Приспособление для калибровки установки пайки волной

LEVEL CHECK — приспособление для калибровки установки пайки волной припоя

Что такое LEVEL CHECK?

Это стеклянная пластина, изготовленная из специального закалённого стекла, размерами и формой подобной печатной плате. Инструмент предназначен для использования в установках пайки волной для отслеживания
качества покрытия платы флюсом;
формы волны;
турбулентности волны;
правильности установки конвейера по уровню;
величины пятна контакта волны припоя.

На стеклянную поверхность калибра нанесена термоустойчивая маркировочная сетка с ячейками размером 1 или ½ дюйма. Закалённое стекло устойчиво к обычным температурам расплавленного припоя. При использовании инструмента в соответствии с рекомендованным процедурами, стекло не будет трескаться или ломаться от высоких температур расплавленного припоя. Для точного выполнения замеров незаменима высокая плоскостность калибра. Она не превышает 30 мкм на линейный дециметр (или 0,0003 дюйма на линейный дюйм).

Пример проверки установки пайки волной

Зачем нужен калибр?

Потребность в калибре, таком как LEVEL CHECK, отслеживающим процесс пайки волной, обусловлена многими переменными факторами, которые управляют фактическим контактом спаиваемой поверхности с припоем. С помощью этого инструмента можно получить плотный, измеряемый контакт волны припоя с поверхностью. Диагностические наблюдения сквозь прозрачное стекло показывают:
Выравнивание транспортной системы по отношению к волне припоя.
Оценку плавности характеристик насоса, создающего волну припоя.
Адекватность распределения по поверхности заготовки слоя флюса и его толщину.
Этот уникальный метод наблюдения сверху фактического контакта волны припоя и поверхности платы обеспечивает дополнительные возможности для точного анализа вашего собственного процесса пайки. LEVEL CHECK полезен в определении:
надлежащего угла контакта;
качество и равномерность нанесение флюса и (или) масла;
смещение и направление потока припоя;
размеры пятна контакта;
скорость мениска в точке «отделения волны»
Кроме того, инструмент позволяет наблюдать пятно контакта волны припоя и заготовки для определения пропусков и турбулентности в волне припоя.

Как использовать калибр?

LEVEL CHECK прост в использовании. Основной принцип заключается в необходимости смоделировать все условия как можно ближе к условиям вашего собственного производственного процесса. Это означает, что флюсование, предварительный нагрев, скорость конвейера и т. п. параметры должны быть теми же самыми, что и при пайке настоящих печатных плат. Моделирование этих состояний позволит вам продемонстрировать как работает именно ваш процесс. Разместите стеклянную пластину, расположив её маркировочной сеткой вверх.

Нанесение флюса

Визуальное наблюдение сегмента волны или пены флюса через прозрачный LEVEL CHECK позволяет оценить достаточность равномерность нанесения флюса на печатную плату. Наблюдение за последующим воздействием воздушного ножа (или щетки) позволит точно подстроить их работу для предотвращения ненужной и огнеопасной потери флюса на предварительных нагревателях.

Эффективность работы предварительного нагревателя

Эффективность работы можно оценить, наблюдая управляемое испарение растворителей из флюса перед входом калибра или печатной платы в волну припоя.

Оценка волны припоя

Оценка волны припоя может быть выполнена двумя разными способами

Динамический тест

Это быстрый метод «качественной» оценки, выполняемый простым прохождением калибра LEVEL CHECK через весь процесс пайки волной с той же продолжительностью, что и стандартный процесс пайки печатной платы.
При проведении теста наблюдайте равномерность охвата припоем платы по всей ширине контакта. Общая площадь контакта стекла и волны припоя показывают глубину погружения платы в припой. Задний фронт волны в точке её отрыва от калибра должен показывать минимально 1/32” (0,8 мм) от линии флюса, что является хорошим показателем для уменьшения тенденции образования сосулек (иголок) припоя . Скорость припоя, стекающего с платы в направлении её движения, должна быть больше чем скорость печатной платы на конвейере установки. Простое наблюдение позволит быстро отрегулировать скорость конвейера или высоту волны. Подстройкой каретки, скорости конвейера и температуры припоя можно управлять «эффект плавания», возникающий из-за ударного воздействия волны припоя, а также температурный градиент возникающий на плате.

Статический тест

Данный тест проводится путем остановки конвейера, когда отмаркированная область пластины находится в центре зоны пайки. Этот тест носит “количественный” характер поскольку в данном случае можно наблюдать точный контур и полное пятно контакта калибра с волной припоя. Если ширина волны не однородна на каждом из её концов как показано на рисунке 1, следует провести подстройку уровня пока пластина LEVEL CHECK находится в волне припоя.

Подстройку уровня следует производить при нахождении LEVEL CHECK в волне припоя

Для определения времени контакта поместите пластину на конвейер с нормальной скоростью. Измерьте толщину волны (ширину контакта в продольном направлении) когда пластина окажется отцентрированной в волне припоя. Для произведения замеров можно остановить конвейер на короткий период времени. Время контакта и результирующее соотношение времени/температуры могут быть вычислены путем отношения произведения (толщины волны х 60 сек) к скорости конвейера в дюймах в минуту.
Пример вычисления приведен ниже:

3 дюйма ширина контакта x 12 (дюймов в футе)
——————————————————— x 60 = 3,75 секунды (время контакта).
4 фута в минуту (скорость конвейера)

Или в метрической системе:

76,2 (ширина контакта в миллиметрах)
———————————————— х 60 = 3,75 секунды (время контакта).
1,22 (метра в минуту) х 1000

Время контакта вычисляется для заданной скорости конвейера

Эффективное воздействие флюса и припоя зависят от минимального соотношения времени контакта с припоем к температуре. С другой стороны, слишком большое время погружения при слишком высокой температуре могут повредить и компоненты, и печатную плату.

Краевые клипсы

Назначение краевых клипс заключается в том, чтобы установить низ стеклянной пластины на том же уровне что и низ печатной платы. (как показано на рисунке ниже). Краевые клипсы изготавливаются из титана толщиной 0,5 мм и продаются отдельно наборами по четыре штуки в наборе для калибров с различной толщиной: 0,125″ (3,175 мм), или 0,187″ (4,75 мм).

Краевые клипсы – доступны для 2 вариантов толщин калибров: 1/8″ and 3/16″

Пластина из закалённого стекла, используемая для калибра проектировалась для того, чтобы выдерживать непродолжительное воздействие нормальной температуры припоя, используемого в установках пайки волной.
Стекло не допускает термоудара так же как не допускают его и печатные платы. Поэтому, для избежания случайного разламывания стекла, пожалуйста, соблюдайте определенные меры предосторожности.
Не вставляйте стекло с усилием в каретку и не закрепляйте его слишком плотно поскольку стекло расширяется при нагреве, что повышает риск разлома стекла;
Температуры пайки 260-274ºC не причиняют вреда калибру LEVEL CHECK.
Допустима нормальная скорость конвейера при прохождении пластины через преднагреватели, а время погружения пластины в припой может достигать 30 секунд.
Температуры свыше 275ºC требуют дополнительной предосторожности для избежания неожиданного нарастания неравномерного нагрева стекла. При столь высоких температурах рекомендуется меньшая скорость прохождения калибра через зоны предварительного нагрева.
Не держите пластину калибра в волне припоя дольше 30 секунд.

Когда использовать калибр?

Частота использования калибра LEVEL CHECK зависит от степени управления процессом, требуемой для обеспечения качества производства. Время проведение динамического теста незначительно превышает цикл пайки одной печатной платы. Частые замеры просты и недороги и не требуют дорогостоящих остановок производства.
Общее правило таково, что проверку необходимо проводить в начале каждой смены. Дополнительные проверки рекомендуются в случае, если на установке паяется много различных моделей плат или меняются параметры волны.
Изготовитель LEV CHECK предлагает несколько типоразмеров калибров, подходящих для различных размеров подстраиваемых кареток. При необходимости могут быть изготовлены и калибры нестандартных размеров. В этом случае минимальный заказ составляет 10 калибров.

Предупреждения

Не используйте пластину в волне, минуя стадию флюсования и предварительного нагрева.
Не используйте пластину шире, чем ширина волны припоя. Выбирайте калибр такого размера, чтобы волна припоя покрывала всю ширину калибра LEV CHECK.
Используйте LEVEL CHECK только маркировочной сеткой вверх.
LEVEL CHECK изготовлен из закалённого боросиликатного стекла и способен выдерживать волну припоя с температурой до 275ºC. Не пытайтесь использовать обычное стекло.
Хотя пластина и обладает хорошей механической прочностью и стойкостью к ударам (в 5 раз более стойко, чем стандартное отожжёное стекло), она довольна чувствительна к механическим нагрузкам в районе углов и краёв. Не допускайте усилий при установке и не устанавливайте пластину внятяг в жёсткую оснастку (каретку). Расширение при нагреве пластины увеливает механическую нагрузку и вкупе с термическим ударом увеличивает риск разлома. Благодаря природе закалённого стекла, даже если и произойдёт его разрушение, стекло просто рассыпется на мелкие кусочки, а не на узкие острые полоски как обычное оконное стекло. Все кусочки будут плавать в припое и их можно будет довольно просто извлечь из него.
Соблюдайте обычные меры предосторожности и надевайте защитные очики во время наблюдения процесса через LEVEL CHECK.
Конструкция калибра запатентована.

Очистка и хранение

При обращении с LEVEL CHECK дайте ему сначала остыть. Поскольку пластина калибра толще, чем обычная печатная плата, для остывания ей надо больше времени. Не подвергайте пластину резкому охлаждению. Дайте пластине сначала остыть на воздухе. Остатки флюса удаляются с пластины соответствующими растворителями. После очистки просушите пластину и поместите её в защитный пакет и конверт. Храните LEVEL CHECK аккуратно. Пластины чаще ломаются от неосторожного обращения чем от перегрева. Для хранения пластин рекомендуется книжный шкаф или полка для бумажных файлов. Для длительного хранения советуется хранить калибр в оригинальной коробке.

Ассортимент

Калибры LEVEL CHECK поставляются с размерами от 76,2 до 457,2 мм (от 3” до 18”). Калибры можно использовать как узкой, так и широкой поверхностью поперёк волны припоя. Важно выбрать размер калибра такой же или более узкий чем ширина волны припоя.

Стандартные размеры

Модель LCK 810	8” x 10” x 1/8”	параллельные линии сетки с шагом ½”
Модель LCK 1510	15” x 10” x 1/8”	квадратная сетка с шагом 1”

Специальные размеры

Модель LCK 304	3” x 4” x 3/16”	параллельные линии сетки с шагом ½”
Модель LCK 610	6 1/8” x 10 1/8” x 1/8”	параллельные линии сетки с шагом ½”
Модель LCK 811	8” x 11” x 1/8”	параллельные линии сетки с шагом ½”
Модель LCK 1210	12” x 10” x 1/8”	квадратная сетка с шагом 1”
Модель LCK 1218	12” x 18” x 3/16”	квадратная сетка с шагом 1”

Размеры и формы сетки на заказ

Поставляются по запросу. Минимальное количество в заказе – 10 штук одного наименования. За специальную форму сетки взымается дополнительная плата.

Краевые клипсы

Модель LCK 125 адаптирует стекло толщиной 1/8” к оснастке для плат толщиной 1/16” (1,6 мм);
Модель LCK 187 адаптирует стекло толщиной 3/16” к оснастке для плат толщиной 1/16” (1,6 мм);