Warum Infrarotstrahlung besser ist als heißer Luft für das Verpacken von BGA-Komponenten Wenn Sie schon einmal mit BGA-Komponenten gearbeitet haben, kennen Sie die Herausforderungen. Es geht dabei nicht nur darum, eine flache Oberfläche zu erhitzen – vielmehr muss die Wärme tief in das Innere des Chips vordringen, bis zu den winzigen Lötperlen, die sich unter dem Siliziumchip befinden. Genau hier versagt die herkömmliche Methode mit heißer Luft. Hier kommt die Infrarotstrahlung ins Spiel. Das Problem mit heißer Luft Man muss sich vorstellen, wie heiße Luft funktioniert: Es handelt sich dabei um Konvektion. Die Luft trifft zunächst auf die Oberseite des Chips. Da der BGA-Verpackungskörper jedoch im Grunde genommen eine Art Wärmschutzschicht darstellt, muss die Wärme erst um die Ränder herumwandern, um die Lötstellen zu erreichen. Das führt zu einer großen Temperaturdifferenz zwischen der Ober- und Unterseite des Chips. Infrarotstrahlung hingegen funktioniert anders. Sie nutzt elektromagnetische Strahlung, die tatsächlich durch die Materialien des Verpackungskörpers dringen kann. Anstatt darauf zu warten, dass die Wärme langsam vom Außen nach innen vordringt, gelangen die Photonen direkt in das Innere des Chips und bringen die Moleküle zum Schwingen. Das Ergebnis: Die Lötperlen erwärmen sich gleichzeitig mit dem Verpackungskörper. Kein Warten nötig. Was das für die Qualität der Produkte bedeutet Wenn man auf heiße Luft setzt, geht man ein Risiko ein. Man kann es mit Problemen wie ungleichmäßiger Erwärmung oder sogar Beschädigung der Komponenten zu tun bekommen. Wenn die Oberseite des Chips bereits sehr heiß wird, bevor die Unterseite überhaupt schmilzt, entstehen verzogene Leiterplatten oder beschädigte Lötstellen. Das ist sicherlich keine gute Lösung. Infrarotstrahlung bietet hingegen eine effektive Wärmequelle. Sie erreicht das Ziel schneller. Zudem ist sie ideal für Hochdichte-Verbundkonstruktionen. Man kann die Temperatur steigern, ohne dass die Leiterplatte durch hohe Luftgeschwindigkeiten beschädigt wird. Die Einschränkungen Infrarotstrahlung ist jedoch keine Wunderwaffe. Sie ist an die Reflexionsfähigkeit der Oberfläche gebunden. Wenn die Leiterplatte eine reflektierende Schicht hat, prallt die Infrarotenergie einfach ab, anstatt in das Material einzudringen. Man muss also sorgfältig auf die Wellenlänge achten – man sollte kurzwellige oder mittelwellige Strahlung verwenden, damit diese zu den Materialien passt. Andernfalls entstehen Kaltstellen, und man ist wieder am Ausgangspunkt.