Membandingkan Stasiun Pengerjaan Ulang BGA Udara Panas dan Inframerah untuk Presisi

Bayangkan sebuah papan sirkuit mahal yang berpotensi menjadi rongsokan karena masalah penyolderan chip BGA kecil. Pilihan antara kecepatan dan efisiensi stasiun pengerjaan ulang udara panas versus kontrol suhu presisi stasiun pengerjaan ulang inframerah lebih dari sekadar keputusan teknis—ini adalah faktor penting dalam keberhasilan perbaikan dan kelangsungan ekonomi.

Dalam pengerjaan ulang PCB (Printed Circuit Board), stasiun pengerjaan ulang udara panas dan inframerah (IR) adalah dua alat utama. Perbedaan mendasar mereka terletak pada metode pemanasan: stasiun udara panas menggunakan udara panas untuk transfer termal, sedangkan stasiun IR mengandalkan radiasi inframerah. Sistem udara panas biasanya menampilkan berbagai ukuran nosel untuk mengarahkan aliran udara dan memastikan distribusi panas yang merata. Namun, sistem IR hadir dalam berbagai bentuk, termasuk pemanas keramik tetap, pemanas lampu IR, atau sistem berkas terfokus.

Mesin IR berbiaya rendah sering menggunakan pemanas keramik, dipasarkan sebagai pemanas IR tetapi tidak memiliki teknologi inframerah yang sebenarnya. Mesin kelas menengah menggunakan lampu IR dengan penutup untuk mengontrol area pemanasan, meskipun ini dan pemanas keramik mungkin kesulitan dengan fokus yang tepat, terkadang memerlukan pelindung di sekitar BGA untuk mencegah kerusakan termal. Sistem IR berkas terfokus yang sebenarnya memungkinkan ukuran berkas yang dapat disesuaikan, menargetkan area tertentu tanpa memengaruhi komponen di dekatnya. Ini menghilangkan kebutuhan akan beberapa nosel, persyaratan untuk sistem udara panas. Namun, lampu dan berkas IR mungkin gagal memanaskan komponen ringan atau perak tertentu tanpa pita hitam khusus.

Perbedaan antara stasiun pengerjaan ulang udara panas dan IR memiliki dampak nyata pada alur kerja:

• Kebisingan: Stasiun udara panas menggunakan pompa untuk mengedarkan udara, menciptakan gangguan yang terdengar bahkan dengan model yang lebih tenang. Stasiun IR beroperasi tanpa suara.
• Kecepatan: Nosel udara panas memungkinkan pengalihan aliran udara yang cepat, membuat perbaikan komponen kecil dan presisi lebih cepat—terutama dengan operator yang terampil.
• Pemeliharaan: Stasiun IR memiliki lebih sedikit komponen, menyederhanakan perawatan. Namun, model yang lebih murah sering menggunakan pelat keramik berkualitas rendah, mengorbankan kinerja atau memerlukan alat tambahan untuk tugas-tugas yang kompleks.

Di luar metode pemanasan, desain dan perangkat lunak stasiun pengerjaan ulang secara signifikan memengaruhi pengaturan kurva suhu dan akurasi pemanasan PCB, mencegah pelengkungan sambil memastikan reflow solder yang merata. Tujuannya adalah untuk mereplikasi lingkungan terkontrol dari oven reflow. Stasiun udara panas kelas atas menampilkan pemanas atas dan bawah terfokus dengan pemanasan zona yang efisien. Aliran udara atas dan bawah memungkinkan pemanasan bertahap dan seragam dari BGA ke bagian bawah PCB, sementara pemanas zona memanaskan seluruh papan hingga 150°C untuk meminimalkan risiko pelengkungan.

Perangkat lunak harus memungkinkan pengaturan suhu yang tepat dalam derajat—bukan persentase—dengan kalibrasi memastikan keluaran nosel cocok dengan nilai yang diprogram (idealnya dalam ±10°C). Sistem IR dengan diffuser hitam memungkinkan pemanasan PCB yang merata, tetapi desain yang tidak memiliki panas bawah terfokus mungkin memerlukan suhu dasar yang lebih tinggi. Untuk komponen kecil, penempatan PCB yang tepat di atas ventilasi udara sangat penting untuk menghindari pemanasan yang tidak merata. Sistem semua-IR tidak memiliki aliran udara bawah yang terfokus, dan beberapa mungkin menyimpang dari suhu yang ditetapkan hingga 100°C, mempersulit pembuatan profil.

Sistem pendingin otomatis sangat ideal, terutama yang mendinginkan semua pemanas dan PCB secara bersamaan untuk perputaran yang lebih cepat. Unit dengan pelat logam berventilasi mungkin mendingin secara perlahan tanpa bantuan eksternal. Pilihan antara sistem pada akhirnya bergantung pada anggaran, ukuran PCB/BGA, dan keahlian operator. Stasiun udara panas tetap populer sebagian karena keakraban teknisi yang luas, karena pelatihan ulang untuk sistem IR mungkin terlalu mahal untuk operasi yang lebih kecil.

Setiap desain memiliki kelebihan, tetapi sistem IR menuntut lebih banyak pemantauan termokopel dan profil coba-coba—proses yang mungkin mengklaim beberapa chip pengorbanan di sepanjang jalan.