Infrarotstrahlung gegen Heißluft: BGA-Chips ohne Stress entfernen
Wenn man versucht, einen BGA-Chip von einer Leiterplatte zu entfernen, steht man vor einem schwierigen Problem. Der Lötstoff, den man eigentlich schmelzen muss, befindet sich unter dem Chip. Wenn man nur die Oberfläche erhitzt, kämpft man im Grunde gegen eine sinnlose Herausforderung.
Deshalb bevorzuge ich in der Regel Infrarotstrahlung gegenüber Heißluft.
Das Problem mit Heißluft
Man denke daran, wie eine Heißluftpistole funktioniert: Sie drückt einfach heiße Luft auf die Leiterplatte. Das Problem ist jedoch, dass der Chip selbst wie ein Schutzschild wirkt. Die Oberfläche wird zwar sehr heiß, doch die Lötstellen darunter bleiben kalt.
Um das zu lösen, erhöhen die meisten Menschen einfach die Temperatur. Doch das kann gefährlich werden – ein falscher Zug kann dazu führen, dass kleine Kondensatoren weggeschleudert werden oder die Leiterplatte beschädigt wird. Das ist stressig.
Warum Infrarotstrahlung anders funktioniert
Infrarotstrahlung folgt nicht diesen Regeln. Anstelle von Luft wird Strahlung verwendet. Diese Infrarotwellen durchdringen das Kunststoffgehäuse des BGA-Chips. Die Energie gelangt direkt zum Lötstoff und zu den Kupferflächen. Dadurch entsteht eine viel gleichmäßigere Wärmeverteilung – man muss nicht mehr raten, ob der Mittelteil bereits geschmolzen ist, während die Ränder noch kalt sind.
Die richtige Temperatur einstellen
Wir stellen unsere Infrarotheizgeräte so ein, dass sie bestimmte Wellenlängen nutzen. Kurzwelliges Infrarot ist die beste Wahl – es ist schnell. Es verschwendet keine Zeit damit, die Luft um die Leiterplatte zu erwärmen; die Energie geht direkt ins Ziel. So erreicht man die gewünschte Temperatur viel schneller als mit einer Heißluftpistole.
Aber hier kommt das Problem: Der „Schatten-Effekt“. Wenn man nur von oben erhitzt, bleibt die Unterseite der Leiterplatte kalt. Dieser Temperaturunterschied kann dazu führen, dass die Leiterplatte beschädigt wird. Um das zu verhindern, sollte man eine Vorheizung verwenden, um eine ausgewogene Temperatur zu gewährleisten.
Praktische Erfahrungen
Der Vorteil von Infrarotstrahlung ist, dass sich nichts bewegt. Bei Heißluft muss man ständig damit rechnen, dass die Luftdruckkräfte kleine Komponenten aus ihrer Position drücken. Mit Infrarotstrahlung bleibt alles an seinem Platz. Es handelt sich dabei um eine stabile, kontaktlose Wärmequelle.
Es ist ähnlich wie beim Unterschied zwischen einem Brenner und einem Mikrowellenherd: Der Brenner erwärmt nur die Oberfläche, während der Mikrowellenherd das Material von innen heraus erwärmt. Dadurch wird der gesamte Prozess viel sicherer.