Warum die Strahlungswärme den Heißluftbetrieb bei BGA-Paketen übertrifft Wenn Sie schon einmal einen Nachmittag damit verbracht haben, mit einem BGA-Paket zu kämpfen, kennen Sie die Frustration. Im Grunde genommen handelt es sich dabei um einen „Kampf“ gegen die Wärmemasse des Materials. Die meisten billigen Geräte stoßen einfach nur heiße Luft aus. Auf einer Hochdichtplatine führt das zu Problemen. Das Problem mit der Heißluft ist, dass sie nur die Oberfläche betrifft. Luft ist ein schlechter Leiter von Wärme. Man heizt zwar die Oberfläche des Chips, doch die Wärme muss erst langsam durch Silizium und Substrat dringen, bevor sie die Lötperlen unterhalb erreichen kann. Das ist wie versuchen, ein gefrorenes Stück Fleisch aufzutauen, indem man darauf mit einem Föhn bläst – die Außenseite wird bereits verbrennen, bevor das Innere fertig ist. Infrarotstrahlung hingegen funktioniert ganz anders. Anstatt Luft zu verwenden, nutzen wir kurzwellige Strahlen. Diese Photonen dringen direkt in das Material ein und aktivieren die Moleküle darin. Man muss nicht warten, bis die Wärme bis nach unten vordringt – man erzeugt die Wärme direkt im Material. Das Ergebnis: Die Lötperlen erreichen schneller den flüssigen Zustand – und das gleichzeitig. Bei der Verwendung von Konvektion entsteht oft eine große Temperaturunterschiede zwischen Ober- und Unterteil des Chips. Um das zu beheben, versucht man, die Hitze erhöhen – doch dadurch kann der Chip beschädigt werden oder die PCB-Platte verformen. Die Strahlungswärme vermeidet dieses Problem. Durch die gleichzeitige Beheizung der Platine und des Pakets bleibt die Temperatur von oben bis unten viel konstanter. Es handelt sich dabei um einen sanfteren Prozess – weniger Belastung für die Platine, saubereres Löten. Allerdings ist Infrarotstrahlung keine „Zauberwaffe“. Da die Wirkung der Strahlung davon abhängt, wie das Material Energie aufnimmt, können Dinge wie die Farbe der Platine oder die Art der Lötmaske die Ergebnisse beeinflussen. Eine dunkle Platine nimmt Wärme anders auf als eine helle. Man kann nicht einfach einen Knopf drücken und dann gehen, um sich einen Kaffee zu holen. Man muss die Temperatureinstellungen anhand der Eigenschaften des jeweiligen Materials anpassen, um sicherzustellen, dass man das Ziel nicht überschreitet. Aber sobald das richtig eingestellt ist, ist das Ergebnis wirklich großartig.