Waarom we voor infraroodlicht kozen in plaats van hete lucht bij het herwerken van BGA-chips
Als je ooit hebt geprobeerd een BGA-chip los te maken van een smart-lock-bord, weet je hoe moeilijk dat is. Je bent in feite bezig met vechten tegen de oppervlaktespanning en de grote warmteopslagcapaciteit van het materiaal.
De meeste mensen pakken gewoon een apparaat met hete lucht en beginnen ermee te blazen. Maar er is een limiet aan wat hete lucht daadwerkelijk kan bereiken. Daarom zijn we overgestapt op infraroodlampen. Hierdoor verandert de manier waarop de warmte op het bord terechtkomt drastisch.
Het probleem met hete lucht
Hete lucht werkt volgens het principe van convectie. Je duwt hete moleculen tegen het oppervlak, in de hoop dat voldoende warmte tot de soldeerbollen onder de chip kan doordringen. Dit werkt zelden perfect. Er ontstaat een “schaduweffect”: de lucht gaat om het component heen, waardoor de randen van de chip verbranden, terwijl het midden koud blijft. Dat is frustrerend.
Infraroodlicht werkt anders. Het maakt gebruik van elektromagnetische straling. In plaats van warmte op het bord te duwen, dringen de infraroodgolven recht door de soldeerlaag en de chip heen. Hierdoor trillen de moleculen in het component. De warmte komt dus van binnenuit het materiaal. Hierdoor wordt het hele bord gelijkmatig opgewarmd. Meer geen risico dat het midden niet goed opwarmt.
Het bord beschermen tegen de hitte
BGA-pakketten zijn erg dicht op elkaar geplaatst. De soldeerpunten zitten op plekken waar de lucht ze niet gemakkelijk kan bereiken. Met infraroodlicht heeft de energie geen medium nodig om zich voort te bewegen. Het werkt rechtstreeks. Hierdoor hoeft het bord minder lang op hoge temperaturen te worden verwarmd. Dat is een groot voordeel. Je hoeft je minder zorgen te maken over vervorming van het bord of dat de lagen uit elkaar gaan. We bereiken snel het smeltpunt van de soldeer, zonder dat het plastic omhulsel van het smart-lock-bord smelt.
De nadelen
Infraroodlicht is natuurlijk geen magie. Het werkt snel, maar het is ook “blind”. Met hete lucht kun je bijna voelen waar de warmte naartoe gaat. Met infraroodlicht kan dat niet. Als je lamp niet precies op de juiste afstand staat, kan het gebeuren dat het materiaal verbrandt, nog voordat de soldeerbollen smelten. Je moet dus precies weten hoe je het moet doen. Maar eenmaal dat gedaan, is het een compleet andere ervaring.