IR kontra gorące powietrze: jak wybrać metodę do przeróbki układów BGA
Czy kiedykolwiek próbowałeś usunąć chip typu BGA z kontrolera inteligentnej sieci i miałeś wrażenie, że walczysz z samym płytką drukowaną? To naprawdę stresująca sytuacja. Staramy się roztopić kule lutu, ale boimy się przy tym uszkodzić płytkę drukowaną.
Większość warsztatów korzysta z gorącego powietrza. Ale jest tu problem: powietrze w rzeczywistości bardzo słabo przekazuje ciepło. Ciepło dociera tylko do górnej części chipa, dzięki czemu jego powierzchnia się nagrzewa, natomiast spoiny pod spodem pozostają chłodne. W efekcie powstaje nierównomierne rozkładanie temperatur, co sprawia, że cały proces staje się ryzykowny.
Magia promieniowania podczerwonego
W tym miejscu przychodzi na ratunek promieniowanie podczerwone. W odróżnieniu od gorącego powietrza, promieniowanie podczerwone nie potrzebuje żadnego „pośrednika” do przekazywania ciepła. Wykorzystuje fale elektromagnetyczne, które przenikają bezpośrednio do wnętrza chipa. Dzięki temu ciepło rozprzestrzenia się wewnątrz krzemiu i lutu. W rezultacie kule lutu pod spodem osiągają punkt topnienia w tym samym czasie co powierzchnia chipa. Nie trzeba już martwić się o efekt „popcorn”, gdy chip eksploduje pod wpływem nierównomiernego nagrzewania. To po prostu bardziej efektywny sposób.
Dlaczego wolę promieniowanie podczerwone nad gorące powietrze
Jest jeszcze jeden plus – gorące powietrze „wypycha” elementy. Jeśli urządzenie do usuwania chipów nie jest dobrze przytwierdzone, chip może się przesunąć. To prawdziwy koszmar. Promieniowanie podczerwone natomiast nie powoduje żadnego ruchu elementów. Nie ma też żadnych problemów z uszkodzeniem elementów płytki drukowanej. Ponadto unikamy marnowania energii na nagrzewanie całego warsztatu tylko po to, by naprawić jedną płytkę. Ciepło trafia dokładnie tam, gdzie jest potrzebne.
Wady (bo zawsze są jakieś wady)
Promieniowanie podczerwone nie jest „czarodziejską różdżką”. Ma swoje wady. Niektóre materiały po prostu nie reagują na promieniowanie podczerwone. Jeśli pracujesz z błyszczącą warstwą lutu lub grubą warstwą miedzi, fale mogą zostać odbite. W takim przypadku pojawiają się „strefy chłodu”, których nie da się roztopić. Jak temu zaradzić? Użyj przedgrzewacza – najpierw podgrzej całą płytkę do około 150°C, a potem użyj lampy podczerwonej. To zapobiega wyginaniu się płytki i chroni elementy przed uszkodzeniami spowodowanymi nagłymi zmianami temperatury. To dodatkowy krok, ale jest jedynym sposobem, aby móc spać spokojnie po zakończeniu pracy nad przeróbką płytki.