Warum Infrarotheizungen besser sind als heiße Luft zum Löten von BGA-Chips
Stellen Sie sich vor, Sie müssen einen BGA-Chip entfernen – ohne dass der restliche Chip beschädigt wird. Die meisten Menschen greifen dazu einfach zu einer Heißluftpistole. Das ist die übliche Methode. Doch das Problem ist: Die heiße Luft erreicht nur die Oberfläche des Chips.
Das Problem mit der Wärmeübertragung
Man muss verstehen, wie heiße Luft eigentlich wirkt: Man bläst Wärme auf die Oberfläche des Chips – in der Hoffnung, dass diese Wärme durch Silizium und Substrat dringt und die Lötstellen am Boden des Chips erreicht. Doch das ist ein langsamer Prozess. Oft wird dabei die Oberfläche des Chips beschädigt, während die Lötstellen am Boden weiterhin kalt bleiben. Das ist frustrierend – und ehrlich gesagt, ist es auch ziemlich riskant.
Deshalb bevorzuge ich Infrarotheizungen. Anstatt Luft zu verwenden, nutzt Infrarotstrahlung. Diese Wellen benötigen keinen Luftstrom – sie dringen direkt in den Chip ein. Dadurch werden die Moleküle im Inneren des Chips sowie im PCB selbst angeregt. Die Wärme entsteht von unten nach oben – es handelt sich dabei um einen volumetrischen Effekt. Dadurch erreichen die Lötstellen viel schneller ihre Schmelztemperatur als die Oberfläche des Chips. Das macht den Prozess einfach effektiver.
Vermeidung von Beschädigungen
Wir alle kennen das Problem, bei dem Feuchtigkeit im Chip zu schnell expandiert und dadurch der Chip beschädigt wird. Infrarotheizungen helfen dabei, dieses Problem zu vermeiden – denn die Wärme wird gleichmäßiger über die gesamte Fläche des Chips verteilt. Es entstehen keine lokalen Hotspots, wie sie auftreten, wenn die Düse etwas schief steht.
Aber man muss vorsichtig sein: Kurzwell-Infrarotstrahlung ist sehr intensiv – das ist zwar gut, aber wenn der PID-Controller nicht richtig eingestellt ist, kann die gewünschte Temperatur viel zu schnell erreicht werden.
Ein weiterer Tipp: Wenn Sie mit einem Board arbeiten, das über eine dicke Kupferbasis verfügt, wird dieses Kupfer wie ein Kühler fungieren und alle Wärme aufsaugen. Heizen Sie daher zunächst das ganze Board auf etwa 150°C vor. So wird verhindert, dass das PCB unter dem Druck verbogen wird – und der Lötvorgang wird viel einfacher.