IR kontra gorące powietrze: co faktycznie sprawdza się przy usuwaniu chipów BGA?
Jeśli kiedykolwiek próbowaliście usunąć chip BGA z płytki drukowanej urządzenia inteligentnego zamka, wiecie, jak trudne to jest. W gruncie rzeczy walczycie z siłą powierzchniową oraz tą upartą masą cieplną. Większość ludzi używa prostego pistoletu z gorącym powietrzem i mieści się w nadziei na dobre rezultaty. Ale jeśli pracujecie precyzyjnie, powinniście raczej skorzystać z lamp infraredowych.
Oto jak to działa fizycznie.
Gorące powietrze bazuje na konwekcji – w istocie dmuchamy gorącym powietrzem na płytkę, licząc na to, że ciepło dotrze do tych małych kulek solidarnych. Ale istnieje jeden problem: efekt „chłodu powietrza”. Gdy powietrze jest wytwarzane z dużą prędkością, łatwo przypadkowo zerwać mały kondensator z płytki lub powstać nierówne obszary przegrzania.
Lampy infraredowe działają inaczej. Wykorzystują promieniowanie elektromagnetyczne, które przenika przez powietrze i bezpośrednio dotyka komponentów oraz płytki drukowanej. To tak, jakby słońce ogrzewało twoją skórę w chłodny dzień. Sam materiał zostaje podgrzany od środka. Dzięki temu punkt topnienia zostaje osiągnięty znacznie szybciej.
Dlaczego to ważne dla chipów BGA?
Problemem w przypadku chipów BGA jest to, że spoiny solidarne znajdują się pod samym chipem. Z użyciem gorącego powietrza musimy nagrzewać górną część chipa i czekać, aż ciepło dotrze do kulek solidarnych. To ryzykowne – często górna część chipa się przypala, zanim żelazo solidarne w ogóle zaczyna topnieć.
Z użyciem lampy infraredowej możemy jednocześnie nagrzewać płytkę i chip. Promieniowanie przenika przez warstwę izolacyjną i bezpośrednio dotyka miedzianych elementów. Dzięki temu spoiny topnieją od dołu, co jest dużo lepsze dla samego chipa. To po prostu bezpieczniejsze rozwiązanie.
Ale jest jeden problem.
Lampa infraredowa nie jest czarami. Różne kolory i materiały pochłaniają promieniowanie infraredowe w różny sposób. Czarny komponent będzie się nagrzewał o wiele szybciej niż srebrny. Dlatego nie można po prostu ustawić lampy i zapomnieć o niej. Potrzebny jest termopar, który będzie kontrolował temperaturę płytki, aby uniknąć jej przegrzania. A jeśli mamy do czynienia z płytką, na której znajduje się duża ilość miedzi, potrzebna będzie lampa o większej mocy, aby skutecznie rozprawić się z nadmiarem ciepła.