nhiều vấn đề tiềm ẩn. Hư hỏng do nhiệt, chẳng hạn như cong vênh miếng đệm và chì, tách lớp nền, đốm trắng hoặc phồng rộp và đổi màu. Hư hỏng "vô hình" đối với PCB do nhiệt độ cao gây ra thậm chí còn nghiêm trọng hơn các vấn đề được liệt kê ở trên. Lý do gây ra ứng suất nhiệt lớn là khi các thành phần PCB ở nhiệt độ phòng đột nhiên tiếp xúc với mỏ hàn có nguồn nhiệt khoảng 370 độ, dụng cụ hàn hoặc đầu khí nóng để dừng quá trình gia nhiệt cục bộ, sẽ có sự chênh lệch nhiệt độ khoảng 349 độ trên bảng mạch và các thành phần của nó, dẫn đến hiện tượng "bỏng ngô". Do đó, bất kể nhà máy lắp ráp PCB sử dụng hàn sóng, hàn pha hơi hồng ngoại hay hàn chảy đối lưu, thì mỗi phương pháp thường yêu cầu xử lý làm nóng trước hoặc bảo quản nhiệt và nhiệt độ thường là 140-160 độ. Trước khi thực hiện hàn chảy, một lần gia nhiệt sơ bộ ngắn hạn đơn giản cho PCB có thể giải quyết được nhiều vấn đề trong quá trình gia công lại. Điều này đã thành công trong nhiều năm trong quá trình hàn chảy. Do đó, lợi ích của việc dừng gia nhiệt sơ bộ trong sự phổ biến của các thành phần PCB là rất nhiều.