Waarom je moet stoppen met het gebruiken van hete lucht voor BGA-rework
Als je ooit hebt geprobeerd een BGA-chip los te maken met een goedkope apparaat die hete lucht gebruikt, weet je hoe moeilijk dat is. Het voelt als een echte strijd. Je blaast gewoon lucht op het silicium, in de hoop dat de hitte voldoende doordringt tot in de chip, zodat de kleine loodballen die zich eronder bevinden kunnen smelten.
Meestal lukt dit echter niet.
De kracht van infraroodstraling
Infraroodverwarming werkt op een geheel andere manier. In plaats van de lucht rondom de printplaat op te warmen, stuurt infraroodstraling golven rechtstreeks naar de componenten. Stel je het zo voor: de energie dringt rechtstreeks door het PCB en de loodmassa heen, waardoor de moleculen gaan trillen. Hierdoor worden de verbindingen van binnenuit opgewarmd. Dit is enorm belangrijk, want het voorkomt het vervelende ‘popcorn-effect’, waarbij de chip barst omdat de oppervlakte al verbrand is voordat de onderkant zelfs maar warm wordt.
Waarom hete lucht meestal niet werkt
Met hete lucht ontstaat er een ‘grenslaag’. Het gaat om een dunne laag lucht die fungeert als een soort schild, waardoor de hitte niet kan doordringen waar het nodig is. Om dit tegen te gaan, zetten veel mensen de temperatuur op 400°C. Maar dit is een gevaarlijke manier van werken. Terwijl je probeert de verbindingen op 220°C te brengen, riskeer je dat de kleine SMD-componenten van de printplaat worden weggeblazen.
Met een digitaal infraroodapparaat is deze ‘grenslaag’ er niet meer. De hitte komt precies waar het nodig is. Je kunt de smeltpunt van het lood bereiken, zonder dat je duure FR-4-printplaat verbrandt.
De nadelen
Infraroodverwarming is natuurlijk niet perfect. Het werkt snel – erg snel zelfs – maar het is ook ‘blind’. In tegenstelling tot hete lucht kun je de hittestroom die over de printplaat stroomt nauwelijks voelen. Bovendien kan het gebeuren dat er ongelijke temperatuurverschillen optreden, als de emitter niet goed is ingesteld op de kleur en reflectiviteit van je specifieke printplaat.
Je kunt dit niet zomaar doen. Je hebt een thermocouple of een thermische camera nodig om er zeker van te zijn dat de temperatuur gelijkmatig is. Als je de temperatuur niet goed regelt, verbrand je alleen maar de printplaat.