Печи для оплавления припоя фирмы APS

Григорий Гайдай

Фирма APS была основана в 1982 году. С 1992 года APS активно занялась разработкой и изготовлением оборудования для поверхностного монтажа для малых и средних объемов выпуска и преуспела в своих разработках.

В настоящее время APS поставляет полный спектр оборудования для поверхностного монтажа: устройства трафаретной печати, установщики компонентов и печи для оплавления. Оборудование APS успешно работает во многих странах мира, в том числе и в России.

Работы по разработке печей для оплавления припоя фирма APS проводит совместно с американской фирмой NOVASTAR, и в последнее время ими разработаны новые модели с улучшенными параметрами, охватывающие большой диапазон оборудования — от простейших камерных до многозонных конвейерных печей. Мощные конвейерные печи с числом зон нагрева от 4 до 12 выпускаются фирмой NOVASTAR.

Модель GF-B (рис. 1) — настольная недорогая камерная печь конвекционного нагрева. Она обеспечивает профессиональную пайку методом оплавления и предназначена для работы в условиях опытного и мелкосерийного производства.

Конвекционный способ передачи тепла обеспечивает равномерный нагрев платы и высокое качество пайки. Конструкция печи выполнена из нержавеющей стали. Встроенный микроконтроллер позволяет точно воспроизводить заданные режимы пайки. Печь имеет память на 99 термопрофилей, а управление ею осуществляется от встроенной клавиатуры. Вся информация выводится на жидкокристаллический дисплей. Клавиатура и дисплей расположены на лицевой панели печи.

Приятной особенностью печи по сравнению с обычными камерными печами является наличие механизированной платформы, облегчающей пользователю работу.

Для наблюдения за процессом пайки в верхней крышке печи имеется большое смотровое окно с термостойким стеклом.

Печь GF-B может работать в инертной среде (азоте).

Максимальные размеры печатной платы — 305×305 мм.

По функциональным возможностям и по исполнению эту модель можно отнести к лучшим образцам в классе камерных печей.

В классе конвейерных печей выделяется недорогая, компактная настольная модель GF-12AC (рис. 2). Она предназначена для профессиональной пайки компонентов на печатные платы методом оплавления в условиях мелкосерийного и серийного производства.

Конвейерная печь полного конвекционного оплавления GF-12AC имеет три температурные зоны (рис. 3) — две зоны предварительного подогрева и одну зону оплавления. На выходе печи расположена зона охлаждения.

Три зоны нагрева позволяют пользователю создавать различные температурные профили и решать самые разнообразные задачи при пайке печатных плат.

Нагреватели в печи расположены сверху и снизу рабочих камер. Мощные вентиляторы в каждой зоне создают воздушный поток, обеспечивающий равномерный прогрев всех компонентов платы и идеальную передачу тепла. Дополнительный регулируемый вентилятор на выходе печи позволяет быстро охлаждать печатные платы. Конвейерная система с регулировкой скорости обеспечивает плавное перемещение односторонних и двусторонних печатных плат.

Работать с печью легко и просто, так как она управляется встроенным специализированным микроконтроллером Process Sentry. Управление осуществляется от встроенной клавиатуры. Вся информация выводится на жидкокристаллический дисплей. Клавиатура и дисплей расположены на лицевой панели печи.

Система управления печью GF- 12AC Process Sentry имеет следующие возможности:

• память на 100 различных термопрофилей;
• таймер на 7 дней;
• кривая температуры в режиме реального времени;
• интерфейс RS-232;
• защита от несанкционированного использования;
• мониторинг неисправностей.

Регулировка температуры в каждой зоне осуществляется раздельно с помощью клавиатуры на панели управления. Для каждой зоны имеется индикация как заданной, так и фактической температуры.

В печи предусмотрен разъем для подключения дополнительных термопар (набор РАК-6), размещаемых на печатной плате. При этом появляется возможность контроля температуры в любой точке платы на всех этапах движения платы в печи.

В печи имеются три окна из термостойкого стекла, через которые можно контролировать ход пайки во всех зонах. Область пайки подсвечивается системой освещения внутри печи.

Печь GF-12AC может работать в инертной среде (азоте).

Основные характеристики:

• диапазон изменения скорости конвейера — от 5,0 до 33,3 см/мин;
• длина конвейера — 610 мм, зоны охлаждения — 152 мм;
• легкий процесс программирования, в том числе корректировка параметров «налету»;
• возможность непосредственного подключения системы вытяжки;
• прямой доступ в рабочую зону — открывающаяся крышка;
• документирование процессов в соответствии с требованиями ISO9000 при подключении PC (опция);
• наличие удобного ручного аварийного отключения.

В 2004 году специалистами APS и NOVASTAR разработана и стала поставляться новая модель печи — GF-120HC (рис. 4).

Печь имеет принципиально отличную от предыдущих моделей схему конвекции. В ней применена новая запатентованная так называемая горизонтальная конвекция (Horizontal Convection), при которой воздух циркулирует в направлении поперек движения печатной платы (рис. 5). Кстати, этот способ конвекции с успехом применяется и во всех новых многозонных печах фирмы NOVASTAR.

При такой циркуляции воздуха обеспечивается более точное по сравнению с традиционным методом конвекции поддержание заданной температуры в различных точках платы, в том числе и на краях. Особенно это важно при больших размерах платы или при пайке большого числа маленьких плат.

Так, если в обычных печах разброс температуры на разных частях платы может доходить до 10 °С и более, то в печи GF- 120HC он не превышает 3-4 °С.

В горизонтальных конвекционных печах используется два основных принципа, которые отличаются от принципов действия обычных конвекционных печей.

1.  Воздух в каждой из камер подвергается рециркуляции только в пределах границ камеры, в которой располагаются все компоненты, необходимые для эффективного действия печи. К этим компонентам относятся нагревательные элементы, лопасти вентиляторов, диффузоры для подачи инертного газа и порты откачки.

2. Воздух подвергается циркуляции в направлении к одной стороне печи, к участку, располагающемуся над платой и к противоположной стороне печи, к участку, располагающемуся под платой, что приводит к формированию циркулирующего потока воздуха или «циклона», проходящего вокруг платы по продольной горизонтальной оси печи.

Кроме того, при горизонтальной конвекции у печи появляются дополнительные преимущества. Воздух с парами флюса циркулирует только в пределах нагретой камеры, в результате чего летучие вещества флюса не соприкасаются с более холодными участками поверхности и, соответственно, не конденсируются, что позволяет существенно уменьшить затраты на техническое обслуживание и очистку системы. И, наконец, так как в горизонтальной конвекционной печи нет устройств повторного ввода потока воздуха, то, вследствие простоты
конструкции, печь оказывается более надежной и дешевой.

В семействе печей серии 120 есть также модель GF-120HT. Она отличается повышенной температурой (до 400 °С) и рекомендована для работы с бессвинцовыми припоями. Актуальность таких печей в ближайшее время, несомненно, будет возрастать.

Основные технические характеристики печей фирмы APS приведены в таблице .

Таблица. Технические характеристики печей фирмы APS

Описанные печи фирмы APS компактны, работать с ними легко и удобно. Их высокие технические характеристики, надежность и низкая цена обеспечивают отличное соотношение цены и качества.