В окружающем мире много электронных устройств, при этом прогресс идет по пути миниатюризации приборов и выполнить ремонт «дедушкиным» паяльником все сложнее, хотя есть области, где он помогает.
Но речь пойдет не о паяльниках, а о куда как более сложных устройствах, которые позиционируются уже не для домашнего, а скорее профессионального применения.
 Время чтения: 11 минут
|
Для начала стоит пояснить, что под термином «паяльная станция» обычно подразумевается паяльник с термостабилизацией и различными вспомогательными режимами, термовоздушные станции и более сложные устройства, которые работают практически в автоматическом режиме.
Чаще всего подобные оборудования применяются для пайки микросхем на материнских платах, видеокартах и платах ноутбуков, где плотность компонентов еще выше.
В статье речь пойдет о станциях, которые упрощают процесс пайки и замену чипов в BGA корпусах.
BGA (Ball Grid Array) это метод установки чипов, у которых вместо привычных выводов подсоединение происходит через шарики припоя. Таких чипов становится все больше, потому тема соответствующих паяльных станций становится все актуальнее.
При желании заменить чип в BGA корпусе можно при помощи обычного термофена и утюга, но надежность работы будет под большим вопросом. Мало того, умельцы даже делают такие станции сами с использованием контроллера температуры.
Верхний и нижний нагреватель
Помимо верхнего и нижнего нагрева требуется соблюдать термопрофиль, указанный в описании компонента и полноценная станция должна это делать автоматически.
Например, ниже на чертеже приведены два примера, слева слишком быстрый нагрев, когда корпус чипа уже горячий, а контакты еще холодные. Чип слева перегревается, справа правильная скорость прогрева, когда шарики успели прогреться до того как перегрелся чип.
У дорогих станций может быть многозонный нижний нагрев, так можно обеспечить разную температуру, например, больше в районе устанавливаемого чипа, меньше в остальных областях.
Классы ИК станций
- Ручные, все операции выполняются вручную, станция только нагревает чип;
- Полуавтоматические, операции нагрева/охлаждения автоматизированы, снятие и установка чипа производится вручную;
- Автоматические, все операции автоматизированы.
Вспомогательный функционал
При этом станции имеют дополнительные возможности, например, оснащены камерой, для более легкой настройки позиции чипа в соответствии с местом на плате или возможностью подключения к компьютеру для удобной работы с термопрофилями и обновлению ПО. Также отличается мощность нагревателей и функция принудительного охлаждения платы.
Ly M770
Конечно начнем с простых вариантов, например, Ly M770, которая скорее представляет из себя платформу для пайки.
Станция предельно упрощена и ориентирована больше на «домашнее» применение, т.е. когда работать надо очень редко, потому все действия полностью контролируются оператором.
- Шасси с механизмом фиксации печатных плат;
- Механизм регулировки верхнего нагревателя;
- Пару нижних ИК нагревателей мощностью по 800-850 Вт;
- Верхний нагревательный элемент на 250 Вт;
- Два независимых контроллера температуры;
- Регулируемую термопару для измерения верхней температуры;
- Светодиодную подсветку.
Все операции производятся вручную, термопрофилей здесь нет, но это неизбежная плата за низкую цену.
При этом станция уже производит демонтаж/установку BGA чипов с плат размером до 500х450 мм и все показанные ниже узлы вы увидите у дорогих станций.
ACHI IR 6500 и Dinghua IR6500
- ACHI IR 6500 — мощность 1250 Вт (800 нижний нагрев и 400 верхний);
- Dinghua IR6500 — мощность 2300 Вт (1800 нижний нагрев и 450 верхний).
Но обе станции уже имеют полезную функцию, подключение к компьютеру через USB (ACHI IR 6500) или RS232 (Dinghua IR6500).
Данная особенность уже позволяет работать с термопрофилями, где обеспечивается необходимая скорость изменения температуры и её конечные значения.
В остальном все также как у предыдущей, подогреватели, регулировки положения и стол, у ACHI IR 6500 он устанавливает платы размером до 400х305 мм, а у Dinghua IR6500 до 355х280. Отличается размер устанавливаемых чипов, 70х70 и 55х55 мм.
В комплексном плане ACHI IR 6500 выглядит немного привлекательнее, подключение через USB, больше размеры как стола, так и максимальный размер чипов, хуже она только тем, что имеет меньше мощность нагревателей.
Ly IR8500
Компромиссным решением может служить Ly IR8500, которая также установливает платы до 400х305 мм, может работать с чипами размера 70х70 мм и подключаться через RS232 к компьютеру, но имеет мощность до 2050 Вт (1600 нижний подогреватель и 450 верхний).
Dinghua DH-5830
- Мощность 5200 Вт (1200 Вт нижний подогрев, 1200 Вт верхний и 2800 дополнительный);
- Сенсорным экраном для облегчения работы со станцией без компьютера;
- Минимальный размер чипов, с которыми можно работать, составляет 2х2 мм;
- Максимальный размер чипов — 80х80 мм;
- Возможность сохранения до 50000 термопрофилей.
Ключевым отличием также является третий нагреватель, расположенный по центру. Нагреватель облегчает работу, так как греет плату только под чипом, с которым производится работа. Большой нагреватель при этом подогревает плату целиком, чтобы избежать тепловых деформаций из-за появления зон с большой разницей температуры.
Принцип работы можно понять из чертежа, где видны все три зоны нагрева. Правильный нагрев критичен при пайке, потому что флюс для пайки BGA имеет фиксированный диапазон температур.
Dinghua DH-A1L-C
При этом существует расширенная версия показанной выше станции — Dinghua DH-A1L-C, для удобства работы добавлен оптический контроль с выводом изображения на монитор. В остальном станции практически идентичны.
Можно конечно обойтись без камеры, но пытаться разглядеть глазами что происходит в узком пространстве между платой и верхним нагревателем не только неудобно, а и опасно, так как температура очень высокая.
У таких станций для охлаждения платы применяются уже не обычные вентиляторы, а такие, что могут равномерно обдувать плату по всей ширине. Чем равномернее охлаждение (как и нагрев), тем меньше плата подвержена деформациям из-за неравномерной температуры по поверхности и для уменьшения этих деформаций приходится применять такие вентиляторы.
Вот постепенно мы дошли до профессиональных станций, конечно ценник здесь заметно отличается, потому домой такую вряд ли кто-то будет покупать, но для ремонтной мастерской или сервисного центра они вполне реальны.
WISDOMSHOW WDS-620
- Максимальный размер чипа ограничен на значении 50х50 мм, но минимальный 0.8х0.8 мм;
- Максимальный размер печатной платы 400х380 мм, минимальный всего 10х10 мм;
- Мощность 5300 Вт.
Отличие станции от предыдущих в том, что она имеет большую степень автоматизации, обеспеченную системой автоматического захвата за счет вакуумного пинцета, лазерного нагревателя и оптического позиционирования чипа.
Да, монитор у этой и следующих станций нужен не для контроля процесса, а непосредственно для позиционирования чипа относительно контактных площадок платы. При этом на монитор одновременно выводится два изображения, площадок, контактов чипа и надо за счет регулировок их совместить для точной установки.
Здесь вам необходимо установить печатную плату, выбрать режим работы, систему захвата и установки чипа, дальше станция почти все операции сделает сама.
Dinghua DH-A2
В случае если необходимо работать с чипами и платами большего размера, то имеет смысл обратить внимание на Dinghua DH-A2. Она во многом повторяет возможности станции WDS-620, но поддерживает работу с платами размером до 450х430 и чипами до 80х80 мм.
Dinghua DH-A2E
Dinghua DH-A2E, внешне полная копия станции Dinghua DH-A2 получила карбоновый нагреватель, предназначенный обеспечить еще более равномерный нагрев и долгую работу. В остальном станции полностью идентичны.
Также как и WISDOMSHOW WDS-620 обе станции имеют монитор, на который выводится картинка с камер для точного позиционирования чипа перед процессом автоматической установки.
WISDOMSHOW WDS-750
- Работа с чипами размером от 0.2х0.4 мм;
- Установка плат размером до 550х480 мм;
- Общая мощность до 6800 Вт;
- Захват чипов из специального лотка, в него же кладется и демонтированный чип;
- Для точного позиционирования применена камера с разрешением 5 мегапикселей, при этом система может работать в режиме цифрового микроскопа с увеличением до х200;
- Точность установки чипа до 0.01 мм, точность поддержания температуры 1 градус.
Это уже не просто паяльная станция, а целый комплекс, позволяющий работать автоматически в трех режимах: Weld – пайка, Remove — распайка, Mount — распайка и позиционирование системы относительно печатных плат.
Как уже было написано выше, начиная с самой простой станции и до самой сложной в конструкцию каждый раз привносятся некоторые дополнения, при этом все предыдущее остается почти неизменным. Потому при выборе стоит опираться на свой сценарий работы.
Ly M770 — нижний и верхний подогрев с термоконтролем.
ACHI IR 6500 и Dinghua IR6500 (DH-A01R) — добавлено подключение к ПК и работа с термопрофилями.
Ly IR8500 — увеличена рабочая зона.
Dinghua DH-5830 — работа с термопрофилями без ПК и две зоны нижнего нагрева.
Dinghua DH-A1L-C — добавлена камера для контроля процесса и вентилятор на всю ширину рабочего поля.
WISDOMSHOW WDS-620 — добавлена оптическая и лазерная настройка, больше мощность и меньше минимальный размер монтируемых чипов.
Dinghua DH-A2 — увеличен максимальный размер монтируемых чипов.
Dinghua DH-A2E — карбоновый нагреватель вместо обычного.
WISDOMSHOW WDS-750 — еще больше мощность, еще меньше минимальный размер чипов и больше максимальный размер устанавливаемых плат, выше степень автоматизации.
Теперь остается только выбрать ту паяльную ИК станцию, которая будет оптимальной по соотношению круга поставленных задач и цены.
