Обзор профессиональной ИК паяльной станции DINGHUA DH-A2

Время чтения: 14 минут

Эксперт — Сергей Пустовой

Технический консультант, специалист по электромонтажным, ремонтным и наладочным работам, кандидат наук

Общее же, что объединяет их с бюджетными моделями – это наличие верхнего и нижнего нагревателей, а также контроллера температуры, управляющего динамикой нагрева. Бюджетные модели комплектуются не программируемыми контроллерами, а управление положением верхнего нагревателя – полностью механическое. Такие модели хороши для обучения и отработке навыков реболлинга, а также при нечастых единичных работах.

Профессиональные паяльные станции сконструированы так, что большинство работ они выполняют в автоматическом режиме. Автоматизация позволяет максимально снизить вероятность возникновения ошибок, связанных с человеческим фактором. Для этого они:

• имеют программируемый контроллер с возможностью хранения термопрофилей;
• снабжены лазером для первичного позиционирования платы;
• оборудованы камерой для точного позиционирования чипа;
• имеют цветной сенсорный экран для управления станцией, а также визуализации динамики нагрева;
• имеют функцию автоматической установки и снятия микросхемы;
• обеспечивают контроль температуры всех задействованных нагревателей.

В итоге конечная цена станции определяется не только функционалом, но и уровнем автоматизации.

Инфракрасная станция Dinghua DH-A2 – является ярким представителем профессионального паяльного оборудования. Давайте взглянем на неё. Оценим конструкцию и возможности, а начнем с распаковки.

Все элементы оборудования, а также комплектующие к нему упакованы в прочный деревянный ящик. Общий вес которого составляет около 100 килограмм.

Внутри контейнера размещены:

• паяльная станция, герметично упакованная в стретч-пленку;
• монитор в индивидуальной упаковке;
• ящик с комплектующими и принадлежностями;
• инструкция по эксплуатации.

На время транспортировки в нем хранятся:

• кисточка – 1 шт.;
• крепежные винты – 6 шт.;
• опорные винты – 5 шт.;
• пинцет – 1 шт.;
• резиновые колпачки – 5 шт.;
• решетчатая накладка – 1 шт.;
• насадки для вакуумного пинцета — 5 шт.;
• сменные насадки для верхнего нагревателя:
• 31 х 31 мм;
• 38 х 38 мм;
• 41 х 41 мм;
• сменные насадки для нижнего нагревателя:
• 34 х 34 мм;
• 55 х 55 мм;
• термодатчик К-типа – 1 шт.;
• универсальные крепления – 4 шт.

В дальнейшем ящик может также использоваться для хранения дополнительных принадлежностей.

К основным конструктивным элементам станции можно отнести:

• основание;
• верхний нагреватель;
• монитор.

Разберем элементы станции подробнее.

Основание

Основание паяльной станции имеет L-образную форму с габаритами: 790 х 670 х 530 мм. В нем компактно размещены такие элементы установки как:

• ПИД-контроллер;
• сенсорный экран;
• кнопки, регулировочные винты, а также другие органы управления станцией;
• нижний преднагреватель;
• система позиционирования микрочипа;
• лазерный указатель;
• гибкая подсветка.

Для установки монитора, а также верхнего нагревателя предусмотрены специальные крепления.

Защита станции

В левой части установки размещен автоматический выключатель на 32 Ампера. Он обеспечивает защиту оборудования от коротких замыканий и перенапряжений. Выключатель совмещен с устройством защитного отключения (УЗО). Его основное назначение – защита персонала от поражения электрическим током. УЗО срабатывает при выносе высокого потенциала на корпус паяльной станции.

Также рядом на корпусе размещен контакт для присоединения заземляющего проводника. Его использование обязательно, так как заземление обеспечивает дополнительную защиту, а также корректность работы защитного отключения.

Передняя панель

В центральной части размещен сенсорный 7-дюймовый экран. При помощи него осуществляется:

• выбор режима работы паяльной станции;
• выбор термопрофиля, а также его корректировка;
• ручное управление работой станции;
• управление подвижными элементами;
• корректировка внутренних настроек.

В левой части передней панели размещен джойстик. Его горизонтальное перемещение позволяет изменять увеличение камеры, задействованной в системе позиционирования микросхемы. Вертикальное перемещение рычага управляет положением верхнего нагревателя. Его используют при ручном режиме управления установкой.

В правой части, на передней панели установки, размещены:

• разъем подключения внешнего датчика-термопары («TEMP SENSOR»);
• кнопка ручного пуска станции («START»);
• кнопка аварийного выключения станции («EMERGENCY STOP»).

Также на переднюю панель вынесен разъем USB 2.0. Он предназначен для взаимодействия с внутренним программным обеспечением.

С правой стороны основания размещена ручка регулировки высоты нижнего термовоздушного нагревателя.

Основную площадь основания занимает рабочая зона, на которой разместились:

• нижний инфракрасный преднагреватель;
• нижний термовоздушный нагреватель;
• вентилятор охлаждения;
• опорный механизм;
• узел корректировки положения платы.

Рассмотрим их подробнее.

Инфракрасный подогреватель

Основную часть основания занимает инфракрасный керамический преднагреватель. Он обеспечивает равномерный прогрев всей платы. Это предотвращает образование температурных дефектов.

Преимущество керамических нагревателей - осуществление нагрева в невидимом инфракрасном спектре. Излучение абсолютно безопасно для глаз, поэтому оператор может свободно контролировать весь технологический процесс. Также такие нагреватели являются очень надежными, так как имеют срок эксплуатации до 10 лет. Керамические элементы накрыты металлической решеткой. Она обеспечивает защиту нагревателей от повреждения, а также предотвращает возможность случайного прикосновения к ним.

Предподогреватель состоит из двух элементов, размешенных в левой и правой частях станции. Их включение осуществляется соответствующими переключателями. А общая мощность составляет 2700 Ватт.

Нижний термонагреватель

Так как основной нагрев осуществляется горячим воздухом, то Dinghua DH-A2 относится к конвективному типу. Нижний термонагреватель располагается в центре площадки. На выходной конец воздушного патрубка устанавливается насадка с магнитным креплением, направляющая горячий воздух в область размещения чипа.

Вентилятор охлаждения

После выполнения ремонта плату необходимо охладить. Для этого, в левой части рабочей зоны установлен радиальный вентилятор. Широкий воздуховод позволяет охладить даже большие платы.

Опорный механизм

Над преднагревателем размещен опорный механизм, на котором можно разместить платы от 22 х 22 мм до 450 х 430 мм. Он состоит из:

• двух продольных направляющих;
• левой и правой каретки;
• узла точной корректировки положения платы.

На каретках устанавливаются универсальные держатели. Они оснащены штыревым захватами, используемыми для фиксации платы через монтажные отверстия, а также V-образными упорами.

Узел точной корректировки состоит из:

• микрометрического винта продольного перемещения;
• микрометрического винта поперечного перемещения;
• фиксирующего винта.

Это устройство предназначено для корректировки положения печатной платы на этапе позиционирования BGA чипа.

Верхний нагреватель

Верхний термонагреватель мощностью 1200 Ватт подает горячий воздух через воздушный патрубок. Перед началом работы, на конец патрубка, надевается насадка-форсунка. Ее размер подбирается максимально близко к размеру нагреваемого чипа.

Крепление форсунки – магнитное, что позволяет вращать ее на 360 градусов. Это удобно, когда микросхема размещена под углом.

В центре воздуховода размещен вакуумный пинцет. Он соединен с воздушным компрессором, и предназначен для удержания чипа на этапе его позиционирования. Перед началом работы необходимо установить на пинцет съемную металлическую насадку, а затем силиконовую насадку.

Также трубка вакуумного пинцета совмещена с концевым выключателем. Такая конструкция позволяет автоматически остановить движение верхнего нагревателя, определив момент соприкосновения пинцета с микрочипом.

На корпусе, с его правой стороны, размещён микрометрический винт осевой корректировки положения чипа. Он используется в сочетании с узлом корректировки положения платы для совмещения контактных площадок микросхемы с контактными площадками печатной платы.

Лазерный указатель

Лазер используется для предварительной центровки платы. Включение лазера осуществляется кнопкой, размещенной на боковой панели. Перед началом работы обязательно проверяется необходимость центровки лазера. При правильной настройке его луч должен указывать на ограничительный винт, установленный на нижней сменной насадке.

После фиксации платы в держателях выполняют ее перемещение так, чтобы луч лазера указывал в центр контактной площадки. Для этого в начале перемещают каретки и корректируют положение держателей. После этого затягивают фиксирующие винты и выдвигают видеокамеру.

Боковая панель

На боковой панели размещены:

• кнопка включения лазера «LASER POINTER»;
• кнопка включения подсветки «HEADLAMP»;
• регулятор яркости нижней подсветки камеры «TOP LIGHT ADJUST»;
• регулятор яркости верхней подсветки камеры «DOWN LIGHT ADJUST»;
• регулировка скорости потока воздуха верхнего термонагревателя «TOP AIR FLOW ADJUST».

Лампа подсветки

Лампа используется для локальной подсветки при недостаточном уровне освещения в помещении. Подсветка выполнена на гибком держателе и снабжена ярким светодиодом. Помните, что не следует размещать светильник слишком близко к области пайки, так как она может помешать автоматическому движению верхнего нагревателя.

Монитор

Установка комплектуется 14 дюймовым монитором. На него выводится совмещенное изображение: посадочного места на плате и нижней поверхности чипа, удерживаемого вакуумным пинцетом. Изображение на монитор передается с выдвижной видео камеры.

Камера

Выдвижная камера оборудована системой зеркал, верхней и нижней светодиодной подсветкой. Управление яркостью подсветки осуществляется регуляторами, размещенными на боковой панели паяльной станции.

Встроенная система зеркал совмещает верхнее изображение с нижним, а затем направляет его в камеру.

Принцип работы

Паяльная станция Dinghua DH-A2 относится к конвективному типу. В ней нагрев компонентов осуществляется горячим воздухом, поступающим через верхний и нижний воздуховод. Для защиты платы от повреждения, связанного с ее неравномерным нагревом, станция содержит нижний инфракрасный преднагреватель.

Интерфейс и возможности станции

Установленный на станции контроллер не только отвечает за:

• работу сенсорного экрана и визуализацию рабочих процессов;
• отслеживание малейших изменений температуры;
• управление работой вакуумного пинцета;
• управление перемещением верхнего термонагревателя;
• управление вентилятором охлаждения;
• отслеживание внешних данных, поступающих от: датчиков температуры, а также ручных органов управления;
• контроль и поддержание температурного режима;
• хранение термопрофилей.

Функционал станции позволяет не только редактировать существующие, но и создавать собственные температурные профили. Память устройства рассчитана на хранение до 50 тысяч термопрофилей. Каждый из них может иметь до восьми температурных ступеней, хранящих информацию о том:

• с какой скоростью должна расти температура каждого нагревательного элемента;
• длительность каждой температурной ступени;
• длительность паузы между ступенями.

В соответствии с выбранным температурным профилем и осуществляется нагрев платы и электронного компонента. Динамика нагрева в режиме реального времени выводится на экран.

Режимы работы

Паяльная станция Dinghua DH-A2 позволяет работать в двух режимах – в ручном и автоматическом. Ручной режим предполагает, что оператор самостоятельно управляет всей работой станции, от перемещения верхнего термонагревателя до работы вакуумного пинцета и контроля времени нагрева. В автоматическом режиме пользователь может выбрать один из трех видов программы:

• демонтаж;
• пайка;
• монтаж.
В этом режиме оператор осуществляет только позиционирование микросхемы относительно платы. Остальные операции выполняет паяльная станция самостоятельно.