Waarom infraroodverwarming beter is dan hete lucht voor BGA-componenten Als je ooit hebt geprobeerd BGA-componenten te lassen op het PCB van een slimme meter, weet je vast wat voor problemen dat met zich meebrengt: de zogenaamde ‘schaduweffect’. Het probleem is dat standaard hete-luchtovens gebruikmaken van lucht die rondom het onderdeel stroomt. Maar bij BGA-chips zitten honderden kleine lasballen recht onder het pakketje. De lucht kan er niet bij komen. Hierdoor ontstaat oneffen warmteverdeling en ontstaan er koude lasnaden die al bij het verlaten van de fabriek falen. De oplossing is het gebruik van infraroodlampen. In tegenstelling tot hete lucht heeft infraroodverwarming geen medium nodig om warmte over te dragen. Het geeft warmte af door straling. Stel je voor dat de zon op je huid schijnt op een heldere dag: de golven gaan in een rechte lijn en raken rechtstreeks de moleculen van het PCB en de componenten. De energie dringt zelfs door tot in het materiaal. Voor BGA-componenten bereikt de straling tegelijkertijd het PCB en de lasballen. Dit zorgt voor een evenmatige warmteverdeling. Er is geen sprake meer van wachten tot de warmte langzaam tot het chipje doordringt. De lasnaden bereiken hun smeltpunt sneller, en belangrijker nog: dit gebeurt evenredig over het hele gebied. Maar je moet voorzichtig zijn. Infraroodverwarming werkt erg snel – soms zelfs te snel. Omdat het specifieke materialen als doel heeft, nemen de koperen geleidingsbanen de warmte veel sneller op dan het FR4-materiaal. Als je hier niet op let, kan er een temperatuurverschil ontstaan dat ertoe leidt dat het PCB vervormt. Om alles stabiel te houden, moet je rekening houden met de golflengten. Kortegolfig infrarood is ideaal voor een snelle opwarmingsfase, terwijl midden-golfig infrarood beter is voor een langzame, gelijkmatige warmteoverdracht. Het gaat erom een balans te vinden tussen de afstand tussen de lampen en de hoeveelheid energie die ze afgeven. Als je te veel wattage gebruikt op één plek, riskeer je dat het PCB beschadigd raakt – of erger nog: dat het plastic pakketje barst. De trade-off Infraroodlampen nemen veel minder ruimte in beslag en verkorten de tijd die nodig is voor het lassen, vergeleken met grote convectietunnels. Houd er wel rekening mee dat infraroodverwarming alleen werkt als er geen obstakels zijn tussen de lamp en het onderdeel. Als er een ander hoog onderdeel tussen staat, blijft die plek koud. Je moet dus goed plannen hoe je het PCB indelt, zodat er geen schaduwen vallen op de belangrijkste laspunten.