АЛЬФА‑100 — отечественная паяльная система высшего уровня
Паяльную станцию АЛЬФА‑100 разрабатывали инженеры-термисты, имеющие более чем 20‑летний опыт. В их послужном списке всем известные термостолы серии НП, а также ИК‑650 — система для пайки BGA с уникальной программой автопрофилирования «Термопро-Центр». Это оборудование пользуется заслуженной популярностью в нашей стране, а теперь и поставляется на экспорт. Не удивительно, что разработчикам удалось не просто сделать отечественный паяльник в плане импортозамещения, а создать высококлассный инструмент, отвечающий самым высоким требованиям современных технологий пайки (рис. 1).
Последний тренд в развитии паяльных систем для ручного монтажа — это динамическое термоуправление. Суть подхода в том, что для качественной пайки современных плат, которые могут одновременно содержать как очень легкие миниатюрные контакты, так и контакты с высокой теплоемкостью, уже недостаточно, чтобы паяльник просто поддерживал заданную температуру наконечника. Необходимо управлять динамикой нагрева, иначе легкие контакты будут быстро перегреваться, а тяжелые — паяться слишком медленно. Динамическое термоуправление осуществляется с помощью постоянного автоматического подбора мощности паяльника в зависимости от теплоемкости паяемого контакта, которую станция определяет по скорости отклонения температуры от заданной.
Основоположниками динамического управления являются создатели индукционных паяльников METCAL, затем эту технологию использовали в станциях РАСЕ последнего поколения. Сейчас динамический паяльник — это норма, и АЛЬФА‑100 не является исключением. При проектировании станции были использованы современные методы математического моделирования термических процессов. Это позволило получить максимальную теплоотдачу и быстродействие системы. Показания платинового термодатчика, кстати не требующего калибровки, считываются 120 раз в секунду и обрабатываются шестнадцатиразрядным АЦП. Система мгновенно реагирует на отклонение температуры наконечника, а также учитывает скорость ее изменения для подбора оптимальной мощности.
За счет применения современных материалов масса и диаметр нагревателя получились минимальными. При этом по теплоотдаче паяльнику АЛЬФА‑100 трудно найти равных. Он уверенно распаивает массивные контакты за пару секунд. Причина отличной теплоотдачи кроется не только в удачной конструкции нагревателя с плотным боковым прижимом наконечника по всей длине, но и в применении специальных материалов, используемых в космической промышленности. В первую очередь это сверхтермостойкая изоляция обмотки нагревателя, а также теплопроводящие материалы, заполняющие пустоты вокруг обмотки, — все это разработки российских ученых (рис. 2).
Также высокой теплоотдаче способствует 100‑ваттная мощность инструмента. До появления динамических паяльных станций столь высокая мощность паяльников не приветствовалась, поскольку существовала реальная вероятность перегрева легких контактов. Динамическое термоуправление станции АЛЬФА‑100 полностью решает эту проблему за счет дозирования мощности в зависимости от теплоемкости контакта. На практике инструменту крайне редко требуется мощность выше 50 Вт, и во время работы это видно на специальном индикаторе (рис. 3). Кроме того, в АЛЬФА‑100 предусмотрена возможность принудительного ручного ограничения мощности для соответствия требованиям некоторых отраслевых стандартов.
Конечно, для организации идеального динамического термоуправления желательно, чтобы масса наконечника была минимальной, поэтому в наиболее продвинутых системах используются сверхлегкие наконечники, выполненные совместно с нагревателем в виде единого картриджа. Такая конструкция всем хороша, но достаточно дорога, а по замыслу разработчиков паяльник АЛЬФА‑100 должен стать доступным для российских предприятий, поэтому он не должен быть слишком дорогим. Вот почему была выбрана разборная конструкция нагреватель-наконечник (рис. 4). Кроме того, посадочный диаметр нагревателя относится к очень распространенному стандарту, что позволяет использовать наконечники ведущих мировых производителей. Это особенно удобно для тех, кто уже работает с импортными паяльными станциями и имеет запас наконечников.
Особого внимания заслуживает эргономика самого паяльника. Рукоятка прекрасно сбалансирована и, что называется, ложится в руку (рис. 5). Применение высококачественных материалов и правильная геометрия ручки исключают ее нагрев выше +40 °C при самых жестких режимах работы. Вес рукоятки с нагревателем всего 45 г. Провод в мягкой термостойкой изоляции защищен от излома специальной пружиной. Наконечник меняется за считанные секунды без отключения инструмента.
Для продления ресурса наконечников и снижения энергопотребления в паяльной системе АЛЬФА‑100 предусмотрено автоматическое уменьшение рабочей температуры во время простоя инструмента. Параметры «засыпания», как и время полного отключения системы, можно программировать в режиме настройки с помощью простого и удобного меню (рис. 6). В этом же режиме можно установить допустимый диапазон температур и ввести поправку для компенсации температурных потерь наконечника. При вводе поправки система автоматически корректирует заданную температуру с учетом текущей и работает так, будто термодатчик находится на самом кончике наконечника.
Все настройки системы защищены паролем, что исключает несанкционированную перенастройку и дает возможность технологам полностью контролировать температурный режим пайки на производстве. Если монтажник использует или должен использовать несколько вариантов заданных температур для различных операций, он может указать их в четырех ячейках памяти и менять температуру одним нажатием кнопки (рис. 7). Содержимое ячеек также может быть защищено от перезаписи.
Паяльная система АЛЬФА‑100 имеет антистатическое исполнение и полностью соответствует современным требованиям ESD-защиты. Кроме того, в АЛЬФА‑100 предусмотрена возможность эквипотенциальной пайки. Для этого монтируемая плата соединяется с блоком станции через специальный разъем (рис. 8), что полностью исключает вероятность появления разницы потенциалов между платой и паяльником, а значит, и возникновения опасного для компонентов электрического разряда.
Перед началом серийного выпуска новая паяльная система прошла серьезные испытания и показала высокую надежность, что позволило производителю дать на АЛЬФА‑100 трехлетнюю гарантию. И это вполне оправдано, учитывая высокое качество используемых материалов и компонентов. АЛЬФА‑100 является первой моделью в будущем ряду паяльных станций. Уже существует двухканальная версия системы АЛЬФА‑102, а также вариант с питанием на 36 В. Планируется выпуск термопинцета, термофена и вакуумного паяльника. У российских предприятий есть перспектива в недалеком будущем получить полноценную линейку отечественных паяльных систем, позволяющую реализовать все технологические задачи, связанные с ручной пайкой и ремонтом электроники.