Waarom radiatieve warmte beter is dan hete lucht voor BGA’s Als je ooit een middag hebt besteed aan het werken met een BGA-pakket, ken je vast het gevoel van frustratie dat dat met zich meebrengt. Het is net alsof je worstelt tegen de thermische massa die zich in het pakket bevindt. De meeste goedkope apparaten blazen alleen maar hete lucht rondom het chippakket. Op een hoogdichtheidsboard leidt dit tot problemen. Het probleem met hete lucht is dat deze alleen rekening houdt met het oppervlak. Lucht is een slechte geleider van warmte. Je verwarmt het bovenste deel van de chip, maar de warmte moet eerst langzaam door het silicium en het substraat heen dringen voordat deze de legeringsbollen onderaan kan bereiken. Het is alsof je probeert om een bevroren stuk vlees op te warmen door er een föhn op te richten. De buitenkant wordt al snel verbrand, terwijl het midden nog koud blijft. Infraroodstraling is daarentegen een compleet ander verhaal. In plaats van lucht te gebruiken, maken we gebruik van kortegolfstraling. Deze fotonen gaan rechtstreeks naar binnen en activeren de moleculen in het BGA-pakket. Je hoeft niet te wachten tot de warmte zich door het materiaal heeft verspreid, want je genereert de warmte zelf al in het materiaal. Het resultaat? De legeringsbollen komen sneller in vloeibare toestand, en belangrijker nog: dit gebeurt allemaal tegelijkertijd. Als je afhankelijk bent van convectie, ontstaan er vaak grote temperatuurverschillen. Het bovenste deel van de chip wordt verbrand, terwijl het onderste deel nog koud is. Om dit te voorkomen, wil je natuurlijk de warmteverhoging verhogen. Maar dat kan leiden tot beschadiging van de chip of het PCB. Radiatieve warmte vermijdt dit probleem. Door zowel het bord als het pakket tegelijkertijd te verwarmen, blijft de temperatuur overal gelijkmatig. Het is een zachtere manier van verwarmen, waardoor het bord minder onder druk komt te staan en het herwarmingsproces efficiënter verloopt. Maar infraroodstraling is geen magisch wapen. Omdat de straling afhankelijk is van hoe een materiaal energie opneemt, kunnen dingen als de kleur van het bord of het type legeringsmasker invloed hebben op het resultaat. Een donker bord neemt warmte anders op dan een licht bord. Je kunt niet zomaar een knop indrukken en daarna ergens anders naartoe gaan. Je moet de thermische parameters precies instellen, afhankelijk van wat er precies op je werkblad ligt, zodat je het gewenste resultaat bereikt. Maar zodra je dit goed hebt ingesteld? Dan is het een compleet andere ervaring.