Монтаж термочувствительных компонентов. Система импульсной пайки.

                Существует ряд паяльных работ, как правило, связанных с монтажом термочувствительных компонентов, при которых необходимо, чтобы паяльник до выполнения операции находился в холодном состоянии и только после прикосновения к паяемому контакту нагревался бы с определенной скоростью. Для этого служат импульсные паяльные системы. Возможность управлять скоростью нагрева кон­такта от комнатной температуры до температуры пайки - это основное отличие импульсных паяльных систем от традиционных паяльных станций с посто­янной температурой паяльника. Это свойство опре­деляет специфическую область применения импульс­ных инструментов, позволяющих выполнять опера­ции, недоступные для традиционных паяльников.

Например, марка «ТермоПро» хорошо известна в сфе­ре производства и сервиса электроники, прежде всего, благодаря уникальным тер­мостолам для подогрева печатных плат и высоко­точным пневмодозаторам ПП-34ц. Не менее широ­кое распространение получили аналоговые импульс­ные паяльные системы ФР-100, по характеристикам значительно превосходящие зарубежные приборы. Проанализировав многолетний опыт применения аналоговых импульсных систем и изучив много­численные пожелания пользователей, компания «Техно-Альянс Электронике» в сотрудничестве с фирмой «Аргус X» разработала цифровую модель - ФРЦ-150 (рис. 1). Импульсная система ФРЦ-150 представляет со­бой низковольтный источник переменного напря­жения с цифровым управлением, поддерживающий работу одного из четырех термоинструментов: импульсного паяльника, одно- и двухконтурного термопинцетов, а также импульсного съемника изо­ляции. Питание на любой из этих инструментов по­дается только на время выполнения операции. До и после этого инструмент находится в относи­тельно холодном состоянии. Время подачи питания, то есть длительность импульса, и скорость нагрева инструмента задается оператором, а затем отслежи­вается цифровой системой. Область применения таких систем в промы­шленности может быть достаточно широка. Любая система нагрева, где не нужно строго под­держивать заданную температуру, а достаточно регулировки мощности, может быть построена с применением цифрового регулятора ФРЦ-150. А в тех случаях, когда требуется автоматическое ступенчатое управление мощностью, этот регу­лятор будет особенно полезен. Таким образом, возможна адаптация регулятора ФРЦ-150 под конкретные технологические задачи.

            Керамические конденсаторы – это компоненты, выполненные на ке­рамической подложке, они 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. 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. При этом работник предварительно задает значения времени пайки и мощности, которые определяют скорость нагрева и могут быть сохранены в памяти системы. Таким же способом можно выполнить неповреждающий демонтаж компонента.

 Рис. 1. ФПЦ-150 импульсная паяльная система с термоинструментами.

                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. Во время пайки ток проходит непосредственно через вывод разъ­ема, нагревая его. При этом наконечники пин­цета остаются чуть теплыми, что безопасно для соседних проводов.

                Обычно для зачистки проводов традиционно использу­ются так называемые «обжигалки» - инстру­мент с раскаленной докрасна нихромовой пет­лей на конце. Однако эта технология не толь­ко не оптимальна, но и вредна для провода, да и персонала. При контакте раскаленного нихрома с виниловой изоляцией выделяется хлор и еще некоторые вредные вещества. 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, и не перегревают мед­ную жилу.

                Импульсный паяльник применяется в тех случаях, когда по каким-либо причинам на­грев точки пайки от комнатной температу­ры требуется выполнять с заданной скоро­стью. Это необходимо, например, при работе с ферритовыми деталями, когда нужно минимизировать их нагрев. Также это важно при восстановлении печатных проводников, где недопустим перегрев полоски из фольги.

Паяльник имеет сменные нако­нечники различных форм и размеров, его можно использовать не только для пайки, но и для термического удаления защитных покрытий. В импульсной системе ФРЦ-150 предусмо­трен автоматический выбор диапазона мощ­ности в зависимости от подключенного инст­румента. Каждый раз при смене инструмента монтажник нажимает соответствующую это­му инструменту кнопку, и система автомати­чески устанавливает значения минимальной и предельной мощности, в рамках которых выбранный инструмент может работать. Это исключает перегрев и повреждение наконеч­ников инструмента, что обеспечивает их ис­ключительную долговечность.

В зависимости от выполняемых задач си­стема ФРЦ-150 может работать в одном из трех режимов: «непрерывный» (нагрев с за­данной мощностью осуществляется, пока на­жата педаль), «таймер» (работа с фиксиро­ванными параметрами) и «программа» (для осуществления нагрева по более сложному закону).

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 подбираются опытным путем, а за­тем сохраняются в памяти системы. Как толь­ко монтажнику потребуется 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 при необходимой мощности. После окончания пайки оператор отпускает педаль, при этом время пайки автоматически запоми­нается устройством. Последующие циклы пай­ки, выполненные в режиме «таймер», будут повторяться с фиксированными настройками времени и мощности. В импульсной системе ФРЦ-150 имеется воз­можность запомнить зафиксированные зна­чения времени и мощности в одной из семи ячеек памяти. Ячейки памяти «привязаны» к выбранному инструменту, поэтому на каж­дый из четырех инструментов в ячейках хра­нятся свои значения параметров.

                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.