Estación de retrabajo BGA

El control de temperatura de la estación de retrabajo BGA es muy importante

Las estaciones de retrabajo con los diseños más fáciles de usar son aquellas que vienen equipadas con calentadores de precisión en la parte superior e inferior. Con este diseño, puede mantener la temperatura constante a lo largo de ambos extremos de la PCB. Las estaciones de retrabajo de aire caliente generalmente emplean aire caliente enfocado en la parte superior y un calentador de placa no enfocado para la parte inferior del área de calentamiento. El flujo de aire calentará sobre el BGA y también debajo de la placa. La parte inferior del compartimento de calentamiento constará de un calentador de placa o un calentador de luz infrarroja. En ciertos modelos, la placa estará equipada con orificios que permiten el paso del aire caliente. Si el área que pretende calentar es pequeña, es posible que deba colocar el área directamente sobre uno de los orificios de la placa desde donde se emite el calor. Incluso podría ser necesario marcar el lugar donde se ha colocado la PCB. Si el orificio y el lugar no están correctamente alineados, la soldadura podría calentarse a la temperatura incorrecta. Además, las estaciones de retrabajo deben estar equipadas con un programa de software para configurar las temperaturas y ajustar la temperatura de cada uno de los calentadores a los grados exactos necesarios para el proyecto en cuestión. Si está diseñada correctamente, la estación de retrabajo calibrará la configuración de temperatura del software y la temperatura del calor que sale de la boquilla. El problema principal es que el aire de la parte inferior no está enfocado, lo que dificulta garantizar una distribución uniforme del calor entre la parte superior e inferior de una placa determinada. Sin ninguna función que enfoque el aire a lo largo de la parte inferior de la PCB, es posible que deba ajustar manualmente la temperatura a lo largo de la parte inferior del compartimento de calentamiento. Los calentadores de la parte inferior en los modelos de estaciones de retrabajo IR están diseñados sin enfoque en el lado inferior para el aire caliente. Algunas estaciones de retrabajo IR utilizan una luz de calor equipada con un difusor negro que facilita el calentamiento uniforme de la placa de circuito de un extremo al otro. Debido a la incapacidad del software para calibrar con el calor en el calentador inferior infrarrojo, puede haber una variación de temperatura de hasta 100 grados C en ciertas unidades. En ciertos modelos, el software ni siquiera le permitirá configurar el calor en grados. En cambio, solo se le permite configurar el calor en porcentajes, lo que puede hacer que los ajustes sean aún más difíciles de configurar correctamente. Es posible que deba colocar termopares en la placa de circuito impreso y verificar las temperaturas con frecuencia. Al principio, cuando comience a trabajar en el proceso, es probable que algunos chips terminen fritos.

Características clave a tener en cuenta al comprar una estación de retrabajo BGA

Las BGA de aire caliente aplican aire con una bomba. En consecuencia, las estaciones de retrabajo de aire caliente suelen producir cierto grado de ruido. Los modelos más nuevos suelen estar equipados con bombas más silenciosas, aunque el problema del sonido sigue siendo un factor que debes aceptar si utilizas este tipo de estación de retrabajo. Las estaciones IR normalmente no producen ruido en absoluto. Si necesitas limitar la cantidad de ruido que proviene de tu máquina de retrabajo, una estación IR sería la mejor opción. El ruido puede ser un problema en ciertos entornos, especialmente si ya hay varias máquinas ruidosas funcionando a la vez. Las estaciones de retrabajo de aire caliente están equipadas con boquillas que facilitan a los usuarios enfocar el flujo de aire en diferentes áreas de una placa de circuito impreso. Cuando el proceso lo lleva a cabo un par de manos expertas, la tarea a menudo se puede completar antes con una BGA de aire caliente porque estas unidades facilitan el aislamiento de los detalles más delicados que pueden ser difíciles de calentar. Con un haz de enfoque IR, no necesitas comprar boquillas de calor de diferentes tamaños, ya que cada haz puede reenfocarse según tus órdenes. Sin embargo, a menudo llevará más tiempo llevar los detalles más delicados a la temperatura deseada. A veces, el haz de infrarrojos no puede calentar los detalles más claros de una matriz de rejilla de bolas. Un área problemática particular con los rayos de infrarrojos son los puntos plateados en un BGA, que a menudo necesitan cinta negra para llevarlos a la temperatura necesaria. Además, su tasa de éxito con una máquina de retrabajo dependerá de si la unidad es suficiente para el volumen de retrabajos que espera lograr en un día determinado. La mejor estación de retrabajo de BGA para un trabajo de gran volumen generalmente será de la variedad de aire caliente. Una estación de aire caliente facilita el calentamiento de la soldadura y completa el trabajo antes. Las máquinas de aire caliente tienen más piezas y accesorios, ya que necesita boquillas de diferentes tamaños. Esto puede hacer que sean más complicadas de reparar y mantener. Los BGA IR constan de menos piezas complejas, lo que permite un mantenimiento y reparaciones menos complicados. En el lado negativo, estas unidades cubren toda la gama en términos de calidad, ya que algunos de los modelos de bajo precio suelen estar equipados con piezas de baja calidad que ofrecen un rendimiento inferior. Cuando llega el momento de realizar un conjunto de tareas más complejas con una estación de retrabajo IR de menor calidad, a menudo se necesitarán herramientas adicionales. También debe tener en cuenta la frecuencia con la que es probable que sea necesario realizar un mantenimiento a la unidad respectiva. Si una estación de retrabajo consta de numerosas piezas complicadas, la probabilidad de una avería podría ser una amenaza real y costosa. Si la máquina de retrabajo consta de un mínimo de piezas pero ofrece resultados excelentes, probablemente haya encontrado la mejor estación de retrabajo. Otra característica importante de una estación de retrabajo es un ventilador de refrigeración automático. Con esta característica, la placa de circuito impreso y cada uno de los calentadores de la máquina se enfriarán cuando sea necesario. A medida que trabaja en una PCB tras otra, la unidad se enfriará automáticamente según sea necesario entre cada placa. Un ventilador de refrigeración es esencial para la eficiencia del proyecto en la mayoría de las estaciones de retrabajo, que tienden a enfriarse lentamente entre aplicaciones. Las máquinas BGA que utilizan placas de metal perforadas pueden tardar especialmente en enfriarse. El tamaño y la sensibilidad de sus placas también pueden afectar al tipo de estación de retrabajo que es mejor para sus operaciones. Algunas máquinas pueden soportar placas de hasta 36 pulgadas. El espacio dentro del calentador debe acomodar la placa de circuito lo suficientemente bien como para llevar toda la PCB hasta 150 grados C. Esto debería ayudar a compensar cualquier posible efecto de deformación. La edad de las placas también puede afectar a la elección de la mejor máquina. En las últimas dos décadas, la soldadura sin plomo se ha convertido en el nuevo estándar en la fabricación. En consecuencia, la renovación requiere temperaturas más altas en las placas de circuito impreso más nuevas. En las PCB más antiguas, se necesitaba menos calor para la renovación porque la soldadura de estaño y plomo se funde a temperaturas más bajas. Si trabaja principalmente con PCB más nuevas, es posible que necesite una estación más potente que pueda alcanzar temperaturas más altas.

Principio de funcionamiento de la estación de retrabajo BGA

Los profesionales que han realizado trabajos en estaciones de retrabajo de BGA saben que el "calentamiento" es el requisito previo para un retrabajo exitoso. El procesamiento de PCB a alta temperatura (315-426 grado) durante mucho tiempo traerá muchos problemas potenciales. Daños térmicos, como deformación de almohadillas y cables, delaminación del sustrato, manchas blancas o ampollas y decoloración. El daño "invisible" a la PCB causado por la alta temperatura es incluso más grave que los problemas enumerados anteriormente. La razón del enorme estrés térmico es que cuando los componentes de la PCB a temperatura ambiente entran en contacto repentinamente con un soldador con una fuente de calor de aproximadamente 370 grados, una herramienta desoldadora o un cabezal de aire caliente para detener el calentamiento local, habrá una diferencia de temperatura de aproximadamente 349 grados en la placa de circuito y sus componentes, lo que dará como resultado el fenómeno de "palomitas de maíz". Por lo tanto, independientemente de si la planta de ensamblaje de PCB utiliza soldadura por ola, fase de vapor infrarrojo o soldadura por reflujo por convección, cada método generalmente requiere un precalentamiento o un tratamiento de conservación del calor, y la temperatura es generalmente de 140-160 grado. Antes de implementar la soldadura por reflujo, un simple precalentamiento de corta duración de la PCB puede solucionar muchos problemas durante el retrabajo. Esto ha sido exitoso durante varios años en el proceso de soldadura por reflujo. Por lo tanto, los beneficios de detener el precalentamiento en la prevalencia de componentes de PCB son múltiples.