Выбираем печь оплавления припоя

Леонид Нишпал

При выборе печи в первую очередь необходимо определить длину рабочей зоны. Она будет зависеть от производительности сборочного оборудования. Необходимо посчитать время сборки печатной платы, а еще лучше проверить это время на практике на реальном автомате, если, конечно, есть такая возможность. Принимаем во внимание, что минимальное расстояние между печатными платами в печи оплавления будет равно длине самой платы. Имея эти данные, можем подсчитать минимальную скорость конвейера печи. Она будет равняться отношению двойной длины печатной платы к времени сборки:

V_{конвейера} =2·L_платы/t_сборки

Ориентируясь на время оплавления t_{оплавления} (примерно 7 минут для свинцовой технологии и 9 минут для бессвинцовой), можно подсчитать длину рабочей зоны печи оплавления:

L_печи = V_{конвейера}·t_{оплавления}

Полученная информация будет основной при выборе печи, но не единственной.

Конвейерная печь — вещь не дешевая, и большинство из нас выбирают ее, оплавляя свои платы в печи, приглянувшейся на дружественном предприятии. Но если нет такой возможности или печь не подходит по своим параметрам либо стоимости, нужно всего лишь внимательно разобраться в следующих критериях выбора.

Итак, с длиной рабочей зоны мы определились. Теперь следует выяснить, будет ли печь стоять отдельно, или же она будет работать в составе технологической линии. Если печь будет стоять в линии, то необходим интерфейс, по которому печь будет «общаться» с установщиком компонентов, конвейерными блоками и прочим установленным в этой линии оборудованием. Интерфейс SMEMA идет как опция либо на некоторых моделях поставляется в стандартной комплектации.

По максимальной температуре печи можно выяснить, для какой технологии ее можно использовать. Для свинцовой технологии достаточно использовать печь с максимальной температурой до 300 °С. При бессвинцовой используется печь с температурой 350 °С.

Теперь необходимо рассмотреть параметры самой печатной платы: максимальную длину и ширину, толщину ПП, ее многослойность. Максимальная ширина печатной платы определяет ширину конвейера печи. Он может быть сетчатый/струнный либо цепной (рис. 1). Сетчатый конвейер используется при односторонних платах. При двусторонних необходимо выбирать цепной конвейер. Если используется цепной конвейер, при широких печатных платах, насыщенных компонентами, не забываем про опцию поддержки ПП по центру.

Рис. 1. Сетчатый/цепной конвейер

Многослойность платы — один из основных критериев выбора печи оплавления. Печи различаются технологией поддержания температуры, то есть насколько печь держит реальную температуру в зоне и на самой плате соответственно. Технология поддержания заданной температуры также является определяющим параметром стоимости печи. Для менее теплоемких плат (толщиной 1,5 мм) подойдут и более простые печи. Неточность и неравномерность температуры не окажут на нее большого влияния. Если же вы будете паять многослойные или большие по размеру платы, или платы, насыщенные теплоемкими компонентами, необходима более дорогая печь оплавления, так как один раз сэкономив, вы потом будете постоянно решать проблемы с неодинаковым оплавлением в разных участках платы, ее короблением и пр. Для контроля точности поддержания температуры можно использовать проводные либо беспроводные построители термопрофиля. И можно сравнить, насколько заданные в печи параметры термопрофиля отличаются от реальных.

Следующий критерий — количество зон (рис. 2). Как правило, при небольшой производительности печи достаточно четырех зон предварительного нагрева и пиковой зоны, в которой и производится непосредственное оплавление паяльной пасты. Увеличение количества зон предварительного нагрева и пиковых зон облегчит настройку термопрофиля. Следует обратить внимание на мощность модулей нагрева в каждой зоне и возможность регулирования скорости потока (рис. 3). От этого зависит инерционность печи, то есть время восстановления и точность поддержания температуры в зоне. Нижний нагрев в зонах предварительного нагрева предпочтителен, но не обязателен, все будет зависеть от перечисленных выше параметров печатной платы. Однако нижний нагрев в пиковой зоне — обязательное требование. Наличие двух и более зон охлаждения позволяет сгладить термоудар при выходе платы из печи.

Рис. 2. Вентиляторы, обеспечивающие высокую однородность распределения теплового потока

Рис. 3. Зоны нагрева

Рассмотрим таблицу, в которую сведены данные о том, что предлагает рынок по печам с длиной зоны нагрева порядка 2 м (рис. 4).

Таблица. Характеристики печей с длиной зоны нагрева порядка 2м.

Рис. 4. Печь оплавления TSC 1008

При конкретном выборе печи целесообразно обратиться к поставщику технологического оборудования, получить консультацию, информацию по стандартному оснащению и опциям, чтобы выбранная печь отвечала всем вашим требованиям.