Infrarood versus hete lucht: welke methode kiezen voor BGA-rework?
Heb je ooit geprobeerd een BGA-chip los te maken van een smart grid-controller en het gevoel gehad dat je moest vechten tegen het circuitbord? Dat is een stressvolle situatie. Je probeert de lasballen te laten smelten, maar je bent bang dat je het PCB daardoor beschadigt. De meeste werkplaatsen maken gebruik van hete lucht. Maar hier is het probleem: lucht is eigenlijk behoorlijk slecht in het overdragen van warmte. De lucht raakt alleen het bovenste deel van de chip, waardoor het oppervlak wel warm wordt. De lasnaden eronder blijven echter koud. Hierdoor ontstaat er een groot temperatuurverschil, waardoor het hele proces riskant wordt.
De kracht van infrarood
Hier komt infrarood om de hoek kijken. In tegenstelling tot hete lucht heeft infrarood geen ‘middelaar’ nodig om warmte over te dragen. Het maakt gebruik van elektromagnetische golven die rechtstreeks in het pakket van de chip doordringen. In plaats van van buiten naar binnen te verwarmen, vindt de verwarming juist ‘binnenin’ het silicium en de lasnaden plaats. Hierdoor bereiken de lasballen op dezelfde manier hun smeltpunt als het oppervlak. Je hoeft je geen zorgen meer te maken over het ‘popcorn-effect’, waarbij de chip door ongelijke verwarming kan exploderen. Het is gewoon efficiënter.
Waarom ik infrarood verkiest boven hete lucht
Er is nog een belangrijk verschil: hete lucht duwt de chip weg. Als je vacuümprikker niet goed vastzit, zal de chip wegschuiven. Dat is een nachtmerrie. Infrarood werkt geruisloos en zonder beweging. Er is geen wind, geen verschuivingen, en minder kans op beschadigde contactpunten. Bovendien hoef je geen energie te verspillen aan het opwarmen van整个 werkruimte alleen maar om één circuitboard te repareren. De warmte gaat precies waar het nodig is.
De nadelen (want die zijn er altijd)
Infrarood is natuurlijk geen magische oplossing. Het heeft ook zijn beperkingen. Sommige materialen reageren niet goed op infrarood. Als je werkt met een glanzende lasmaskering of een dik koperen grondvlak, kunnen de golven worden teruggedanst. Hierdoor ontstaan er ‘koude plekken’ die niet smelten. Het trucje om dit te voorkomen? Gebruik eerst een voorkalibrator. Verwarm het hele apparaat eerst tot ongeveer 150°C, en gebruik daarna de IR-lamp. Dit voorkomt dat het circuitboard vervormt en dat de componenten beschadigen. Het is een extra stap, maar het is de enige manier om gerust te slapen na een rework-job.