Если оглянуться назад, в годы становления полупроводниковой электроники, то заметно, что раньше размеры компонентов позволяли свободно выполнять сборку и ремонт электроники. Нынешним электронным устройствам по праву добавляют приставку «микро». Расстояния между компонентами составляют миллиметры, а расстояния между контактами и того меньше, из-за этого ручная сбора становится сложной, а зачастую невозможной.
С развитием микроэлектроники требуется полная или частичная автоматизация процессов. Упростить работы по пайке и снятию электронных компонентов позволяют современные паяльные станции. Давайте об одной из них и поговорим.
 Время чтения: 16 минут
|
Важное в статье:
Профессиональная инфракрасная паяльная станция WISDOMSHOW WDS-620, в первую очередь будет интересна тем, кто выполняет ремонт, проектирование и сборку электронных устройств и при этом желает ускорить и повысить качество выполняемых работ:
-
мастерские и сервисные центры по ремонту компьютерной и мобильной техники,
-
малые производители и разработчики электроники:
-
частные предприятия,
-
университеты и научно-исследовательские институты,
-
школы робототехники и микроэлектроники
Преимущества паяльной станции WDS-620, относительно бюджетных моделей:
-
система высокоточного оптического позиционирования компонентов,
-
пять рабочих режимов, том числе автоматический и полуавтоматический
Преимущества, в сочетании с доступной ценой, для такого уровня станций, как раз и обеспечивают высокую привлекательность.
Паяльная станция поставляется в надежном фанерном ящике. Защиту груза, на любом этапе доставки, гарантируют ребра, укрепленные металлическим уголком.
Вес посылки составляет 90 кг.
В комплектацию входит 15-дюймовый HD монитор и дополнительные комплектующие, в индивидуальной упаковке.
В комплекте с инфракрасной паяльной станцией поставляются:
-
сменные насадки для верхнего нагревателя размерами: 18х18 мм, 28х28 мм, 38х38 мм и 44х44 мм (4 шт.);
-
сменная насадка для нижнего нагревателя размером 50х50 мм (1 шт.);
-
держатели для нестандартных плат (6 шт.);
-
крепёжные винты (6 шт.);
-
термопара К-типа (1 шт.);
-
запасные силиконовые насадки для вакуумного пинцета (8 мм) (5 шт.);
-
кисточка (1 шт.);
-
площадки для держателей (6 шт.);
-
инструкция по эксплуатации (1 шт.)
Область применения станции: свинцовая и бессвинцовая пайка;
Размеры BGA чипов: от 0,8х0,8 мм до 50х50 мм;
Размеры печатной платы: от 10х10 мм до 400х380 мм;
Толщина печатной платы: от 0,5 мм до 8 мм;
Точность позиционирования по осям X, Y, R: до ± 0,01 мм.
Характеристики нагревателей:
-
верхний: термовоздушный 800 Вт;
-
нижний: термовоздушный 1200 Вт;
-
предварительный нагреватель: инфракрасный 2700 Вт (1200 Вт контролируемая)
Охлаждение: вентилятор;
Контроль температуры: К-термопара, ПИД-регулятор;
Точность температуры: ± 2°С;
Дисплей: 15-дюймовый HD монитор;
Управление: 7-дюймовый сенсорный дисплей;
Подсветка рабочей зоны: одна светодиодная лампа;
Хранение термопрофилей: память на 20000 групп;
Дополнительные характеристики:
-
система автоматического подъема микросхемы после пайки;
-
система автоматической установки микросхемы относительно печатной платы;
-
настройка в реальном времени и отображение текущего температурного профиля;
-
лазерный указатель;
-
вакуумный пинцет;
-
внешний датчик температуры;
-
USB-порт для подключения мыши;
Защита: от перегрева, от перегрузки по току;
Рабочее напряжение: переменный ток 220 В ± 10%, 50/60 Гц;
Мощность: 4800 Вт;
Язык интерфейса: китайский, английский;
Габариты: 650х630х850 мм;
Вес нетто: 70 кг.
Как видно из технических характеристик, станция имеет широкие возможности. Для эффективной работы предусмотрен слот для каты памяти и материнской платы формата EATX.
Высокоточность позиционирования разрешает свободно снять или установить как чипсет, так и SMD диод или транзистор.
Паяльную станцию WDS-620 можно условно разделить на три части:
-
сверху размещены:
-
монитор,
-
верхний термовоздушный нагреватель,
-
вакуумный пинцет,
-
лазерный указатель
-
средняя часть станции оснащена:
-
оптическим объективом,
-
опорным механизмом,
-
нижним термовоздушным и инфракрасным нагревателем,
-
вентилятором охлаждения
-
в нижней части размещены органы управления работой станции:
-
ручки регулировки подсветки,
-
кнопки включения и отключения лазера и подсветки,
-
сенсорный 7-дюймовый экран,
-
джойстик,
-
кнопка аварийной остановки
Устройство работы опорного механизма
Для размещения печатной платы применяется опорный механизм, состоящий из левой и правой каретки установленных на двух направляющих. На каждой каретке размещается до трех подвижных держателей фиксирующиеся винтами с требуемым вылетом, углом и смещением по оси X.
Положение каждой каретки фиксируются по отдельности на направляющих при помощи винтов. Зафиксированные каретки перемещаются совместно, что позволяет выполнить грубое позиционирование платы. Общая фиксация опорного механизма осуществляется центральным винтом.
При работе с одинаковыми платами можно ослабляя одну из кареток, быстро извлекать уже отработанные платы и фиксировать новые. Это значительно ускоряет подобную работу.
Отдельно стоит отметить рабочую часть подвижных держателей. Широкое основание и круглая форма позволяют размещать платы различной толщины под углом. Благодаря небольшому диаметру верхней части держателя, можно продеть его через отверстия для крепления и надежного удержания платы.
Принцип работы термовоздушных нагревателей с ИК нагревателем
Традиционно на паяльных станциях профессионального уровня применяются термовоздушные нагреватели в сочетании с инфракрасным предварительным нагревателем, для лучшего контроля температуры микросхемы и платы.
Паяльная станция WDS-620 снабжена верхним и нижним термовоздушным нагревателями, мощностью 800 Вт и 1200 Вт. Конвективный принцип работы бережно прогревает плату и микросхему до заданных температур. Высокая тепловая мощность нагревателей гарантирует эффективную пайку микросхем размером до 50х50 мм.
Вокруг нижнего термовоздушного нагревателя разместился керамический инфракрасный предварительный нагреватель печатной платы. Большие размеры 400х380 мм и мощность в 2700 Вт (1200 Вт контролируемая) равномерно и эффективно прогревают любую плату в процессе пайки.
Работа вентилятора охлаждения, размещенного в левой части паяльной станции, завершает процесс пайки, равномерно охлаждая печатную плату.
Также паяльная станция комплектуется сменными насадками для термовоздушных нагревателей. Правильный подбор насадок снижает влияние высокой температуры на соседние элементы печатной платы.
Так как, большинство плат с односторонней компоновкой элементов, то подбирать размер насадки нижнего термовоздушного нагревателя под размер микросхемы нет смысла. Поэтому многие станции комплектуется одной насадкой нижнего нагревателя.
На лицевой же части печатной платы плотная компоновка элементов требует локализации теплового воздушного потока. Это как раз достигается установкой сменных насадок различных размеров.
Большинство паяльных станций комплектуются небольшим типоразмером насадок, от 28х28 до 41х41 мм. Размеры насадок WDS-620 варьируются в пределах: от 18х18 до 44х44 мм, в комплекте четырех штук.
Большое преимущество подобных станций - наличие системы магнитного крепления насадок. Система вращает насадку на 360° и быстро меняет крепление под размер микросхемы.
Настройка рабочих параметров
Основное рабочее место профессиональной паяльной станции - сенсорный 7-дюймовый экран.
После запуска требуется выбрать права доступа:
-
оператор,
-
администратор,
-
фабрика
Доступ к фабричным настройкам не нужен, а вот права администратора и оператора основные. У оператора нет прав на редактирование термопрофилей. Права администратора открывают текущий термопрофиль с возможностью редактирования параметров.
Настройки термопрофиля для каждого нагревателя задаются индивидуально.
Паяльная станция WDS-620 задает до 8 ступеней нагрева для термовоздушных нагревателей. Для каждой ступени устанавливается время нагрева (Rate) и время выдержки (Time constant). Для инфракрасного нагревателя доступна для установки только конечная температура. Динамика нагрева регулируется автоматически, и установившееся значение температуры достигается к последней ступени нагрева.
Также здесь устанавливается время охлаждения (Cooling time), скорость вентилятора в процентах (Fan steed), время задержки (Alarm advance) и длительность (Alarm time) сигнализации, время срабатывания вакуумного пинцета (Flow time).
В меню рабочих параметров (Work parameter) настраивается позиция и скорость перемещения верхнего нагревателя.
В основном меню доступны: контроль температуры, выбор термопрофиля и режима работы, пуск и остановка процесса пайки.
В режиме реального времени отслеживается процесс нагрева и контроль температуры нагревателей: верхнего (красный график), нижнего (зеленый), инфракрасного (синий), а также показания внешнего датчика (голубой) при подключении.
Точная настройка печатной платы
Первичное позиционирование печатной платы чаще выполняется «на глазок». Однако, при работе с большими платами или мелкими компонентами такое позиционирование становится затруднительным. В этом случае пользуемся лазерным указателем.
Лазер располагается на правом «плече» паяльной станции с отдельной кнопкой включения. Кнопка регулировки положения помогает при работе с платами и микросхемами различной толщины. Лазерный указатель упрощает выполнение первичного позиционирования платы.
Благодаря наличию системы оптического позиционирования или выравнивания поднимается точность и качество выполняемых работ, что увеличивает статус паяльных станций до профессионального уровня.
Благодаря системы оптического позиционирования паяльной станции WDS-620 выполняется пайка не только BGA, CGA или QFN микросхем, но и UBGA, MBGA и даже VBGA (WLCSP).
Система оптического позиционирования представляет собой выдвижной объектив с системой подсветки, линз и зеркал. Изображения контактной площадки платы и контактов микросхемы совмещаются на HD-объективе и проецируются на монитор. Оператору остается только осуществить их точное совмещение. Для это корректируют положение печатной платы и микросхемы.
Точное позиционирование печатной платы, по осям X и Y, осуществляется микрометровыми ручками, расположенными в передней части станции.
Поворот чипа на вакуумном пинцете выполняется ручкой, размещенной на боковой части корпуса верхнего нагревателя.
Регулировка яркости подсветки для микросхемы и платы осуществляется соответствующими регуляторами «BGA light adjust» и «PCB light adjust».
Зум камеры (2х-50х) и управление перемещением верхнего нагревателя, по вертикальной оси Z, управляется джойстиком, что помогает выставить микросхему точнее.
Особенности принципа работы вакуумного пинцета
Принцип работы всех вакуумных пинцетов практически ничем не отличается. Однако в случае с паяльной станцией WISDOMSHOW WDS-620 имеются дополнительные функции.
Вакуумный пинцет один из важнейших элементов паяльной станции. Выполняет не только задачу удержания микросхемы, но еще и функции датчика положения. Пинцет совмещен с концевым выключателем, срабатывание включает и отключает компрессор пинцета.
Конструктивно пинцет совмещен с верхним нагревателем и размещен в центре. Это обеспечивает не только равномерный нагрев микросхемы, но и отслеживать положение верхнего нагревателя
Функционал паяльной станции WDS-620 разрешает воспользоваться пятью рабочими режимами:
-
снятие,
-
установка,
-
пайка,
-
ручной,
-
полуавтоматический (remove / mount / weld / manual / semi-automatic)
Режимы пайки и снятия микросхем проходят автоматически по заданной программе термопрофиля.
В режиме снятия происходит автоматическое опускание нагревателя до срабатывания конечного выключателя на пинцете, корректировка зазора между нагревателем и микросхемой, затем включается программа нагрева. По завершении нагрева пинцет опускается, захватывает и подымает микросхему. Включается режим охлаждения.
В режиме пайки происходит установка микросхемы, выключение вакуумного захвата, корректировка зазора между нагревателем и микросхемой, затем включается программа нагрева. По завершении процесса нагреватель подымается, включается режим охлаждения платы.
Режим установки применяется для имитации пайки при обучении оператора, монтажа небольших компонентов при сборке мобильной техники или для установки микросхем в PGA, DIP и SIP корпусах или иных компонентов.
Иногда в процессе ремонта встречается необходимость пайки микросхем нестандартного размера или формы. Для них может не быть конкретного термопрофиля в памяти станции. В этом случае, на помощь придут ручной или полуавтоматический режимы.
В ручном режиме операции: перемещение верхнего нагревателя, захват и отпускание микросхемы, запуск и остановка процесса осуществляется оператором.
В полуавтоматическом – часть работы берет на себя автоматика.
В сравнении с дешевыми, непрофессиональными паяльными станциями, WISDOMSHOW WDS-620 относится к высокому ценовому сегменту, имеет цену в 443 990 рублей, однако за эти деньги приобретаются:
-
два термовоздушных нагревателя в сочетании с инфракрасным предварительным нагревателем платы;
-
система оптического позиционирования микросхемы;
-
сенсорный экран;
-
система охлаждения платы;
-
автоматизацию процесса пайки и снятия микросхем;
-
настройка и управление тепловым процессом, с хранением до 20000 термопрофилей
Если свести все преимущества инфракрасной паяльной станции WISDOMSHOW WDS-620 в одно слово, то им будет - профессиональная.
Приобретя данную станцию, не нужно будет долго крутить ручки и нажимать множество кнопок для настройки паяльной станции. Не нужно будет долго целиться, напрягая зрение, и постоянно беспокоиться о том, что микросхема «съедет».
Если Вам важна скорость, точность и простота выполняемых работ, то паяльная станция WDS-620 – лучший выбор.
Ознакомится с каталогом товаров, подобрать дополнительные комплектующие можно по ссылке.
