Comparer les stations de retouche BGA à air chaud et infrarouge pour la précision

Imaginez une carte de circuit imprimé coûteuse risquant d'être mise au rebut en raison d'un léger problème de soudure d'une puce BGA. Le choix entre la rapidité et l'efficacité d'une station de reprise à air chaud et le contrôle précis de la température d'une station de reprise infrarouge est plus qu'une décision technique—c'est un facteur essentiel pour la réussite de la réparation et la viabilité économique.

Dans la reprise des circuits imprimés (PCB), les stations de reprise à air chaud et infrarouge (IR) sont les deux principaux outils. Leur différence fondamentale réside dans les méthodes de chauffage : les stations à air chaud utilisent de l'air chauffé pour le transfert thermique, tandis que les stations IR s'appuient sur le rayonnement infrarouge. Les systèmes à air chaud sont généralement équipés de différentes tailles de buses pour diriger le flux d'air et assurer une répartition uniforme de la chaleur. Les systèmes IR, quant à eux, se présentent sous de multiples formes, notamment des résistances céramiques fixes, des résistances à lampes IR ou des systèmes à faisceau focalisé.

Les machines IR à bas prix utilisent souvent des résistances céramiques, commercialisées comme chauffage IR mais dépourvues de véritable technologie infrarouge. Les machines de milieu de gamme utilisent des lampes IR avec des obturateurs pour contrôler les zones de chauffage, bien que celles-ci et les résistances céramiques puissent avoir du mal à se concentrer avec précision, nécessitant parfois un blindage autour des BGA pour éviter les dommages thermiques. Les véritables systèmes IR à faisceau focalisé permettent des tailles de faisceau réglables, ciblant des zones spécifiques sans affecter les composants voisins. Cela élimine le besoin de multiples buses, une exigence pour les systèmes à air chaud. Cependant, les lampes et les faisceaux IR peuvent ne pas chauffer certains composants légers ou argentés sans ruban adhésif noir spécial.

Les différences entre les stations de reprise à air chaud et IR ont des impacts tangibles sur le flux de travail :

• Bruit : Les stations à air chaud utilisent des pompes pour faire circuler l'air, créant des distractions audibles, même avec des modèles plus silencieux. Les stations IR fonctionnent silencieusement.
• Vitesse : Les buses à air chaud permettent une redirection rapide du flux d'air, ce qui rend les petites réparations de composants précis plus rapides—en particulier avec des opérateurs qualifiés.
• Maintenance : Les stations IR ont moins de composants, ce qui simplifie l'entretien. Cependant, les modèles moins chers utilisent souvent des plaques céramiques de mauvaise qualité, compromettant les performances ou nécessitant des outils supplémentaires pour les tâches complexes.

Au-delà des méthodes de chauffage, la conception et le logiciel de la station de reprise influencent considérablement la configuration de la courbe de température et la précision du chauffage du PCB, empêchant le gauchissement tout en assurant une refusion uniforme de la soudure. L'objectif est de reproduire l'environnement contrôlé d'un four de refusion. Les stations à air chaud haut de gamme sont équipées de résistances supérieures et inférieures focalisées avec un chauffage par zone efficace. Les flux d'air supérieurs et inférieurs permettent un chauffage progressif et uniforme du BGA vers le dessous du PCB, tandis que les résistances de zone préchauffent l'ensemble de la carte à 150°C pour minimiser les risques de gauchissement.

Le logiciel doit permettre des réglages précis de la température en degrés—pas en pourcentages—avec un étalonnage garantissant que la sortie de la buse correspond aux valeurs programmées (idéalement à ±10°C). Les systèmes IR avec des diffuseurs noirs permettent un chauffage uniforme du PCB, mais les conceptions dépourvues de chaleur inférieure focalisée peuvent nécessiter des températures de base plus élevées. Pour les petits composants, le placement précis du PCB au-dessus des évents d'air est essentiel pour éviter un chauffage inégal. Les systèmes entièrement IR manquent de flux d'air inférieur focalisé, et certains peuvent s'écarter des températures définies de jusqu'à 100°C, ce qui complique la création de profils.

Les systèmes de refroidissement automatisés sont idéaux, en particulier ceux qui refroidissent simultanément toutes les résistances et le PCB pour un délai d'exécution plus rapide. Les unités avec des plaques métalliques ventilées peuvent refroidir lentement sans assistance externe. Le choix entre les systèmes dépend en fin de compte du budget, des tailles de PCB/BGA et de l'expertise de l'opérateur. Les stations à air chaud restent populaires en partie en raison de la familiarité généralisée des techniciens, car la formation de recyclage pour les systèmes IR peut être trop coûteuse pour les petites entreprises.

Chaque conception a ses mérites, mais les systèmes IR exigent une surveillance plus importante des thermocouples et des profils par essais et erreurs—un processus qui peut réclamer quelques puces sacrificielles en cours de route.