Точная система совмещения компонента и платы
Программное обеспечение APR Scorpion позволяет монтажнику осуществлять первую пайку нового изделия самостоятельно, полностью управляя каждым шагом машины, а все последующие операции с этим изделием будут отрабатываться уже в автоматическом режиме. Выполняя команды монтажника, система осуществляет захват и подъем компонента, флюсует его, а после процедуры совмещения опускает на плату и устанавливает сопло на определенной высоте над компонентом. Все эти перемещения электропривода запоминаются системой для последующего воспроизведения при автоматическом монтаже.
Видеокамера позволяет оператору наблюдать на экране монитора одновременно изображения поверхности платы и компонента со стороны выводов. После виртуального совмещения на экране, призма убирается, и компонент опускается на плату, точно попадая шариками в центр контактных площадок. Особенность систем APR состоит в гарантированной точности этой операции.
Новейшие конструкции плат с плотным монтажом, применением большего количества BGA корпусов компонентов и бессвинцовая технология изготовления вынуждает использовать крайне жесткие высокотемпературные термопрофили. Это зачастую сказывается на качестве монтажа и отражается на соседних компонентах и может даже повредить их и плату. Специально для таких случаев OKInternational разработала систему раздельного двойного подогревателя платы.
Такой подогреватель имеет преимущество перед обыкновенным одиночным. Внешний подогреватель работает как обычный, а внутренний подогреватель располагается непосредственно под компонентом. Оба подогревателя имеют различные температуры и скорости воздушных потоков, задаваемые пользователем. Такая система позволяет в значительной степени уменьшить тепловые нагрузки на остальные компоненты платы, улучшает характеристики термопрофиля, такие как скорость нарастания температуры . Так же такая система работает с меньшими температурами, что особенно актуально при пайке чувствительных компонентов.
ОИП-90 Одноконтурный импульсный пинцет для распайки кабеля
Как известно, компоненты, выполненные на керамической подложке очень чувствительны к резким перепадам температур. Прикосновение горячего паяльника без предварительного подогрева компонента может быть для них губительным. Обычно для решения этой проблемы используют термостол для подогрева плат или выполняют пайку горячим воздухом.
В ряде случаев намного удобнее воспользоваться двухконтурным импульсным термопинцетом (рис.3). Монтажник берет холодным инструментом компонент, устанавливает его на предварительно облуженные или покрытые паяльной пастой контактные площадки на плате, нажимает педаль, и инструмент вместе с компонентом плавно нагреваются до температуры пайки.
На первый взгляд очень простая операция распайки кабеля на разъем также требует специализированного инструмента. Если эту работу выполнять обычным паяльником, то существует риск повреждения изоляции соседних проводов горячим инструментом. Гораздо быстрее и надежнее воспользоваться одноконтурным пинцетом.
Управление по термопрофилю
Программное обеспечение APR позволяет быстро и легко создать новый, или отредактировать уже имеющийся термопрофиль. Перед выполнением первой пайки нового изделия необходимо закрепить на плате от одного до трех термодатчиков. При запуске цикла нагрева показания термодатчиков будут отображаться на мониторе в виде графика реальной температуры в контрольных точках.
Задача монтажника при первой пайке, манипулируя температурой воздуха, подаваемого в сопло сверху и обдувающего плату снизу, добиться того, чтобы график реальной температуры в зоне пайки максимально соответствовал термопрофилю, рекомендованному для данного компонента. Следующий раз монтаж этого изделия будет выполняться автоматически, и термодатчики уже не потребуются.
ИС-70 термоимпульсный съемник изоляции
Традиционно для этой операции используются так называемые «обжигалки» — инструмент с раскаленной до красна нихромовой петлей на конце. Однако эта технология не только не оптимальна, но и вредна для провода и персонала. При контакте раскаленного нихрома с виниловой изоляцией выделяется хлор и еще целый букет вредных веществ.
Кроме того, при этом перегревается медная жила провода, что вызывает ее окисление и усложняет последующую пайку. Особо эта проблема проявляется при зачистке провода с термостойкой фторопластовой изоляцией типа МГТФ. Между тем существует импульсный съемник изоляции, ножи которого нагреваются лишь немного выше температуры плавления изоляции, не вызывая горения материала и задымления, а также не перегревая медную жилу.
Конвекционный нагрев
В системе APR Scorpion используется конвекционный метод нагрева, то есть передача тепла осуществляется с помощью перемещающего горячего воздуха. Этот метод нагрева получил наибольшее распространение в промышленности, поскольку только конвекция в замкнутом или условно-замкнутом объеме обеспечивает равномерное распределение тепла и позволяет корректно измерить температуры, просто поместив термодатчик в любую точку конвекционного объема.
Такой объем создает сопло, накрывающее компонент. Горячий воздух подается в сопло сверху, перемешивается, выравнивая температуру во всем объеме, и вытесняется через отверстия в верхней части сопла. При этом не происходит растекания горячего воздуха по плате и нежелательного нагрева соседних компонентов.
В системе нижнего подогрева платы также используется конвекционный метод. В отличие от традиционной керамической пластины, обычно применяемой в нижних подогревателях, конвекция позволяет нагревать плату гораздо большей площади. Кроме того, изменяя температуру подаваемого воздуха, можно быстро менять температуру платы, что необходимо для оперативной коррекции термопрофиля во время первой пайки.
В тех случаях, когда необходимо осуществить ступенчатый нагрев, например, при монтаже на паяльную пасту, можно воспользоваться режимом «программа». Это позволяет оператору в течение одного цикла пайки через определенные интервалы времени автоматически менять уровень мощности. Получается некое подобие термопрофиля, с той лишь разницей, что в каждой зоне задается не температура, а скорость нагрева. Число зон с разным уровнем мощности можно выбрать в диапазоне от двух до семи.
LF15 импульсный паяльник PACE для термочувствительных компонентов
Импульсный паяльник применяется в тех случаях, когда по каким-либо причинам нагрев точки пайки требуется выполнять с заданной скоростью от комнатной температуры. Это необходимо, например, при работе с ферритовыми деталями, когда нужно минимизировать их нагрев. Также это важно, например, при восстановлении печатных проводников, где недопустим перегрев полоски из фольги и т.д.
Для выполнения каждой операции, будь то пайка или зачистка проводов, в режиме «таймер» монтажник задает мощность, определяющую скорость нагрева инструмента и длительность импульса – время, в течение которого подается питание на инструмент. Эти параметры однажды подбираются опытным путем, а затем сохраняются в памяти системы. Как только монтажнику потребуется когда-либо повторить операцию, он может восстановить ее настройки простым нажатием кнопки.
Для удобства подбора параметров в системе предусмотрен режим «обучения». Первая пайка или зачистка провода выполняются вручную с необходимой мощностью. После окончания пайки оператор отпускает педаль, при этом время пайки автоматически запоминается. Последующие циклы пайки, выполненные в режиме «таймер», будут строго повторяются с фиксированными настройками времени и мощности.
Применение в бессвинцовой технологии
Все системы APR были разработаны специально для бессвинцовой пайки. В термопрофиль добавлена четвертая зона нагрева RAMP. Вместо традиционных термопар в верхних и нижних нагревателях использованы более точные RTD – датчики. Предусмотрена возможность пайки в азоте. И, наконец, в соответствие с требованиями к оборудованию для бессвинцовой технологии фирма OKInternational выпускает калибровочный набор, позволяющий пользователям периодически поверять системы, чтобы гарантировать точность их работы. Разумеется, все это не мешает использовать системы семейства APR и для традиционной пайки с оловянно-свинцовым припоем.
