Waarom infraroodstraling beter is dan hete lucht voor BGA-verpakkingen
Als je ooit met Ball Grid Array (BGA)-componenten hebt gewerkt, weet je hoe moeilijk het kan zijn. Je moet niet alleen een vlakke oppervlakte verwarmen; je moet de hitte ook diep naar binnen brengen, tot bij die kleine soldeerballen die zich onder het silicium bevinden. Dit is precies waar standaard hete lucht faalt. Hier komt infraroodstraling om de hoek kijken.
Het probleem met hete lucht
Stel je eens voor hoe hete lucht werkt: het gaat om convectie. De lucht raakt eerst de bovenkant van de chip. Maar omdat de BGA-verpakking in feite een soort thermisch schild vormt, moet de hitte eerst langs de randen van de verpakking gaan om de soldeerpunten te bereiken. Het resultaat is dat er een groot temperatuurverschil ontstaat tussen de bovenkant en de onderkant van de chip. Infraroodstraling werkt anders. Het maakt gebruik van elektromagnetische straling die rechtstreeks door de materialen van de verpakking heen dringt. In plaats van te wachten tot de hitte langzaam door het plastic heen dringt, dringen de fotonen direct naar binnen en zorgen ze ervoor dat de moleculen trillen. Het resultaat? De soldeerballen worden tegelijkertijd opgewarmd als de verpakking zelf. Geen wachten meer nodig.
Wat dit voor de kwaliteit van de producten betekent
Als je afhankelijk bent van hete lucht, neem je een risico. Je kunt te maken krijgen met oneffenheden of problemen bij het smelten van het soldeer. Als de bovenkant van de chip te heet wordt voordat de onderkant gesmolten is, kan dat leiden tot beschadigde boards of problemen met de soldeerpunten. Dat is zeker geen goede manier om dinsdag door te brengen. Infraroodstraling geeft je een effectieve manier om warmte toe te dienen. Het bereikt het doel sneller. Bovendien is het ideaal voor hoogdichtheidssystemen. Je kunt de temperatuur verhogen zonder dat de hoge snelheid van de lucht de kleine SMD-componenten van hun plek kan duwen.
Het nadeel
Infraroodstraling is echter geen magisch oplossing. Het is afhankelijk van de emissiviteit van het oppervlak. Als je board een reflecterende soldeerlaag heeft, zal de infraroodenergie gewoon worden gereflecteerd, in plaats van worden opgenomen. Je moet dus goed kiezen wat voor golflengte je gebruikt – korte of middellange golven – zodat het past bij de materialen. Anders krijg je koude plekken, en ben je weer terug bij af.