Warum wir bei der Wiederbehandlung von BGA-Chips auf Infrarotlicht zurückgegriffen haben
Wenn Sie schon einmal versucht haben, einen BGA-Chip von einer Leiterplatte zu entfernen, wissen Sie, wie schwierig das ist. Im Grunde kämpft man gegen die Oberflächenspannung sowie die thermische Masse des Chips an.
Die meisten Menschen nutzen einfach eine Heißluftpumpe, um Luft auf die Leiterplatte zu blasen. Doch es gibt Grenzen dessen, was durch gezwungene Konvektion erreicht werden kann. Deshalb haben wir auf Infrarotlampen umgestellt. Dadurch ändert sich völlig, wie die Wärme auf die Leiterplatte wirkt.
Das Problem mit Heißluft
Heißluft nutzt die Konvektion – man drückt also heiße Moleküle gegen die Oberfläche und hofft, dass genug Wärme bis zu den Lötstellen unter dem Chip vordringt. Das klappt selten perfekt. Es entsteht ein „Schatteneffekt“: Die Luft umkreist den Chip einfach nur. Die Ränder des Chips verbrennen, während der Mittelteil kalt bleibt. Das ist frustrierend.
Infrarotlicht ist anders
Infrarotlicht nutzt elektromagnetische Strahlung. Anstatt Wärme auf die Leiterplatte zu bringen, dringen die Infrarotwellen direkt durch das Lötmaskierungsmaterial sowie den Chip selbst. Dadurch beginnen die Moleküle im Inneren des Chips zu vibrieren. Die Wärme entsteht also innerhalb des Materials. Dadurch erwärmt sich die gesamte Leiterplatte gleichmäßig. Man muss nicht mehr raten, ob der Mittelteil tatsächlich geschmolzen ist.
Rettung der Leiterplatte vor der Hitze
BGA-Pakete sind sehr dicht bebaut – die Lötstellen befinden sich an Stellen, wo die Luft nicht leicht hinreichen kann. Mit Infrarotlicht benötigt die Energie kein Medium wie Luft, um übertragen zu werden. Dadurch muss die Leiterplatte viel kürzer bei hohen Temperaturen bleiben. Das ist eine große Erleichterung – man muss sich kaum noch Sorgen machen, dass die Leiterplatte verformt oder ihre Schichten auseinanderbrechen. Wir erreichen schnell die Schmelztemperatur des Lötstoffs – ohne dass das Kunststoffgehäuse des Smart Locks schmilzt.
Die Nachteile
Infrarotlicht ist zwar schnell, aber es ist auch „blind“. Mit Heißluft kann man fast spüren, wohin die Wärme geht. Mit Infrarotlicht geht das nicht. Wenn die Lampe etwas schief steht oder zu nah ist, kann es passieren, dass der Untergrund bereits verbrennt, bevor die Lötstellen überhaupt schmelzen. Man muss also präzise vorgehen – man benötigt die richtige Entfernung sowie ein zuverlässiges Temperaturprofil. Doch sobald alles richtig eingestellt ist, ist es eine völlig andere Situation.