Nu cu mult timp în urmă, dispozitivul a fost proiectat, destinat în principal montajului și dezasamblării chipsurilor în cazurile BGA, denumit în mod obișnuit o stație de lipit în infraroșu. Cu toate acestea, performanța acestui dispozitiv nu a fost stabilă.
După cum se știe, puterea radiației IR pe unitatea de suprafață este proporțională cu puterea a patra a temperaturii (legea Stefan-Boltzmann), iar lungimea de undă a maximului spectrului este invers proporțională cu temperatura. Halogenul în modul normal are o temperatură a helixului de 2500 ... 3000 K, iar radiația maximă este de 1 km. Dar uita-te la grafic:
Chiar și la această temperatură, maximul este foarte blând, spectrul conține valuri lungi, în plus, amplitudinea lor nu este mult mai mică decât maximul. Prin reducerea temperaturii helixului prin tuburile de legătură și / sau reglare a intensității luminoase a spectrului devine o parte unde scurte mai plat și dăunătoare 2.5mkm val mai scurt este într-un procent destul de mic din puterea totală.
Astfel, lampa cu halogen, care lucrează cu o lumină neagră, diferă puțin de alimentatorul cuarț industrial în ceea ce privește proprietățile radiației. Deci, poate reduce temperatura spiralei chiar mai mult, la radiații invizibile? Nu, alte rake se află în așteptare aici, puterea radiațiilor pe unitatea de suprafață scade brusc (proporțională cu cea de-a patra putere a temperaturii), iar suprafața radiației spirale din halogen este foarte mică. Pur și simplu nu putem furniza densitatea fluxului de putere necesar. În plus, tuburile din sticlă de cuarț a lămpilor nu lasă valurile să depășească 4 micrometri.
Puterea totală la deschiderea completă a triacului a fost de aproximativ 3kW, culoarea strălucirii este portocalie, ca toate încălzitoarele OZN cunoscute. În timpul funcționării la putere maximă este activată foarte rar, de obicei strălucește în roșu, iar modul de întreținere este, în general, aproape invizibil. Configurația lămpilor de vârf - 6 lămpi de la 118mm la 300W (există lămpi cu aceeași lungime de 500, dar sunt cu mult mai groase și s-ar fi strecurat în cazul meu, care are mai mult corp, le puteți pune în siguranță). Fotografia afișează o diafragmă detașabilă, este special împinsă până la capăt pentru claritate.
Firește, lămpile sunt situate într-o palisadă. Conexiunea este de două în serie (3 grupe), puterea totală fiind de aproximativ 600W. Aceste lămpi am zamatiroval, pentru a spori uniformitatea, probabil în zadar, întoarcerea a scăzut ușor. Apoi, după ce am citit articolul lui Feydman, mi-am dat seama că acest lucru nu se poate face. Dar am suficient recul. Pentru comparație, am decis să încerc încă să construiesc un model al încălzitorului de cuarț într-o grabă, punând o spirală pentru soba electrică în tubul tăiat de pe lampă. Da, cu siguranță că luminează mai roșie, dar inerția este doar amețeală, constanta de timp este de zeci de secunde! Reproducerea exactă a profilului termic cu un astfel de "mecanism executiv" lent ar fi dificilă. Apropo, pentru încălzitoare industriale cu cuarț, se menționează constante de timp destul de mari, ca să nu mai vorbim de cele ceramice.
Deci, am sortat încălzitoarele. Acum despre un alt moment foarte important, măsurarea corectă a temperaturii. Când am început proiectul și am ales termorezistori tip PT106051 ca senzori, m-am gândit că nu aș avea deloc probleme cu asta. Termocuple nu sunt în mod fundamental ca compensare joncțiune rece, amplificatoare de instrumentație cu rezistențe de legat cu banda de precizie PT100 ... permite face fără toate acestea, fără a compromite precizia. Circuitul este simplificat radical, nu este necesară ajustarea și calibrarea. Dimensiunea redusă a senzorilor a promis un timp scurt de răspuns. Cu toate acestea, nu totul a fost atât de simplu. În primul rând, în ciuda faptului că senzorii au o dimensiune de 1,7 x 2,4 mm, aceasta este mai mult decât o picătură de joncțiune cu termocuplu. Inițial proiectul de fixare a fost următorul:
Gândit că arcul lamelar de mai sus, cu excepția faptului că senzorul este presat la bord, de asemenea, umbrită de radiațiile directe, deci este numai placa încălzită. Sa dovedit că placa în sine este umbrită și în acest loc (și poate, de asemenea, căldura este îndepărtată prin primăvară, nu știu), iar indicatorul arată 5 ... 8gradusov mai mic decât este de fapt. Modificat designul:
Am încercat să pun senzorul direct pe chip atunci când picură, totul ca în manuale, începe să înoate la 217 de grade pentru cei fără conducere. Totuși, asta nu este totul. Principala problemă a primei versiuni a topului a fost o fereastră de lucru prea mică. Datorită transferului de căldură în lateral din spațiul încălzit al plăcii, distribuția temperaturii este după cum urmează:
Centrul cipului va fi mai fierbinte decât senzorul de temperatură instalat pe partea laterală a acestuia. Un termo Intel prescrise în documentul de mai sus, măsurată de senzorul plasat direct între bilele în gaură (vezi. Figura la p. 9-5 hârtie). Toată această problemă, senzorul este situat pe partea, astfel încât, chiar pe marginea regiunii iradiate, prezintă în mod semnificativ mai mică decât temperatura reală în centrul cip. Pentru a minimiza această diferență, caseta de alimentare ar trebui să acopere zona de cip cu o rezervă, să fie de cel puțin 60h60mm, astfel că senzorul este în picioare lateral a fost iradiat posibil precum și un cip, și nu au ajuns la marginea suprafeței. Distanța de la iradiator la placă nu trebuie să fie prea mare. Dar chiar și cu aceste măsuri, rămâne o diferență. La stația să funcționeze corespunzător, este necesar ca această diferență (gradient) pentru a măsura și modul în care să se introducă un amendament în programul de control. Pentru aceasta, este necesar să se efectueze un ciclu de dezmembrare a încercărilor, încercând periodic să cârpați cipul. Putem presupune că la lipirea fără plumb cipul începe să se deplaseze la 21 de grade (senzorul arată mai puțin în acest caz). După aceea, încercați întotdeauna să setați încălzitorul superior la aceeași înălțime la care au fost luate măsurătorile (am pictat la risc). Noua versiune de stația mea de fixare senzor superior este înlocuit cu un „cumpănă“ tradițional (furtun flexibil, nu s-a justificat, era incomod).
„Neck“ macara este fabricat din tuburi de cupru cu diametrul de 3 mm, care, dacă este necesar poate fi cu ușurință brațele îndoite aranjate arbitrar pentru a ocoli piesele incomode pe bord, un zbor cu șurub de strângere reglată. arc de presiune este fixat, astfel încât, în poziția operativă presează senzorul de pe placa de circuit, și în același timp deține „macara“ în poziția superioară, atunci când este necesar, fără elemente de fixare suplimentare, pur și simplu din cauza cinematicii. Senzorul de temperatură inferior este transferat în partea inferioară a plăcii.
Faptul este că textolitul, așa cum sa dovedit, are o conductivitate termică foarte neimportantă, aproximativ ca un copac uscat (conform datelor Wikipedia). Când placa este încălzită numai la partea inferioară la o viteză de 2 grade pe secundă, diferența de temperatură dintre partea superioară și cea inferioară a plăcii atinge 15 ... 20 grade (măsurată personal). De exemplu, dacă stabilim modul de stabilizare a temperaturii plăcii de către senzorul situat pe partea superioară, cursul PID stabilizează temperatura senzorului, dar temperatura partea inferioară a panoului merge în mod constant în intervale destul de mari, ceea ce nu este bun. Senzorul este atașat la o pârghie formată din două jumătăți conectate printr-o balama (similară cu o mână cu cot), ceea ce îl face ușor de instalat în orice spațiu liber de pe placă. Dacă există îndoieli, dacă senzorul a ajuns acolo, este întotdeauna posibil să atașați o cartelă, apoi să decolați și să vedeți amprenta pastă termică lăsată de senzor. Strângerea se efectuează datorită proprietăților elastice ale pârghiei în sine, acest lucru este suficient.
În cazul în care proiectarea părții mecanice în considerare recomandările de mai sus, puteți configura cu ușurință atât de sus și de jos PID-ul pe un loc de muncă aproape perfect, ghidat tehnica SW. Tim Wescott. Dar există un singur. Paradoxal, dar în virtutea principiului de măsurare și anumite caracteristici de proiectare ale PID ideale de lucru nu oferă o treabă bună stație de lipit ca un întreg. PID-ul controlează temperatura senzorului și nu are nicio idee despre ce temperatură are placa sau cipul la 10mm de la ea. Și aici este totul depinde de gradientul, magnitudinea și direcția fluxului de căldură, și de a determina temperatura poate fi doar în mod indirect. Pirometre nu este un panaceu, în primul rând declarațiile lor sunt puternic dependente de tipul de suprafață care urmează să fie măsurate, și în al doilea rând toate cunoscute pentru mine pirodatchiki ieftine nevoie pentru a plasa departe de încălzire superioară, pentru a evita încălzirea directă, și echipate cu sisteme optice, așa cum fără ea este câmpul prea mare de vedere . Ele sunt inferioare în precizie față de termocuplurile tradiționale și RTD. Ar trebui să ia întotdeauna în considerare faptul că încălzitorul superior încălzește zona locală, iar căldura diferă de ea în cercuri în toate direcțiile, uneori chiar la marginile de bord (în cazul în care mici). În cazul în care pur și simplu fac două ADR independente pentru partea de sus și de jos, există un efect negativ: căldura de la senzorul de sus ajunge de jos și ridică temperatura peste punctul setat. PID, desigur, acesta răspunde prin dezactivarea încălzitorul inferior și partea inferioară neîncălzită superioară, pur și simplu incapabil să se încălzească în mod corespunzător până mingi fără supraîncălzire în partea de sus a cip. Ca urmare, căsătoria. Am decis deja această problemă în felul următor: după warm-up taxa de PIDom la temperatura dorită inferior PID este dezactivat, iar lampa se transformă într-un mod de putere fixă, senzorul este utilizat numai pentru indicarea temperaturii. Valoarea acestei puteri fixe este măsurată în avans și este înghesuiată în program. Prin mai multe de testare se încălzește cu diferite putere fixă Am construit un grafic al temperaturii constantă a capacității, date de la care a adus la controlerul său. Desigur, atunci când temperatura se schimbă temperatura camerei și tensiunea de alimentare poate târî încet, departe de set, dar am o rețea bună, și, în practică, să nu depășească zece grade upolzanie este acceptabilă în jos. Sa crezut că după intrarea în „raft“ pentru ceva timp pentru a stabiliza temperatura PIDom thermoprofile, puterea medie de încălzire pentru a memora și a înregistra deja pe ea. Dar, pentru a obține o valoare fiabilă, acest timp se dovedește a fi destul de mare, iar programul devine mai complicat. Am lăsat-o așa, poate în următoarea versiune. Apropo, despre temperatura din fund. În opinia mea, întreaga masă de temperatura de încălzire trebuie să fie cât mai mare posibil pentru a facilita activitatea și de a reduce efectele „unda“. Principalul lucru este garantat să nu se topească de lipire, astfel încât detaliile de jos nu sunt pootpadali dacă există ceva fund blând (conectori din plastic, de exemplu), care au nevoie pentru a proteja folia. La mine acum la un proces fără plumb, cardul este încălzit până la 175gradusov, la plumb 140.
Acum, despre partea de sus. Acest lucru necesită precizie maximă și chiar o ușoară depășire este inacceptabilă. De asemenea, "cursa după punctul de setare" este inadmisibilă atunci când, din cauza unui dezacord mare și / sau lung, încălzitorul va funcționa la putere maximă pentru o perioadă lungă de timp. Mulți aplică defalcarea secțiunii finale (cea mai fierbinte) a termoprofilului în mai mulți pași mici (fiecare pas ulterior nu începe până când cel precedent "se stabilește în"). Acesta este un mod foarte eficient. Am minimizat componenta diferențială în PID-ul superior, astfel încât controlerul "nu a făcut mișcări bruște" cu putere, a fost de ajuns. Viteza de încălzire în faza finală nu trebuie să fie prea mare, este suficientă undeva 0.3 ... 0.5 grade pe secundă, altfel diferența senzorului de cip (gradientul menționat mai sus) va crește.
Acum pentru un alt moment important - susține. Sticla standard de sticlă FR-4 are o temperatură de înmuiere de 125 grade (așa-numita temperatură de tranziție vitroasă). Deasupra, se poate apleca cu mâinile aproape ca plastilina, iar atunci când se răcește, își amintește o nouă formă. Prin urmare în timpul încălzirii la bordul sags, și după răcire (dacă nu suporți sau sunt instalate incorect) ia forma unui rotor elicopter. Sprijinul ar trebui să fie cât mai mult posibil, la fiecare 7 .. 8 cm. Două sisteme de prindere principal de bord de proiectare pe masă sunt cele mai frecvente: „liber“, este atunci când placa cu ajutorul unei bare de susținere introduse în găurile de montare regulată, se află în mod liber pe grila sau sticlă, și „greu“ în cazul în care placa este fixată pe părțile laterale, iar suportul intermediar perform rol auxiliare, nu lăsați-l să se îndoaie. Primul design este mai progresiv, dar este dificil pentru el să găsească o plasă rigidă care nu se îndepărtează sau o sticlă cu infraroșu. La postul meu masa este mobilă, așa că a trebuit să folosesc un al doilea design. Temerile că placa se va îndoi datorită expansiunii termice nu ar fi justificate. La temperaturi normale pentru picătură payalki în 200gradusov expansiunea chiar și cea mai mare placa de baza desktop este nu mai mult de 0,5 mm, astfel încât în cazul în care taxa de prindere nu este prea strâmt, nimic nu se va curbe. În plus, porțiuni din placa din stânga din partea de jos a ferestrei de lucru (și este 210h120mm meu) rămân greu și joacă rolul de cadru, care este adesea utilizat în cuptoare industriale de lipit pentru a face față cu deformării. Pentru a combate deformarea în jos a suporturilor detașabile produse cu glisoare în mișcare, ele pot fi ușor deplasate într-un loc care nu este ocupat de detalii.
Cred că, în timp, să adăugăm mai mulți și mai mulți membri, formând ceva asemănător unei grilaje mari. Pentru a putea repara plăci complexe, altele decât cele dreptunghiulare (laptop-uri, etc.), au fost realizate montaje suplimentare detașabile.
Toate aceste măsuri împreună sunt destul de eficiente, "elicopterul" practic nu este respectat.
În timpul lucrului sa constatat că în procesul de curățare a piraturilor de pe cipul evaporat, acesta din urmă dorește întotdeauna să scape undeva, pentru al păstra foarte incomod. Am scos o bandă din fibră de sticlă cu grosimea de 2 mm în zagashnik și, fără să mai vorbesc, a făcut acest tip de șoareci:
Rețineți că zona de presare este pivotabil asigurată printr-un șurub, ceea ce îi permite să oscilant, distribuirea uniformă a sarcinii pe chip, și fără nici o problemă pentru a rezolva cipuri non-pătrate (dreptunghiulare).
Probabil că este vorba de toate. Toate concluziile de mai sus sunt extrase exclusiv din observații personale, tot felul de experimente și studii de literatură. În nici un caz nu pot fi considerate dogme sau adevărate în ultimă instanță. Orice comentarii și completări sunt binevenite. În prezent, dispozitivul meu funcționează stabil într-un mod complet automat, nu există aproape nici o căsătorie. Cred că după ce ați citit acest articol, vă va fi mult mai ușor să faceți versiunea dvs. a dispozitivului, deoarece multe întrebări vor deveni mai clare.
Trimiteți-le prietenilor: