Jakou teplotu by měla mít pájecí stanice?

V souladu s normou 107.460.092.24-93 „Pájení elektrických spojů radioelektronických zařízení. Obecné požadavky na typické technologické operace“ při pájení spojů by měla být teplota hrotu páječky od 250 do 280°C. Ale v reálné výrobě jsou hodnoty pájecí teploty na řídicích jednotkách většiny pájecích stanic nastaveny mnohem výše. A pouze pájecí stanice řady JBC* Advanced umožňují nastavit skutečnou teplotu pájení na řídicí jednotce a udržovat ji na jakémkoli typu hrotu se 100% přesností.

Dnes ruský trh s pájecími zařízeními nabízí širokou škálu pájecích stanic: německé, japonské, americké atd. Co vidíme, jaká teplota je nastavena na číselníku nebo na digitálním indikátoru pájecí stanice, když instalátor pracuje s POS Pájka typu 61, jejíž teplota tavení je 180–300°C, nebo třeba i 350°C? I když použijete novou páječku, teplota na konci hrotu se bude okamžitě lišit od nastavené a rozdíl může být poměrně velký. Důvody pro to, vzhledem k rozmanitosti provedení páječek, mohou být různé. Páječky s odporovými ohřívači a do nich vloženými hroty za prvé nemají těsné přiléhání hrotu k povrchu ohřívače, což je nezbytné pro zajištění maximální kontaktní plochy a tím i přenosu tepla; za druhé, během procesu pájení se páry tavidla usazují na vnitřním povrchu topného tělesa a vytvářejí další tepelnou izolaci mezi povrchem hrotu a topným tělesem, v důsledku čehož teplota na konci hrotu klesá.

Pokud pečlivě zvážíme páječku, u které jsou vyměnitelné hroty nasazeny na keramický topný článek a upevněny, zjistíme, že v tomto případě také nelze zajistit těsné přiléhání povrchu hrotu k povrchu topného tělesa, což vede k tepelným ztrátám. K větší setrvačnosti dochází v důsledku skutečnosti, že ochlazování vnějšího povrchu hrotu probíhá rychleji než ochlazování vnitřního prostoru mezi topným tělesem a povrchem hrotu.
Pokud je navíc termočlánek umístěn dostatečně daleko od pájecího bodu, nejčastěji na topném tělese, dochází k velké setrvačnosti měření a v důsledku toho k velkému rozdílu teplot na řídicí jednotce a hrotu páječky. Proto je nutné zvýšit teplotu na staničním bloku pro získání požadované teploty na hrotu.
Můžeme tedy říci, že teplota na špičce není zdaleka konstantní. Je nutné vyměnit hrot, mírně zvýšit nebo snížit teplotu a na výstupu dostaneme neurčitou hodnotu – vyšší nebo nižší než je zadaná. Řekněme, že skutečná hodnota je vyšší než zadaná. jak moc je to špatné? Mnoho. Výsledkem může být přehřátí a poškození citlivé součásti nebo oddělení kontaktní podložky. Co když je pod stanovenou úrovní? Velmi špatné: toto je již oblast pájení za studena. To znamená, že o spolehlivosti pájeného spojení nemůže být řeč!
Je také velmi důležité, jak rychle dokáže páječka obnovit ztracené teplo, přejít do optimálního režimu a provádět tepelně náročné pájení. To platí zejména dnes vzhledem k obecnému trendu miniaturizace modulů, kdy se instalace zhušťuje a desky jsou stále složitější. Moderní práci montéra lze někdy přirovnat k práci klenotníka. Vyžaduje se přesnost, rychlost a v podmínkách ostré konkurence samozřejmě kvalita odvedené práce.
U páječek, jejichž systém udržování teploty je založen na feromagnetických vlastnostech materiálu (tedy omezení teploty ohřevu hrotu), dochází k pájení pouze při určité pevné teplotě. Při práci s jednou velikostí špičky musíte mít alespoň dvě špičky určené pro různé teploty. Například s hrotem určeným pro teplotu 260°C nelze pájet dostatečně tepelně náročné spoje, proto je potřeba použít hrot s teplotou 330°C. Ale při práci pouze s hrotem určeným pro 330°C hrozí přehřátí a poškození součástky nebo desky. Ale co přechod na technologii bezolovnatého pájení? Přece jen to vyžaduje zvýšenou provozní teplotu hrotu. Ale tato teplota se blíží kritické teplotě pro součástku a desku plošných spojů. Proto je velmi důležitá přesnost udržování teploty a její stabilita.
Jediné pájecí zařízení, které dnes umožňuje udržovat nastavenou teplotu na konci hrotu s téměř stoprocentní přesností, je zařízení od JBC. Ať je na řídící jednotce nastavena jakákoliv teplota, na pracovní části hrotu se objeví stejná teplota. Toho je dosaženo díky skutečnosti, že každý hrot je jediným modulem, který také kombinuje ohřívač a termočlánek. Jediný modul zabraňuje vzniku dalších mezer, vytváření vzduchových mezer atd. Výsledkem je ideální tepelná vodivost a přesné udržování teploty.
Kvalitativním rozdílem mezi pájecími stanicemi řady JBC Advanced a všemi ostatními pájecími zařízeními je plné mikroprocesorové řízení teploty a výkonu. Během pájení se pro udržení konstantní teploty tavení pájky mění výkon v závislosti na tepelné kapacitě spoje. Mikroprocesor, který odečítá teplotu rychlostí 100 měření za sekundu, vybírá potřebný výkon pro ohřívač, aby zajistil požadovanou teplotu na špičce. Mikroprocesor ve zlomku sekundy vypočítá rychlost tepelných ztrát a dodáním potřebného výkonu vytvoří topný gradient. Proto je možné garantovat kvalitu pájení se 100% přesností při standardních 280°C. Setrvačnost systému je snížena na nulu v důsledku skutečnosti, že hmotnost ohřívače zabudovaného do každého hrotu kazety je velmi malá. A teplota získaná na konci pracovní části hrotu je řízena s vysokou přesností. Je třeba dát pozor na to, že se nebavíme o přesnosti udržování teploty na ohřívači (jako u jiných systémů), ale o přesnosti udržování teploty na konci pracovní části hrotu!
Zařízení JBC má další výhody.
Za prvé, pracovní vzdálenost od pájecího bodu k uchycovacímu bodu páječky je 30 mm pro páječku 2210 (průměr kartuše 3 mm) a 40 mm pro páječku 2245 (průměr kartuše 4 mm). To je velmi důležitá vlastnost, protože umožňuje instalaci na těžko dostupných místech a pájení s vysokou přesností – koneckonců je mnohem pohodlnější pracovat s takovým pájecím nástrojem, je minimalizováno namáhání ruky (obr. 1). Samotný pájecí nástroj je nejminiaturnější, nejergonomičtější a nejlehčí na moderním trhu. Pájka padne pohodlně do ruky a montážníka neunavuje až do konce směny. To platí zejména dnes, protože rychlost práce se zaručenou kvalitou se stává jednou z nejdůležitějších vlastností celého procesu pájení.
Za druhé, široká škála tipů (více než 70 různých typů) umožňuje vyřešit jakékoli problémy s instalací. Speciálně byly vyvinuty modely hrotů pro pájení QFP a PLCC součástek, které poskytují nejpohodlnější práci s mikroobvody (obr. 2).
Aby instalátor neoprávněně změnil provozní teplotu pájecího nástroje, našlo JBC jednoduché a efektivní řešení – programátor AC 2600 (obr. 3). S jeho pomocí lze všechny stanice JBC bez výjimky naprogramovat na požadovanou teplotu a bez programátoru nebude možné nic změnit. Ani při pokusu o změnu teploty na stanicích s analogovým ciferníkem, otáčení ciferníku nepřinese žádné výsledky – teplota se nezmění. Programování teploty probíhá s přesností stupně.
Hlavní výhody systémů řady JBC Advanced tedy oproti jiným pájecím systémům spočívají v následujícím:
· korespondence teplot na řídící jednotce a na hrotu;
· přesné udržování teploty pracovní části hrotu;
· mikroprocesorové řízení;
· schopnost zaznamenávat jakoukoli teplotu s ochranou před následnými změnami;
· nejširší výběr hrotů pro pájecí nástroje;
· schopnost provádět různé druhy montážních/demontážních prací.

MIET je personální bašta
V Moskevském institutu elektronické technologie se v předvečer jeho 40. výročí konalo mezioborové setkání o školení a rekvalifikaci specialistů v oblasti projektování moderní elektronické součástkové základny (ECB) a mikroelektronických systémů. Setkání se zúčastnil šéf UREP a SU Federální agentury pro průmysl Yu.I. S publikem, mezi něž patřili zástupci předních center designu mikroelektroniky a vzdělávacích organizací, se podělil o svou vizi bezprostředních vyhlídek mikroelektroniky v Rusku.
Jednou z nejperspektivnějších oblastí vývoje je vytvoření systému designových center pro vývoj moderních elektronických součástek. Na jedné straně je dnes v takových centrech možné vyvíjet zařízení zaměřená na nejnovější technologie (s následnou výrobou v moderních veřejně přístupných polovodičových továrnách), na straně druhé přítomnost několika desítek designových center, pokud se plánuje vytvoření jsou realizovány moderní továrny v Rusku, zajistí její naložení komerčními a vládními zakázkami souvisejícími s poskytováním programů pro zavedení pasů s vestavěnými prostředky elektronické identifikace, přechodem na televizi s vysokým rozlišením, vývojem navigačních systémů a součástky vojenské elektroniky. Koncepci organizace a rozvoje infrastruktury návrhových center elektronických součástek představil ředitel mezisektorového designového centra V.G Nemudrov.
Nezbytnou podmínkou pro realizaci plánů na vytvoření systému moderních designových center je přítomnost vysoce kvalifikovaných vývojářů. Pro jejich přípravu a rekvalifikaci má MIET školicí střediska a kurzy na zvládnutí návrhářských nástrojů všech tří předních společností na globálním CAD trhu: Synopsys, Cadence a Mentor Graphics. Zástupci designových center kladně hodnotí činnost MIET, která zachovala systém školení specialistů.
Specializované školení se přitom neomezuje pouze na výuku práce s moderními CAD systémy (mimochodem, o vytváření domácích konstrukčních nástrojů se z nějakého důvodu vůbec nemluví). CAD není všelék, ruští specialisté jsou ve světě ceněni především pro svůj hluboký základní výcvik a schopnost systematicky přistupovat k řešení problémů. Je důležité o tyto výhody nepřijít. Je nutné, aby jak stát, tak firmy působící v Rusku podporovaly aktivity MIET ve vzdělávání specialistů na mikroelektroniku. A morálně. A finančně.