CC BY
31Компоненты и технологии, № 8'2003 Технологии
Устройства для демонтажа
НАККО Corporation
Инструмент для демонтажа должен совмещать в себе разогревающую и всасывающую системы, подводя тепло к месту пайки с наибольшей эффективностью, так, чтобы припой быстро расплавлялся низкой рабочей температурой, и полностью удаляя припой из самых маленьких отверстий печатных плат. Это подразумевает значительное всасывающее усилие и высокую скорость откачки, такие, чтобы место пайки не успело остыть и затвердеть.
Александр Любимцев
pribor@dipaul.ru
В 70-х годах, когда электронные компоненты в исполнении 8МБ еще только начинали появляться, большинство электронных компонентов, в том числе и микросхемы, монтировались на платах печатного монтажа в металлизированные отверстия. Поэтому в первую очередь стоял вопрос о быстрой и эффективной замене компонентов при ремонте или исправлении брака. Наиболее часто встречающаяся неприятность при демонтаже элементов с печатных плат — это повреждение печатного монтажа в виде отслаивания контактных площадок при нагреве контактов и попытке извлечь из металлизированного отверстия деталь. Если же учесть, что многоконтактные 01Р-микросхемы, разъемы, резисторные матрицы и даже транзисторы могли быть демонтированы с платы только при полной очистке от припоя всех отверстий, то любой специалист, сталкивавшийся с этой проблемой, скажет, что демонтаж существовавшим в то время обычным инструментом требовал немалых усилий и навыков.
Казалось бы, демонтаж осуществляется очень просто: паяльник расплавляет припой в месте пайки и всасывающее устройство его удаляет. И тем не менее, даже при демонтаже обычных двухсторонних печатных плат при помощи паяльника и ручного всасывающего устройства возникают проблемы. Главная из них — практическая невозможность одновременного прогрева всего объема припоя в месте пайки и его удаления. Действительно, головка паяльника не обеспечивает охват контакта по всей окружности и, следовательно, разогрев припоя с противоположной стороны будет меньше. Контакт ручного всасывающего устройства с расплавленным припоем также не может быть всесторонним, поэтому эффективно может быть удалена только часть припоя, находящаяся непосредственно рядом с отверстием фильеры всасывающего устройства. Для гарантированного расплавления всего припоя, находящегося в месте контакта, приходится значительно увеличивать время прогрева, что резко увеличивает опасность отслоения контактной площадки. Тефлоновые фильеры, использующиеся практически во всех ручных всасывающих устройствах, при работе быстро теряют
форму и выходят из строя. Если же вопрос касается многослойных печатных плат, то проблема еще более усложняется. Цепи заземления, силовые цепи и т. п., имеющие значительную площадь и расположенные, как правило, внутри платы, будут отводить тепло от места пайки, припой не будет надежно расплавлен. Кроме того, узкие отверстия многослойных плат делают трудным всасывание расплавленного припоя. И, наконец, тепло, отведенное силовыми и прочими цепями, может быть причиной отслоения печатных проводников, что делает их непригодными для дальнейшего использования, и по сути дела, даже один отслоившийся проводник отправляет всю плату в брак.
Возможно ли решение этих проблем? Возможно— путем создания специального демонтажного инструмента, совмещающего в себе разогревающую и всасывающую системы. Это устройство должно быть способно подводить тепло к месту пайки с наибольшей эффективностью, так, чтобы припой быстро расплавлялся низкой рабочей температурой. Оно должно быть способно полностью удалять припой из самых маленьких отверстий печатных плат. Это подразумевает значительное всасывающее усилие и высокую скорость откачки, такие, чтобы место пайки не успело остыть и затвердеть.
В 1979 году НАККО Corporation предложила на рынок паяльного оборудования демонтажную станцию AGE. В ней на основе передовых технологий были реализованы все условия, необходимые для легкого и качественного демонтажа. Нагревательная система при помощи керамического нагревателя и долговечных головок равномерно разогревала место пайки, а всасывающая система развивала максимальное усилие 600 мм рт. ст., которое создавало мощный рывок и обеспечивало полную очистку контактных площадок и металлизированных отверстий от припоя. Следующая модель, вышедшая через год, имела более совершенную конструкцию головок и возможность регулирования температуры головок в диапазоне от 300 до 400 °С. С учетом опыта работы и замечаний пользователей инженеры НАККО продолжали непрерывно совершенствовать конструкцию демонтажной станции, и в конце 80-х годов
Компоненты и технологии, № 8'2003
Технологии
Передняя
заглушка
Фильтр Трубка
керамическии фильтра
Бумажный фильтр (Ц
Рис. 3. Конструкция фильтра
жинного фильтра и бумажно-керамического фильтра высокой абсорбции. Они эффективно предохраняют от попадания в насос даже небольшого количества припоя и флюса. Исполнение в виде обоймы позволяет очень просто осуществлять замену фильтров и очищать контейнер от отработанного припоя.
Сменные долговечные головки (рис. 4) имеют размеры, необходимые для демонтажа выводов практически всех применяемых в настоящее время компонентов электроники.
НАККО предложила новую полностью переработанную станцию НАККО 470 и ее модификацию с внешним компрессором НАК-КО 471. На базе этой удачной конструкции в 1994 году была выпущена последняя модель НАККО 474/475, которая, впрочем, незначительно отличалась от предыдущей НАККО 470/471 и продолжает выпускаться по настоящее время, зарекомендовав себя как высококачественный, удобный и простой в эксплуатации, надежный инструмент.
Демонтажная станция НАККО 474 состоит из блока регулировки и подсоединенного к нему демонтажного пистолета (рис. 2), которым, собственно, и осуществляется демонтаж. В блоке находятся разогревающая и всасывающая системы, в демонтажном пистолете — нагревательный элемент и контейнер сборки припоя с фильтрами.
Разогревающая система регулирует температуру головки в диапазоне 380-480 °С с возможностью калибровки температуры головки. В ней применен керамический нагревательный элемент мощностью 50 Вт, обладающий высокой скоростью разогрева: до температуры 400 °С он разогревается за 80 секунд. Внутри нагревательного элемента находится канал вывода припоя в контейнер. Такая конструкция гарантирует необходимую температуру припоя для поддержания его в жидком состоянии и обеспечивает надежный отвод припоя в контейнер сбора.
В обычных демонтажных системах наличие воздушного зазора между нагревательным элементом и головкой создает тепловой
барьер, который значительно снижает эффективность передачи тепла. Для преодоления этого теплового барьера температура нагревательного элемента должна быть значительно увеличена, достигая значения, при котором резко возрастает вероятность повреждения проводников печатных плат. В конструкции демонтажного пистолета НАККО 474/475 воздушный зазор между нагревательным элементом и головкой отсутствует, в результате тепло к головке передается с большей эффективностью, с минимальными тепловыми потерями, позволяя безопасно и эффективно перемещать припой при относительно низких температурах.
В контейнере сбора припоя (рис. 3) находится двойной фильтр, состоящий из пру-
A1002
A1003
Диаметр А
0,8
1,0
Диаметр В
1,
2,0
A1004
A100S
A1006
A1007
Диаметр А
0,8
1,0
1,3
1,6
Диаметр В
2,3
2,5
3,0
3,0
Рис. 4. Сменные головки
Легкая (200 г), удобная конструкция демонтажного пистолета, обладающая хорошими эргономическими характеристиками, позволяет без утомления работать длительное время.
Устройство для демонтажа НАККО 474 оборудовано мощным насосом, который обеспечивает давление 350 мм рт. ст. через 0,1 секунды после запуска и 500 мм рт. ст. через примерно 0,3 секунды (при измерении у входного отверстия головки) (рис. 5). Это делает НАККО 474 значительно более мощным устройством, чем существующие системы для демонтажа.
Максимальное отрицательное давление, развиваемое насосом, примененным в НАККО 474, — 600 мм рт. ст. Скорость откачки 15 л/мин.
Номер
Номер
Цветной индикатор, показывающий заполнение фильтра или необходимость его замены
Рис. 2
(мм рт. ст.)
Рис. 5. График установления отрицательного давления
Станция
Шланг должен иметь диаметр блее 4 мм (0.17 іп) и длину менее 3 м (9.5 А)
разъем типа папа Отрезок трубы 1.8.
регулятор.
Настройте на 71 зыш (5.0 кгс/см2)
Воздушный фильтр задерживает пыль, масла и влагу
Компрессор
Рис. б. Схема подключения НАККО 475
е
Компоненты и технологии, № 8'2OO3
Технологии
Демонтажная станция НАККО 475 имеет улучшенные характеристики всасывающей системы — скорость откачки и давление. Скорость откачки в этом устройстве — 28 л/мин. Максимальное отрицательное давление — 700 мм рт. ст.
Эти параметры достигаются применением внешней компрессорной системы (рис. 6). На задней панели НАККО 475 находится коннектор для ее подсоединения.
Устройства HAKKO 474 и HAKKO 475 изготовлены из антистатических материалов; их специальная конструкция предотвращает повреждение печатных плат и компонентов, вызванное электростатическим разрядом. Демонтажная головка имеет непосредственное заземление. Кроме того, нагревательный элемент и двигатель включаются и выключаются при помощи схемы zero-cross switching для исключения бросков напряжения. Наконец, изолирующий трансформатор полностью развязывает выходную цепь от сети питания.
Естественно, что следующим демонтажным устройством должно быть ручное демонтажное устройство, которое обладает
аналогичными или близкими характеристиками, но могло бы работать без блока регулировки, ну и стоить, конечно, меньше.
В 1995 году НАККО предлагает ручной демонтажный пистолет НАККО 808 (рис. 7), который выполнен на базе НАККО 474 с максимальным использованием основных узлов. Питание его осуществляется непосредственно от сети 220 В. Общими для НАККО 474 и 808 являются керамический нагревательный элемент, сменные головки, элементы закрепления головок и часть фильтров.
В НАККО 808 применен новый миниатюрный, обладающий высокими характеристиками диафрагмный насос, который объединен с мотором в один узел. Этот модуль для создания минимума вибрации помещен в заднюю часть корпуса, поэтому он обслуживается легко и быстро — достаточно снять заднюю крышку. Для сбора припоя также применен трубчатый контейнер — держатель фильтров, схожий по конструкции с применяемым в НАККО 474. В работе, при необходимости замена фильтра осуществляется легко и просто.
Выполненное из антистатических материалов, это демонтажное устройство обладает всеми характеристиками, присущими устройствам НАККО:
• потенциал между заземлением и головкой менее 2 мВ;
• сопротивление между заземлением и головкой менее 2 Ом;
• прямое заземление головки.
Основные характеристики НАККО 808 мало отличаются от НАККО 474:
• мощность нагревательного элемента 50 Вт;
• диапазон регулируемых температур 380-480 °С;
• максимальный вакуум 600 мм рт. ст.;
• скорость откачки 10 л/мин.
Возможна калибровка температуры.
Модуль электронной регулировки и калибровки расположен в тонкой ручке, удобной в работе и не утомляющей руку оператора.
Незначительный вес (420 г) позволяет без усталости вести работу этим устройством длительное время. Дополнительно поставляющийся кейс (С1099) делает удобной транспортировку. Вместе с крышкой, закрывающей головку и нагреватель, НАККО 808 можно транспортировать немедленно после окончания работы, не дожидаясь остывания.
Таковы особенности демонтажных устройств НАККО Corporation. Примененные в демонтажных устройствах конструкторские и технологические решения делают их высококачественными, удобными и надежными. В НАККО продолжается работа по совершенствованию конструкции и параметров демонтажных устройств. И в качестве примера можно привести НАККО 815 — новое оконечное демонтажное устройство, исполненное в конструктиве «pen», которое создает в некоторых случаях дополнительные удобства в работе. Оно может применяться в НАККО 474 вместо демонтажного пистолета простой заменой в разъеме.
Впереди — новые разработки, которые усовершенствуют и упростят технологии демонтажа, создадут новые возможности для операторов.
