Infrarood versus hete lucht: hoe je BGA-chips van een PCB kan halen zonder stress
Als je probeert een BGA-chip van een PCB te halen, kom je voor een lastig probleem te staan. Het lood dat je moet smelten, zit namelijk onder de chip. Als je alleen de oppervlakte verhit, ben je eigenlijk bezig met een hopeloze strijd.
Daarom geef ik de voorkeur aan infraroodstraling boven hete lucht.
Het probleem met hete lucht
Kijk eens hoe een hittepistool werkt: het duwt gewoon hete lucht over het oppervlak van het board. Het probleem is dat de chip zelf als een soort schild fungeert. De bovenkant van de chip wordt erg heet, maar de loodbollen eronder blijven koud.
Om dit op te lossen, proberen veel mensen gewoon de temperatuur nog meer op te drijven. Hierdoor kan het misgaan: één verkeerde beweging en je hebt per ongeluk een klein condensatorstukje weggeblazen of is het board beschadigd. Dat is stressvol.
Waarom infrarood anders werkt
Infraroodstraling werkt niet volgens deze regels. In plaats van lucht te gebruiken, maakt het gebruik van straling. Deze golven dringen door het plastic omhulsel van de BGA-chip heen. De energie gaat rechtstreeks naar het lood en de koperen contactpunten. Hierdoor wordt het oppervlak veel gelijmerijk verwarmd. Je weet dus zeker dat het midden van de chip gesmolten is, terwijl de randen nog koud zijn.
Het bereiken van de juiste temperatuur
We stellen onze infraroodverwarmers in op specifieke golflengten. Korte golflengten zijn het beste, omdat ze snel werken. Ze verspillen geen tijd aan het opwarmen van de lucht rondom het board; ze richten zich rechtstreeks op het doel. Op deze manier bereik je de gewenste temperatuur veel sneller dan met een hittepistool.
Maar er is een nadeel: het ‘schaduweffect’. Als je alleen van bovenaf verwarmt, blijft de onderkant van het board koud. Dit kan ertoe leiden dat het board beschadigd raakt. Om dit te voorkomen, is het nodig om eerst het board voor te verwarmen, zodat alles in balans komt.
In de praktijk
Het grootste voordeel van infraroodstraling is dat er niets beweegt. Met hete lucht maak je je altijd zorgen over ‘componentdrift’ – dat vervelende fenomeen waarbij de luchtdruk een klein onderdeel uit zijn positie duwt tijdens het smelten. Met infraroodstraling blijft alles op zijn plek. Het is een stabiele, contactloze vorm van verwarming.
Het is vergelijkbaar met het verschil tussen het gebruik van een brander en een magnetron: de brander verwarmt alleen het oppervlak, terwijl de magnetron het materiaal van binnenuit verwarmt. Hierdoor voelt het proces veiliger aan.