Abbiamo trascorso del tempo in circa 2.000 stabilimenti SMT diversi, e abbiamo notato qualcosa di frustrante: c’è un enorme divario tra le curve termiche visualizzate sullo schermo del computer e ciò che realmente succede sul posto di lavoro.
Nella maggior parte dei casi, quando una lampada IR si guasta, non è semplicemente questione di sfortuna: di solito è perché l’output della lampada e la massa termica del circuito stampato non comunicano tra loro.
La realtà progettuale delle lampade IR
Quando si configurano le zone di preriscaldamento e di saldatura, il tempo è fondamentale. Preferiamo quindi utilizzare emettitori IR a onde corte: perché permettono al calore di penetrare più velocemente nella pasta per saldare e nei componenti stessi. Questo aiuta a evitare problemi legati al “tombstoning”. È importante che il calore raggiunga i punti di saldatura prima che il flusso termico svanisca.
Possiamo impostare queste lampade affinché raggiungano una certa velocità di riscaldamento. Se si utilizza una densità di potenza elevata, è possibile ridurre le dimensioni dell’apparecchiatura e accorciare la linea di trasporto dei componenti. Sembra fantastico, vero?
Ma c’è un problema: troppo calore in un’unica area può danneggiare i piccoli componenti di tipo 0201. Bisogna trovare il giusto equilibrio tra potenza e velocità di trasporto dei componenti, altrimenti si rischia di danneggiare il substrato FR-4.
Scegliere materiali duraturi
Utilizziamo vetro di quarzo ad alta purezza. È semplice da utilizzare, ma previene che le lampade si brucino troppo presto.
In un ambiente SMT reale, i fumi prodotti dal flusso termico si diffondono ovunque. Per contrastare questo fenomeno, utilizziamo vetro di quarzo ricoperto, in modo che il calore venga rifratto verso il PCB, invece di assorbirsi nel corpo macchina.
Poi ci sono i connettori: spesso sono proprio qui che sorgono i problemi. Utilizziamo connettori standard tipo R7 o Sk15, così da poterli sostituire facilmente senza problemi. Se una connessione è instabile, si possono verificare scariche elettriche, che distruggono la lampada in poche settimane.
Far funzionare correttamente le lampade sul campo
Quando si collegano queste lampade all’impianto, è necessario utilizzare una fonte di alimentazione stabile. I picchi di tensione causano fluctuazioni di luminosità, e queste a loro volta portano a difetti nei punti di saldatura.
Di solito consigliamo l’uso di controller dedicati per mantenere stabile il profilo termico.
Un ultimo consiglio: se si sfruttano al massimo le capacità delle lampade, è necessario controllare anche i ventilatori di raffreddamento. Se il sistema di raffreddamento non funziona correttamente, il calore ambientale aumenterà, causando problemi.