CC BY
68Компоненты и технологии, № 9'2003 Технологии
Термовоздушные и ремонтные станции
HAKKO Corporation
Стремительное развитие в 80-х годах технологии поверхностного монтажа и массовый выпуск электронных компонентов в корпусах для поверхностного монтажа (монтаж производился в основном автоматическими линиями) поставили перед конструкторами ручного профессионального инструмента необходимость создания устройств, способных в ручном режиме производить монтаж и демонтаж таких элементов.
Александр Любимцев
pribor@dipaul.ru
Проблема установки и снятия при ремонте в первую очередь микросхем, у которых, вследствие все более увеличивающейся степени интеграции, число выводов составляло уже несколько десятков, потребовала нетрадиционного технологического решения, которое и было найдено: конструкторами НАККО было предложено производить монтаж и демонтаж SMD-компонентов бесконтактным способом при помощи горячего воздуха. В 1986 году НАККО Corporation предложила первую термовоздушную станцию НАККО 850 (рис. 1).
Принципиальной особенностью этого устройства, как и в паяльных станциях, явился ряд сменных головок, конструкция которых соответствовала практически всем типам и типоразмерам применяемых для микросхем корпусов: SOP, QFP, PLCC. Эти головки изготавливаются из нержавеющей стали, параметры фильер строго выдерживаются: внутренняя ширина фильер во всех головках составляет 0,8 мм, а наружная — 1,8 мм. Длина каждой фильеры соответствует общей длине выводов на каждой стороне микросхемы (рис. 2).
Рис. 2
184
0,8 QFP SOP PLCC SOJ
Поток воздуха -1,8
Такая конструкция фильер позволяет создать локализированный поток горячего воздуха, который не распыляется и воздействует практически только на места пайки выводов микросхем. Предложенное конструктивное решение и в этот раз оказалось настолько удачным, что в настоящее время большинство производителей термовоздушных станций использует либо непосредственно конструкцию этих головок, сохраняя даже то же самое обозначение (особенно в Юго-Восточном регионе), либо предлагают переходные устройства, позволяющие при их помощи подсоединять головки HAKKO (например, Pace, O.K. и др.).
Термовоздушная станция состоит из двух основных узлов.
1. Блок регулировки, в котором находится схема электронной регулировки температуры воздуха, и насос, скорость подачи воздуха которого также регулируется.
2. «Паяльник» — исполнительное устройство, в котором находится нагреватель воздуха и на котором закрепляются сменные головки.
«Паяльник» соединяется с блоком регулировки
при помощи одного шланга, внутри которого находится воздуховод холодного воздуха и провода, подсоединяющие к блоку нагревательный элемент, датчик и провод заземления. На лицевой панели электронного блока находятся две ручки регулировки. Первая регулирует температуру воздуха, вторая — воздушный поток. Установкой этих ручек в соответствии с градуировочными характеристиками головок подбирается оптимальный режим пайки или демонтажа. Термовоздушная станция HAKKO 850 обладает прекрасными характеристиками, которые не потребовали на протяжении всех этих лет никакой коррекции, поэтому HAKKO 850 выпускается до сих пор, не подвергнувшись практически никаким конструктивным изменениям.
Основные параметры термовоздушной станции HAKKO 850:
• диапазон регулировки температуры воздуха — 100-420 °С;
• интенсивность воздушного потока — 23 литр/ мин;
-------www.finestreet.ru-------------------------
Компоненты и технологии, № 9'2003
• потребляемая мощность блока регулировки — 20 Вт;
• потребляемая мощность блока регулировки, когда выключатель POWER находится в положении OFF — 2 Вт.
• мощность паяльника — 250 Вт;
• длина паяльника — 196 мм;
• вес паяльника — 200 г.
При выключении питания в станции осуществляется автоматическое охлаждение: через нагревательный элемент и ручку происходит подача холодного воздуха до тех пор, пока температура воздуха не достигнет безопасного значения.
Монтаж и демонтаж микросхем осуществляется следующим образом.
Для монтажа микросхем:
1. Смазать контакты микросхемы паяльной пастой и установить микросхему на печатную плату.
2. Равномерно нагреть контакты.
3. После окончания пайки удалить флюс. Демонтаж микросхем осуществляется при
помощи проволочных съемников, входящих в комплект поставки (рис. 3).
1. Поместить вилку съемника под корпус микросхемы.
2. Поместить паяльник HAKKO 850 с головкой, соответствующей типу корпуса и габаритам микросхемы, над корпусом микросхемы и расплавить припой.
3. Oсторожно приподнять вилкой микросхему над печатной платой.
Технологии
ку малого диаметра, через которую подается горячий воздух очень тонкой струей. Для HAKKO 851 предлагается 4 сменные головки с внутренним диаметром 1,0, 1,5, 2,0 и 3,0 мм. Так как работа HAKKO 851 предполагается с малогабаритными легкими пассивными SMD-компонентами, то и основные характеристики HAKKO 851 значительно отличаются от HAKKO 850:
• диапазон регулировки температуры воздуха — 100-540 °С;
• интенсивность воздушного потока — 6 литр/мин;
• мощность паяльника — 80 Вт;
• длина паяльника — 217 мм;
• вес паяльника — 180 г.
Учитывая все возрастающее применение технологии SMT при изготовлении даже мелкосерийных устройств, для упрощения технологического процесса при монтаже в конце 90-х годов HAKKO предложила новую полуавтоматическую термовоздушную станцию HAKKO 852 с улучшенными техническими и сервисными возможностями (рис. 4), а также ряд вспомогательных устройств.
В настоящее время HAKKO Corporation предлагает для применения с термовоздушными станциями уже 45 головок практически для всех типов и размеров корпусов выпускаемых SMD-микросхем.
Oдновременно с HAKKO 850 была предложена термовоздушная станция HAKKO 851, предназначенная для работы с малогабаритными SMD-компонентами. Kонструктивное исполнение блока регулировки HAKKO 851 аналогично блоку HAKKO 850, но конструкция паяльника значительно отличается. Внешне он напоминает обычный паяльник HAKKO, за исключением головки. Oконеч-ная часть головки представляет собой труб--------------------www.finestreet.ru-
Основные параметры термовоздушной станции НАККО 852:
• диапазон регулировки температуры воздуха — 100-450 °С;
• интенсивность воздушного потока — 7-20 литр/мин;
• таймер длительности подачи воздуха — 15-999 с;
• мощность паяльника — 520 Вт;
• длина паяльника — 200 мм;
• вес паяльника — 200 г.
В НАККО 852 применено микропроцессорное управление установкой и поддержанием основных технических параметров, цифровое управление и индикация температуры и времени, два режима работы: ручной — для простых операций и автоматический — для программного управления процессом монтажа и демонтажа. Регулятор воздушного потока имеет аналоговый индикатор. Кроме того, в НАККО 852 применен встроенный вакуумный захват компонентов. Регулятор вакуумного захвата, выключатель работы и включения вакуума встроены в ручку паяльника. Управление вакуумным захватом и запуском работы может осуществляться ножным переключателем. Существует функция энергосбережения.
В автоматическом режиме осуществляется программное включение и выключение нагрева воздуха, его подача в течение заданного времени, включение и выключение вакуумного захвата, переход в режим охлаждения.
Функция энергосбережения автоматически отключает подачу горячего воздуха, если она осуществлялась непрерывно в течение заданного времени в ручном режиме. Питание нагревательного элемента выключается, и после охлаждения паяльника прекращается подача воздуха.
Когда программное обеспечение НАККО 852 обнаруживает ошибку, на индикаторе высвечивается сообщение, предупреждающее оператора.
НАККО 853 (рис. 5) — предварительный нагреватель, который служит для предварительного подогрева места монтажа, смягчая тепловой режим и сокращая время воздействия на плату и элементы основного потока горячего воздуха.
Обладая прекрасной термической стабильностью и быстрым разогревом, НАККО 853 рассеянным постоянным тепловым потоком создает оптимальные условия для монтажа и демонтажа. Объем постоянного воздушного поддува — 0,18 м3/мин, диапазон регулировки температуры воздуха (над выходным отверстием) — 120-250 °С, мощность — 460 Вт.
Комбинация рабочего места из НАККО 852, НАККО 853, штатива С1392В и круговых зажимов плат С1390В (рис. 6) значительно упрощает рабочие операции.
Штатив для демонтажа С1392В имеет компактные размеры и устойчивую конструкцию. Мягкое вертикальное перемещение облегчает позиционирование головок и компонентов относительно платы и облегчает выполнение операций. Круговой антистатический зажим С1390В имеет уникальную конструкцию с рабочим углом 360°, настраивается по высоте на 5 фиксированных положений, подходит для плат любых размеров.
Все описанные устройства имеют антистатическое исполнение Е8Б и сертифицированы по 180 9001.
Компоненты и технологии, № 9'2003
Предлагаемые НАККО Corporation профессиональные ручные термовоздушные станции позволяют работать практически со всеми видами электронных компонентов SMD и великолепно подходят для их использования на участках, осуществляющих мелкосерийное производство электронных устройств, в которых применены самые современные компоненты. При наличии определенной организации труда и необходимых навыков работы у операторов, стоимость монтажа на таком участке становится значительно ниже, чем при использовании полуавтоматических установок или автоматических линий сборки.
Теперь коротко рассмотрим предлагаемые НАККО Corporation станции, которые условно можно назвать ремонтными и конструкция которых позволяет использовать их в первую очередь на рабочих местах, где осуществляется ремонт различных электронных устройств или производится опытноконструкторская отработка принципиальных схем устройств в лабораториях.
Выпуская целый ряд различных по своему применению станций, логично выпускать станции, в которых скомбинированы в одном общем корпусе несколько устройств различного назначения. Это значительно уменьшает занимаемую на рабочем месте площадь и позволяет иметь под рукой все необходимые для специфичных ремонтных и ОКР работ устройства и инструмент.
Еще в 1980 году, сразу после выпуска демонтажной станции НАККО 707, была выпущена ремонтная станция НАККО 700, где в одном корпусе были объединены паяльная станция и демонтажная станция. Это устройство, занимавшее значительно меньшее место и стоившее меньше, чем приобретенные по отдельности эти станции, было очень удобно для проведения ремонтных и разовых монтажных работ. Так как в то время применялись в основном DIP-элементы, эта станция имела все необходимые узлы для качественного монтажа и демонтажа. Впоследствии вместо станции НАККО 700 стала выпускаться двухканальная станция НАККО 701 (рис. 7), которая выпускается и в настоящее время и в состав которой входят паяльная
Технологии
станция НАККО 936ESD и демонтажная станция НАККО 474.
Их технические описания и возможности были сделаны в предыдущих статьях. Эти станции имеют один общий выключатель сетевого питания и, кроме того, автономные выключатели. Таким образом, различные по своему назначению станции могут использоваться или автономно, или одновременно.
По мере расширения номенклатуры выпускаемых станций и устройств, а также с учетом все усложняющихся приборов, ЭВМ, средств связи и другой электронной техники, в конце 90-х годов НАККО Corporation предложила еще одну ремонтную станцию — НАККО 702 (рис. 8), которая была уже 4-канальной.
Сочетание в ней станций, использующих самые различные технологии монтажа и демонтажа, сделало ее оптимальной для упомянутых выше работ. К применяющимся в НАККО 701 станциям НАККО 936 Е8Б и НАККО 474 были добавлены еще одна паяльная станция НАККО 936 Е8Б и термовоздушная станция НАККО 850. Таким образом, у оператора имеется возможность одновре-
менно иметь под рукой устройства для работы как с DIP-, так и SMD-компонентами. Все эти станции находятся также в одном общем корпусе, также имеют один общий выключатель сетевого питания и автономные выключатели. В обычной комплектации одна паяльная станция работает с паяльником НАККО 907 (т. н. middle), у которого самая большая номенклатура сменных головок, вторая комплектуется микропаяльником НАККО 900S. Но учитывая, что паяльные станции НАККО в настоящее время могут работать с шестью различными паяльниками— 907 (middle), 908 (lardge), 900S (small), с термопинцетом НАККО 950 и новыми паяльниками НАККО 951 и 952 в виде пистолета с подачей припоя к головке, — возможности НАККО 702, благодаря различным комбинациям из паяльников, значительно возрастают. Так, например, очень удобна комбинация из паяльника 907 и термопинцета 950, который великолепно подходит для работы с пассивными (резисторы, конденсаторы, диоды и др.) SMD-компонентами. В результате оказывается возможной работа со всеми SMD-компонентами любых размеров (микросхемами и пассивными) и DIP-монтаж и демонтаж. Конечно, все вышесказанное не означает, что станции НАККО 701 и 702 не следует применять на рабочих местах монтажных участков. Бывают работы, когда необходимо иметь на рабочем месте одновременно инструмент для монтажа и DIP, и SMD. Но в большинстве случаев оснащение рабочих мест зависит от многих факторов, и не в последнюю очередь от финансовых возможностей, так как стоимость монтажа, в том числе и стоимость применяемого оборудования и инструмента ложится на себестоимость продукции.
В ноябре 2003 года НАККО Corporation отмечает 50-летие своей деятельности. За такой сравнительно короткий срок она стала мировым лидером в своей области и продолжает непрерывно работать над новыми устройствами и технологиями. Надеемся, что в ближайшее время нам удастся познакомиться и начать использовать новые эффективные и удобные в работе устройства, даже превосходящие те, которые мы уже с успехом и удовольствием применяем.
186
- www.finestreet.ru -
