Руководство по применению паяльно

Руководство по применению паяльно-ремонтной станции IR500A
(P) ERSAnet, 2003
ERSA IR500A
антистатический
универсальный ремонтный центр
для инфракрасной и контактной пайки и выпаивания
Инструкция по эксплуатации
Оперативная техническая поддержка ERSA: В.В.Новоселов www.ersa.ru
ersa@online.ru
1
Руководство по применению паяльно-ремонтной станции IR500A
(P) ERSAnet, 2003
Содержание
Подписи к фотографиям (рис. 1, 2, 3a, 3b, 4, 5, 6, 7)
1. Введение
1.1. Основы инфракрасной технологии ERSA
1.2. Комплектность поставки
2. Технические характеристики
3. Инструкции по безопасности
4. Подготовка станции к работе
5. Режимы работы
5.1. Подогрев нижним ИК-нагревателем
5.2. Пайка и выпаивание
5.2.1. Позиционирование печатной платы
5.2.2. Контроль температуры процесса
5.2.3. Установка сигнального значения температуры
5.2.4. Регулировка мощности верхнего ИК-нагревателя
5.2.5. Воспроизводимость результатов пайки/выпаивания
5.3. Демонтаж компонентов
5.3.1. Автоматическое удаление компонента
5.3.2. Удаление компонента вручную
5.3.3. Демонтаж приклеенных компонентов
5.4. Работа с BGA: конвекционный или инфракрасный подход
5.5. Процедуры инфракрасной пайки и выпаивания BGA (см. также 5.2)
5.6. Модуль контактной пайки MICRO-CON60iA в составе IR500A
6. Диагностика неисправностей
7. Уход за станцией и гарантийные обязательства
8. Комплектующие, запасные части и номенклатурные номера
9. Дополнительные принадлежности к IR500A
Все приводимые ниже характеристики, равно как информация об изделии и процессах определены с
использованием современного оборудования компетентными специалистами фирмы ERSA, Германия.
Фирма сохраняет за собой право вносить технические изменения с целью усовершенствования изделия.
Оперативная техническая поддержка ERSA: В.В.Новоселов www.ersa.ru
ersa@online.ru
2
Руководство по применению паяльно-ремонтной станции IR500A
(P) ERSAnet, 2003
Рис. 1. Общий вид станции IR500A
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
Головка верхнего инфракрасного (ИК) нагревателя (см. рис. 3a)
Лазерный прицел (см. рис. 5)
Позиция парковки (45° или 90°) верхнего ИК-нагревателя
Ручка регулировки высоты расположения ИК-нагревателя над платой
Передняя панель (см. рис. 6)
Выключатель модуля MICRO-CON*
Разъем заземления*
Подставка-держатель паяльника*
Рамка для закрепления печатных плат
Винт фиксации подвижной части рамки
Паяльник ERSA TechTool*
Гнездо для подключения паяльника*
Мышь-выключатель насоса вакуумного манипулятора (присоски)
Электростатически безопасная, заземленная рамка
Нижний ИК-нагреватель с защитной сеткой
Кнопка форсирования мощности нижнего ИК-нагревателя
Регулируемая опора направляющих установочной рамки
Термосенсор (см. рис. 4)
Лоток для компонентов (см. рис. 4)
Примечание *: отмеченные составляющие отсутствуют в комплекте IR400A
Рис. 2. Вид станции IR500A сзади
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
Разъем интерфейса RS232 для подключения модуля MICRO-CON к компьютеру*
Основание пантографа верхнего ИК-нагревателя
Разъем подключения вакуумного манипулятора к встроенному насосу
Сетевой выключатель системы инфракрасного нагрева
Разъем подключения термосенсора
Переключатель индикатора температуры
Разъем сетевого шнура
Предохранители
Разъем и соединительный кабель лазерного прицела
Шильдик с указанием входного напряжения
Разъем мыши-выключателя насоса вакуумного манипулятора
Выключатель модуля MICRO-CON*
Примечание *: отмеченные составляющие отсутствуют в комплекте IR400A
Рис. 3a., 3b Верхний ИК-нагреватель
1.
2.
3.
4.
5.
Подпружиненный вакуумный манипулятор (присоска)
Рукоятка перемещения ИК-нагревателя
Кожух ИК-нагревателя
Ручки установки линейных размеров зоны ИК-нагрева
Сменная силиконвая насадка вакуумного манипулятора
Оперативная техническая поддержка ERSA: В.В.Новоселов www.ersa.ru
ersa@online.ru
3
Руководство по применению паяльно-ремонтной станции IR500A
(P) ERSAnet, 2003
Рис. 4. Лоток для компонентов и термосенсор
1.
2.
3.
4.
Лоток для компонентов
Винты крепления лотка
Рукоятка позиционирования термосенсора
Вертикальная опора с винтом регулировки по высоте
Рис. 5. Лазерный прицел
1.
2.
3.
4.
Узел юстировки положения лазерного прицела
Винты крепления узла юстировки
Соединительный кабель лазерного прицела
Штанга лазерного прицела
Рис. 6. Переключатель индикатора температуры
Верхнее положение: термосенсор
Нижнее положение: установка температуры сигнализации
Рис. 7. Передняя панель
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Светодиодный индикатор сигнализации
Ручка регулировки мощности нижнего ИК-нагревателя и светодиодный индикатор нагрева
Ручка регулировки мощности верхнего ИК-нагревателя и светодиодный индикатор нагрева
Модуль MICRO-CON60iA (см. отдельную инструкцию, входящую в комплект станции IR500A).
Винт установки значения температуры сигнализации
Трехразрядный цифровой дисплей температуры
Иллюстрации к основным этапам процедуры выпаивания микросхем
(Step 1) Шаг 1. Установка печатной платы в подвижную рамку
(Step 1a) Шаг 1а. Установка центра зоны нагрева (центра корпуса микросхемы) под лазерный прицел;
размещение термосенсора предельно близко к зоне нагрева; предварительный разогрев платы нижним ИКнагревателем
(Step 2) Шаг 2. Перемещение головки верхнего ИК-нагревателя в центральное положение, автоматическое
включение верхнего ИК-нагревателя в рабочий режим
(Step 3) Шаг 3. Включение насоса вакуумного манипулятора, закрепление присоски на корпусе микросхемы,
извлечение микросхемы с платы, поднятие и отвод ИК-нагревателя в исходное положение
Оперативная техническая поддержка ERSA: В.В.Новоселов www.ersa.ru
ersa@online.ru
4
Руководство по применению паяльно-ремонтной станции IR500A
(P) ERSAnet, 2003
1. Введение
1.1. Основы инфракрасной технологи ERSA
Паяльно-ремонтные станции ERSA IR500A
Паяльно-ремонтная станция ERSA IR500A – современное и универсальное решение для пайки/выпаивания
компонентов как сквозного, так
поверхностного монтажа в ручном (полуавтоматическом) режиме.
Компактность, простота в обращении и отсутствие необходимости в специализированных сменных соплах
(как в системах пайки горячим воздухом) для различных типов компонентов делают станции IR500A/IR400A
уникальными среди подобных по назначению. В дополнение к преимуществам инфракрасной системы
нагрева, включение в состав станции IR500A высокотехнологичного модуля контактной пайки MICROCON60iA позволяет использовать IR500A для выполнения практически любых работ по макетированию,
серийному производству и ремонту сложных электронных блоков сегодняшнего и завтрашнего дня.
Преимущество “темного” ИК-излучения
Принципиальное значение имеет равномерность подачи тепла по всей площади микросхемы, особенно BGA.
Когда речь идет о прицельной пайке отдельного компонента, при использовании горячего воздуха неизбежны
турбулентные потоки вокруг выводов корпуса и вдоль стенок сопла инструмента, что вызывает
неравномерный нагрев по площади BGA. Способ передачи тепла воздухом может быть с успехом
использован для корпусов с выводами вдоль наружных сторон, но он имеет мало шансов на успех в случае
BGA: расположенные под центром корпуса сферические выводы не прогреваются достаточно хорошо. Даже
когда паяльные станции высшего класса оснащаются специально разработанными для BGA насадками,
позволяющими нагретому воздуху проникать под корпус, их использование приводит к перегреву выводов у
краев корпуса: этот эффект неизбежен в силу неумолимости законов природы. Температура потока нагретого
газа всегда тем выше, чем ближе к соплу. В отличие от систем, работающих с горячим воздухом,
специальные инфракрасные нагреватели ERSA позволяют достичь равномерного прогрева по всей
поверхности BGA, приближаясь по эффективности к процессу групповой машинной пайки.
Известно, что при использовании видимого ИК-излучения имеет место неравномерность нагрева
поверхностей из-за разницы в степени поглощения и отражения энергии объектами разного цвета например, черных корпусов микросхем и блестящих выводов. Вследствие этого может возникнуть перегрев
корпуса или платы до того, как выводы компонента будут надежно припаяны. В отличие от систем с видимым
ИК-излучением “темные” ИК-излучатели ERSA специально разработаны для пайки печатных плат. Верхний
и нижний ИК-нагреватели станций ERSA IR500A/IR400A излучают в диапазоне волн 2-8 мкм, оптимальном по
соотношению поглощения/отражения тепла темными и светлыми объектами. Корпус компонента, печатная
плата и выводы прогреваются более равномерно, что снижает риск их термошока при пайке или выпаивании.
Апертурная система верхнего ИК-нагревателя
В отличие от конвекционных (работающих с горячим воздухом) ремонтных систем, которые нуждаются в
многообразии профильных сопел для различных компонентов, использование ИК-нагревателей позволяет
значительно снизить затраты. Верхний ИК-нагреватель станции ERSA IR500A/IR400A оснащен апертурной
системой, не требующей никаких насадок. Компоненты с линейными размерами от 10 до 50 мм могут быть
легко выпаяны или впаяны без перегрева близлежащих зон и компонентов на плате. Все, что нужно - это
установить размеры окна нагрева на модуле верхнего ИК-нагревателя, и - никаких сопел!
Верхний ИК-нагреватель имеет по центру встроенный вакуумный манипулятор, который позволяет поднимать
нагретый и выпаянный компонент с платы. Присоска подпружиненного вакуумного манипулятора
прикрепляется к центру удаляемого компонента при включенном насосе, и после полного расплавления
припоя и освобождения выводов компонент автоматически извлекается из печатной платы.
1.2. Комплектность поставки
В комплект станции ERSA IR500A входят:
Кол-во
Наименование
1
Основной блок
1
Сетевой шнур питания
1
Термосенсор на шарнире
1
Лазерный прицел с узлом фиксации, двумя винтами и гаечным ключом
Оперативная техническая поддержка ERSA: В.В.Новоселов www.ersa.ru
ersa@online.ru
5
Руководство по применению паяльно-ремонтной станции IR500A
(P) ERSAnet, 2003
1
Лоток для компонентов
1
Выносной выключатель “мышь” вакуумного манипулятора
3
Сменная силиконовая насадка для вакуумного манипулятора (2 шт. диаметром 8 мм, 1 шт.
диаметром 5 мм), две штуки запасные
1
Инструкция по применению
1
Инструкция по технике безопасности
1
Встроенный модуль MicroCon60iA с индикатором, органами управления (в правой части
передней панели станции) и гнездом подключения паяльника
1
Паяльник TechTool
1
Подставка-держатель А29 для паяльника
1
Инструкция по эксплуатации MICRO-CON60iA
Если какие-то из приведенных выше составляющих повреждены или отсутствуют, немедленно свяжитесь с
поставщиком.
1
Рамка-держатель плат в базовый комплект не входит, поставляется отдельно на выбор
2. Технические характеристики
Основной блок
Мощность верхнего ИК-нагревателя
Мощность нижнего ИК-нагревателя
Среднее значение потребляемой мощности
Длина волны ИК-нагревателей
Напряжение сети
Тип
Длина провода
Вес
Габаритные размеры:
основной блок
верхний нагреватель
минимальная высота
максимальная высота
вертикальный ход
IR500A
200 Вт (размеры 60х60 мм)
400 Вт (размеры 120х120 мм)
420 Вт
2-8 мкм
230 В или 115 В, 50-60 Гц
Класс 1
2м
~7 кг
300х380 мм
108х108 мм
165 мм
230 мм
65 мм
3. Инструкции по безопасности
Работайте со станциями ERSA только после полного ознакомления и понимания инструкций
по технике безопасности.
Внимание!
Станция IR500A предназначена исключительно для пайки и выпаивания
электронных
компонентов.
Претензии
не
принимаются,
если
станция
использовалась с отступлением от инструкции, не по назначению, или была
подвергнута изменениям.
Оперативная техническая поддержка ERSA: В.В.Новоселов www.ersa.ru
ersa@online.ru
6
Руководство по применению паяльно-ремонтной станции IR500A
(P) ERSAnet, 2003
Общие инструкции по безопасности использования паяльных инструментов

Проверьте комплектность и исправность станции перед использованием.

При ремонте полагайтесь только на специалистов фирмы-изготовителя. Неправильно выполненный
ремонт представляет для пользователя риск несчастного случая.

Перед нагревом паяльных инструментов убедитесь, что насадки (жала, сопла и т.д.) установлены
правильно. Не дотрагивайтесь горячими насадками до кожи, волос, чувствительных к нагреванию и
горючих материалов. Работайте за столом с соответствующими характеристиками теплового
сопротивления.

Ограничьте доступ посторонних лиц. Убедитесь, что никто, особенно дети, не имеет доступа к
паяльному инструменту без вашего позволения.

Огнеопасно!
Перед включением паяльного инструмента удалите горючие объекты, жидкости и газы из
зоны, где вы собираетесь работать. Если вы прерываете работу, поместите паяльный инструмент в
специально предназначенный для этого держатель. По окончании работы отключите паяльный
инструмент от сети.

Не оставляйте горячий паяльный инструмент без присмотра. Помните, что после выключения
паяльного инструмента насадке требуется некоторое время для охлаждения до безопасной температуры.

Содержите рабочее место в порядке.
случая.

Свинцовосодержащий припой токсичен.
По этой причине строго запрещено есть, пить и курить на
рабочем месте. После работы с припоем следует тщательно вымыть руки.

Утилизируйте отходы.

Используйте вентиляцию (вытяжку). Газообразные продукты пайки могут нанести вред вашему
здоровью. Убедитесь в наличии соответствующей вентиляции (вытяжки) на рабочем месте.

Обращайтесь бережно со шнурами питания. Не используйте сетевой шнур для выдергивания вилки из
розетки или для переноса устройства. Убедитесь, что провода не попадают в зону нагрева и не
контактируют с маслами или режущими предметами. Поврежденный соединительный шнур является
потенциальной причиной возгорания, короткого замыкания и поражения электрическим током.

Следите за окружающими факторами. Защитите устройство от попадания любых жидкостей и влаги.
Невнимательность в этом вопросе может привести к возгоранию или поражению электрическим током.

Паяльный инструмент требует ухода. Храните устройства ERSA в сухом месте, недоступном детям.
Соблюдайте условия эксплуатации. Регулярно проводите профилактику, используйте аксессуары,
сменные и запасные части, поставляемые только сертифицированными торговыми представителями
фирмы ERSA.
Беспорядок на рабочем месте повышает риск несчастного
Предусмотрите способ утилизации побочных продуктов пайки.
Оперативная техническая поддержка ERSA: В.В.Новоселов www.ersa.ru
ersa@online.ru
7
Руководство по применению паяльно-ремонтной станции IR500A
(P) ERSAnet, 2003
4. Подготовка станции к работе
(обратитесь к фотографиям, приведенным в начале данного руководства)
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
Проверьте соответствие рабочего напряжения указанному на блоке питания (рис.2/29).
Установите выключатель питания основного блока (рис.2/23) и модуля MICRO-CON60iA в случае
станции IR500A (рис.1/6, 2/31) в положение “0” (выключено).
Подсоедините шнур питания к разъему питания (рис. 2/26) на задней стенке корпуса и включите в
розетку.
Подсоедините шнур выносного вакуумного манипулятора (рис.1/13) к соответствующему разъему
(рис.2/30) на задней стенке корпуса.
Ослабьте винты крепления лотка для компонентов на верхней левой грани основного блока (рис.4/2),
установите лоток (рис.1/19, 4/1) и завинтите винты.
Убедитесь, что силиконовая трубка правильно подключена над подпружиненным вакуумным
манипулятором (рис.3а/1), а вакуумный разъем (рис.2/22) плотно вставлен в гнездо на задней панели
основного блока станции. Перед выпаиванием убедитесь в целостности сменной насадки (рис.3b/5) на
вакуумном манипуляторе (рис.3а.1).
Внимание! Производите смену насадок только на охлажденном устройстве.
Во избежание поломки или изгиба вакуумного манипулятора смена насадки должна производтся следующим
образом:

полностью раскройте шторки верхнего ИК-нагревателя

переместите верхний ИК-излучатель в позицию парковки (45)

раскрутите винт с насечкой на вакуумном манипуляторе

снимите пластиковый воздуховод с манипулятора

ослабьте болт крепления

осторожно выньте вакуумную трубку через нижнюю часть модуля верхнего ИК-нагревателя

замените силиконовую присоску (не используйте острые предметы!)

соберите конструкцию в обратном порядке
Расстояние между верхним краем гайки крепления присоски и нижней плоскостью ИК-излучателя
должно быть примерно 5 мм.
4.7
4.8
4.9.
4.10
4.11
4.12
4.13
4.14
4.15
Поместите термосенсор (рис.1/18, 4/3) в опору (рис.4/4) на левой стороне основного блока и закрепите
винтом на соответствующей высоте; эта операция выполняется после размещения рамочного
держателя печатных плат в рабочем пространстве (рис.1/17).
Подключите вилку термосенсора к разъему на задней стенке основного блока (рис.2/24).
Установите минимальную мощность ("1" на шкале) верхнего и нижнего ИК-нагревателей
Включите питание основного блока (рис. 2/23).
Разверните верхний ИК-нагреватель в парковочную позицию под углом 45° (рис.1/3). Поместите
круглый узел крепления (рис. 5/1) на штангу лазерного прицела (рис.5/4), вставьте два винта (рис. 5/2)
и завинтите их без излишнего усилия. Вставьте разъем кабеля лазерного прицела (рис. 5/3) в гнездо
на задней стенке основного блока (рис. 2/28). Отрегулируйте положение лазерного прицела так, чтобы
светящаяся точка указывала на центр того места, куда будет опускаться силиконовая присоска при
рабочем положении верхнего ИК-нагревателя. Прочно закрепите винты (рис. 5/2) прилагаемым
гаечным ключом.
По необходимости производите периодическую юстировку
Установите держатель паяльного инструмента (рис. 1/8) в удобное место.
Cмочите чистящую губку водой и поместите ее в контейнер на держателе паяльного инструмента.
Включите паяльник (рис. 1/11) в разъем основного блока (рис. 1/12).
Предупреждение: некоторые паяльные жала поставляются с защитными колпачками. Не забудьте удалить
колпачок перед включением паяльника!
4.16
4.17
Поместите паяльник в держатель.
Включите модуль MICRO-CON60iA (6/29).
Прочтите инструкцию до конца и следуйте ей в работе!
Оперативная техническая поддержка ERSA: В.В.Новоселов www.ersa.ru
ersa@online.ru
8
Руководство по применению паяльно-ремонтной станции IR500A
(P) ERSAnet, 2003
5. Режимы работы
5.1. Подогрев нижним ИК-нагревателем
Нижний ИК-нагреватель предназначен для равномерного предварительного подогрева зоны печатной платы.
Рекомендуемая
температура
подогрева
составляет
100-150°С.
Положительные
результаты
предварительного прогрева таковы:
а) ускоряется процесс последующей пайки (выпаивания)
б) минимизируется перепад температур, что позволяет избежать деформации печатной платы и
температурного шока электронных компонентов при пайке и вапаивании.
Регулятор мощности нижнего ИК-нагревателя (рис. 7/2) следует установить в положение шкалы “прогрев”
(preheat) или “пайка” (reflow). Согласно опыту, оптимальной отправной точкой в большинстве случаев
является положение "7" на шкале мощностей верхнего и нижнего ИК-нагревателей. При первом включении
нижнего ИК-нагревателя разогрев его до рабочего режима может занять до 5 минут, после чего он может
быть оставлен включенным на весь рабочий день без угрозы повреждения. Однако, лучше переводить
регуляторы мощности в положение “ожидание” (standby) и отводить верхний ИК-нагреватель в положение
под углом 90, когда станция не используется в течение длительного времени.
Обычно хватает 30-60 секунд для подогрева платы до температуры 100-120°С (этим температурам
соответствуют "заниженные" показания термосенсора на встроенном в основной модель дисплее - примерно
70-90°С), после чего можно начинать процесс выпаивания с помощью верхнего ИК-нагревателя.
Если мощности нижнего нагревателя в стандартном режиме не хватает (то есть процесс нагрева происходит
слишком медленно), то нажатием кнопки (рис.1/16) можно перевести нижний ИК-нагреватель в
форсированный режим удвоенной мощности на ограниченное время - примерно на одну минуту. Следует
иметь в виду, что если внезапно будет достигнута температура плавления припоя, то компоненты с нижней
поверхности печатной платы (если таковые есть, и если они не приклеены) попадают вниз на радиатор.
Для 90% случаев подходит типовая ("7") установка мощности нижнего ИК-радиатора. При работе с
компонентами большой массы и многослойными платами с теплоотводами рекомендуется установка
регулятора в положение "9-10" по шкале мощности. В этих же случаях можно рекомендовать начало
процедуры пайки или выпаивания по достижении показаний индикатора температуры значений 90-110°С.
Дополнительно, до монтажа на плату устанавливаемый компонент может быть отдельно прогрет на лотке
под верхним ИК-нагревателем (рис. 1/19, 4/1).
5.2. Пайка и выпаивание
5.2.1. Позиционирование печатной платы
Поместите печатную плату в держатель (рис.1/17) и закрепите в рамке (рис.1/9) винтами (рис. 1/10).
Настройка высоты и уровня производится простым вывинчиванием опор. Разверните модуль верхнего ИКнагревателя из дальней парковочной позиции (ибо под углом 90° ИК-нагреватель работает в режиме
“ожидание”) в ближнюю парковочную позицию под углом 45°. В этой позиции верхний ИК-нагреватель
прогревается до установленной температуры, а лазерный прицел указывает на центр будущей зоны нагрева.
Сдвинув рамку с платой по полозьям влево, разместите ее так, чтобы центр будущего места пайки
компонента (либо выпаиваемый компонент) оказался под светящейся точкой лазерного прицела. В этом
положении начнется фаза предварительного прогрева печатной платы (см. предыдущий пункт о важности
такового).
Установите размер окна верхнего ИК-нагревателя таким, чтобы с некоторым запасом (скажем, 5 мм с каждой
стороны) охватить зону пайки-выпаивания. Если соседние компоненты на плате стоят слишком близко к
рабочей зоне, следует предохранить их от нагрева верхним ИК-нагревателем, покрыв отражающей лентой
(фольгой).
5.2.2. Контроль температуры процесса
Температура процесса пайки или выпаивания отслеживается подвижной никель-хром-никелевой термопарой
(рис.1/18), которая размещается непосредственно в зоне эффективного нагрева. Важно обеспечить контакт
между поверхностью печатной платы и кончиком термосенсора как можно ближе к выводам компонента, на
расстоянии 1-2 мм. При отсутствии контакта с поверхностью платы показания термосенсора окажутся
недопустимо заниженными - как следствие, это может привести к избыточному нагреву платы и компонента.
Кроме фактора расположения термосенсора имеет место и инерционность его показаний, обусловленная
его массой нагрева. В итоге, разница между реальной температурой в зоне пайки и заниженными
показаниями индикатора может оказаться критической: будьте бдительны!
Оперативная техническая поддержка ERSA: В.В.Новоселов www.ersa.ru
ersa@online.ru
9
Руководство по применению паяльно-ремонтной станции IR500A
(P) ERSAnet, 2003
Для более полного, точного и оперативного контроля температуры можно использовать дополнительную
термопару на гибком проводе малой массы, подключаемую к любому из индикаторов (рис.7/4, 7/6).
5.2.3. Установка сигнального значения температуры
По достижении температуры сигнализации раздается звуковой сигнал и загорается красный светодиод
(рис.7/1). Обычно это означает, что компонент либо уже впаян, либо выпаян и может быть извлечен
вакуумным манипулятором. Температура сигнализации может быть выставлена в пределах 190 – 200 °С
регулировочным винтом (рис.7/5). Фабричная установка - 195°С.
Переключатель режима индикации температуры (рис.6, рис.2/25) в соответствующих его положениях
позволяет либо наблюдать показания термосенсора, либо контролировать значение сигнальной установки.
5.2.4. Регулировка мощности верхнего ИК-нагревателя
Эта фаза работ потребует от оператора приобретения определенного опыта. Не работайте сразу с
дорогостоящими или уникальными платми и компонентами!
Ручкой регулировки (рис.7/3) установите мощность верхнего ИК-нагревателя в соответствии с требуемыми
параметрами процесса (рекомендованными изготовителем) - так, чтобы обеспечить безопасный нагрев
компонента. Скорость нагрева можно оценить по индикатору. Фактическая температура измеряется
термосенсором и отображается (заниженное значение) на дисплее, как уже было описано выше.
Большинство производителей компонентов рекомендуют не превышать скорость нагрева более чем 2°С в
секунду. Такая скорость нагрева достигается при установке ручки регулятора мощности верхнего ИКнагревателя на передней панели в положение Reflow (плавление) - этот уровень мощности обычно и
используется в ходе процесса пайки/выпаивания.
Чтобы увеличить или уменьшить скорость нагрева, можно изменить мощность, излучаемую верхним и
нижним ИК-нагревателями. В качестве отправной точки для 90% случаев подходит положение "7" на шкале
регулятора мощности. При работе с компонентами большой массы и многослойными платами с
теплоотводами для предотвращения термошока рекомендуется установка регулятора в положение "5-7" по
шкале мощности. В таких случаях рекомендуется особенно тщательно подходить к вопросу нагрева платы и
компонентов - см. замечания о важности предварительного прогрева нижним ИК-нагревателем.
По завершении пайки/выпаивания верхний ИК-нагреватель следует сразу приподнять и вращательным
движением перевести в дальнюю парковочную позицию (под углом 90°); в этом положении верхний ИКнагреватель переключится в режим Standby (ожидание). В дальнейшем, переход верхнего ИК-нагревателя из
режима “ожидание” в режим “плавление” потребует около 15 секунд.
Расстояние от компонента до верхнего ИК-нагревателя должно быть оптимальным. Регулировка
обеспечивается вращением ручки, расположенной справа от основания пантографа (рис. 2/21) и снабженной
шкалой с шагом 5 мм в диапазоне 0-60 мм. Типовая высота расположения силиконовой прососки над
поверхностью компонента составляет 5-10 мм, что эквивалентно расстоянию 25-30 мм от компонента до ИКрадиатора. Увеличение дистанции можно компенсировать увеличением мощности излучения ИКнагревателя. Уменьшение дистанции приводит к резкому увеличению нагрева. Поэтому при работе с
компонентами и платами, особо чувствительными к уровню и скорости нагрева, лучше увеличивать высоту
расположения верхнего ИК-радиатора и уменьшать мощность нагрева до гарантированно безопасного
уровня. Длительность процесса при этом увеличивается, но снижается риск повреждения печатной платы и
компонентов.
Итак, после предварительного прогрева платы верхний ИК-нагреватель переводят из ближней парковочной
позиции (под углом 45°) в рабочую позицию точно над компонентом и визуально контролируют процесс
оплавления. По достижении сигнального значения температуры раздастся звуковой/световой сигнал,
дополнительно извещающий оператора о вероятном завершении процесса пайки/выпаивания. Убедившись
в этом, оператор сдвигает печатную плату из зоны действия нижнего ИК-нагревателя по полозьям вправо, в
зону охлаждения, где может быть установлен вентилятор. Наличие вентилятора очень желательно, ибо из
теории известно, что надежность паяного соединения снижается при излишне продолжительном нахождении
припоя в жидком состоянии.
5.2.5. Воспроизводимость результатов пайки/выпаивания
Точная воспроизводимость результатов пайки (выпаивания) при работе с одинаковыми компонентами и
платами может быть достигнута только при точном повторении положения регуляторов мощности верхнего и
нижнего ИК-нагревателей, размера окна и высоты расположения верхнего ИК-нагревателя.
Оперативная техническая поддержка ERSA: В.В.Новоселов www.ersa.ru
ersa@online.ru
10
Руководство по применению паяльно-ремонтной станции IR500A
(P) ERSAnet, 2003
5.3. Демонтаж компонентов
Перед выпаиванием компонентов необходимо убедиться в том, что силиконовая присоска находится на
вакуумном манипуляторе и не повреждена. Для малоразмерных компонентов помимо присосок диаметром 8
мм в комплекте поставляются и 5 мм присоски. Срок службы присосок может быть увеличен, если верхний
ИК-нагреватель во время простоя будет всегда переводиться в режим “ожидание” в дальнюю парковочную
позицию (под углом 90°). Кроме того, над присоской рекомендуется дополнительно установить отражающий
диск (запросите у поставщика) или хотя бы круг из фольги.
Пружинный вакуумный манипулятор предоставляет два способа извлечения компонентов с печатной платы
при выпаивании.
5.3.1. Автоматическое удаление компонента
Верхний ИК-нагреватель устанавливают над центром выпаиваемого компонента (микросхемы), насос
вакуумного манипулятора включают “мышью” (рис.1/13) и с растяжением пружины прижимают присоску к
плоскости компонента, где она и фиксируется. По достижении точки плавления компонент автоматически
поднимается над платой под действием пружины манипулятора. Это может произойти и раньше, чем будет
достигнута температура сигнализации. Вакуумный насос должен оставаться включенным, пока верхний
нагреватель не будет переведен в дальнюю парковочную позицию (под углом 90°), так что выпаянный на
присоске компонент окажется прямо над лотком. После этого следует нажать на пружину манипулятора так,
чтобы приблизить компонент к лотку, и выключить насос “мышью”. Не следует сразу дотрагиваться до
компонента, так как он сильно разогрет.
Достоинство:
Предупреждение:
компонент и печатная плата не подвергаются лишним температурным стрессам.
при выпаивании больших корпусов микросхем с многослойных плат существует
опасность неравномерного прогрева выводов из-за различной интенсивности
отвода тепла в местах пайки, что может повлечь их изгиб выводов и контактных
площадок на печатной плате. Такая опасность может быть минимизирована
увеличением времени прогрева печатной платы нижним ИК- нагревателем.
5.3.2. Удаление компонента вручную
Оплавление выводов призводится до прикрепления присоски. По достижении температуры сигнализации
раздается звуковой сигнал, и начинает светиться светодиод. Тогда “мышью” включают вакуумный насос,
нажатием пружины опускают захватывающую присоску на плоскость корпуса микросхемы, поднимают
микросхему с платы отпусканием пружины вручную, и переносят на лоток, как было описано выше.
Массивные компоненты (как микросхемы PGA) и компоненты, не имеющие плоской поверхности для контакта
c присоской, вынимют пинцетом.
Достоинство:
компонент извлекается гарантированно после достижения точки плавления на всех
выводах (при условии полного визуального контроля).
Предупреждение:
при излишнем промедлении печатная плата и компонент могут быть повреждены в
результате дальнейшего безостановочного разогрева (если не отведен верхний ИКнагреватель).
5.3.3. Демонтаж приклеенных компонентов
Очевидно, приклеенные компоненты невозможно снять вакуумным манипулятором. Следует начать так же,
как описано в предыдущем пункте. Как только раздастся звуковой сигнал, надо поднять и перевести верхний
ИК-нагреватель в ближнюю парковочную позицию (под углом 45°) и следует слегка приподнять компонент за
уголок изогнутым острым пинцетом. Важно производить это действие, пока припой на выводах компонента
расплавлен. После отрыва от печатной платы компонент может быть удален пинцетом или одним из
описанных выше способов.
5.4. Работа с BGA: конвекционный или инфракрасный подход?
Вы можете получить у дистрибьютора результаты исследований независимых экспертов и подробные
материалы сравнений. Вкратце можно заметить следующее. Равномерная (по всей поверхности BGA)
передача тепла с помощью профилированной струи воздуха практически невозможна из-за
фундаментального явления турбулентности воздушного потока. Конвекционный подход, применяемый для
локальной пайки корпусов QFP с краевым расположением выводов, оказывается несостоятельным для
локальной пайки матричных корпусов BGA и их последователей - CSP, Flip Chip: при поддуве с боковых
направлений плавкие сферические выводы в центре матричного корпуса получают меньше тепла, чем по
Оперативная техническая поддержка ERSA: В.В.Новоселов www.ersa.ru
ersa@online.ru
11
Руководство по применению паяльно-ремонтной станции IR500A
(P) ERSAnet, 2003
краям корпуса, а при обдуве плоскости микросхемы сверху невозможно обеспечить равную степень нагрева
во всех точках плоскости. Темно-инфракрасное излучение в станциях ERSA успешно решает проблему
равномерного нагрева всей плоскости BGA, приближаясь по качеству к производственной машинной пайке
BGA.
5.5. Процедуры инфракрасной пайки и выпаивания BGA (см. также 5.2)
Процесс пайки/выпаивания компонентов BGA и Micro-BGA осуществляется в соответствии со стандартным
методом спецификации качества поверхностного монтажа (SMD) СЕСС 00802. Пайка/выпаивание
производятся так, как описано выше в разделе 5.2. Оптимальная высота отстояния силиконовой присоски ои
поверхности микросхемы составляет 5-10 мм.
Перед повторной пайкой контактные площадки платы должны быть тщательно очищены с помощью
впитывающей медной оплетки (используйте специальное жало типа Wick) или вакуумного термоотсоса.
Затем на площадки наносится либо паяльная паста с помощью минитрафарета (для пайки тяжелых
керамических корпусов BGA с тугоплавкими выводами), либо флюс, не требующий отмывки (для
пластиковых корпусов BGA с легкоплавкими выводами). Корпус BGA вручную или специальным
инструментом помещается на печатную плату: для правильной установки используются угловые маркеры на
плате. Если на плате нет угловых маркеров, то можно наклеить отражающую ленту по периметру
микросхемы до ее выпаивания, и по ней произвести установку замещающей микросхемы BGA. При
оплавлении сферические выводы пластиковых BGA силами поверхностного натяжения подравняются к
контактным площадкам на плате. Это означает, что, даже если корпус BGA установлен не очень точно (как и
происходит при отсутствии высокоточного инструмента), он сам центрируется в правильное положение в
процессе пайки.
Дополнительную термопару на гибком проводе можно подключить к модулю
паралледьного контроля температуры во второй точке печатной платы.
MicroCON60iA для
5.6. Модуль контактной пайки MICRO-CON60iA в составе IR500A
См. рис. 7/4 и отдельную инструкцию по эксплуатации MICRO-CON60iA
Встроенная профессиональная паяльная станция MICRO-CON имеет следующие характеристики:







уникальная возможность низкотемпературной (от 150 °С) пайки
“интеллектуальный” регулятор температуры на основе алгоритмов нечеткой логики
автоматическая компенсация изменения комнатной температуры
программное обеспечение для контроля/управления в реальном времени
автоматическое определение типа подключенного инструмента:

микропаяльник MicroTool весом 24 г для точной пайки

паяльник TechTool для серийных работ с высокой производительностью

мощный паяльник PowerTool для пайки массивных соединений и многослойных плат

термопинцет Pincette40 для быстрого выпаивания малоразмерных компонентов SMD
многоуровневое меню:

восемь предустановок

настройка на тип жала или насадки

возможность калибровки

три режима "подкачки" тепла

защита паролем

режим ожидания

сигнализация об ошибках
возможность сопряжения до 32 станций с компьютером для регистрации процессов пайки.
Внимательно прочитайте прилагаемые к MICRO-CON60iA инструкции.
Оперативная техническая поддержка ERSA: В.В.Новоселов www.ersa.ru
ersa@online.ru
12
Руководство по применению паяльно-ремонтной станции IR500A
(P) ERSAnet, 2003
6. Диагностика неисправностей
Если станция IR500A не работает в соответствии с инструкцией, то следует проверить:
6.1
Включено ли сетевое питание? Подключен ли сетевой шнур к основному блоку?
6.2
Если станция не включается, исправны ли предохранители? Предохранители расположены на
задней стенке основного блока (рис. 2/27)
Внимание: перед проверкой следует вынуть шнур питания из разъема; неисправность предохранителя может
быть вызвана более серьезной неисправностью, которая не будет устранена заменой
предохранителя.
6.3
Если дисплей ИК-системы не индицирует температуру, то:
Подключена ли термопара? Включен ли ИК-модуль?
6.4
Если лазерный прицел не включается (светящаяся точка не видна), то:
Включен ли разъем в основной блок? Включен ли основной блок?
6.5
Юстирован ли лазерный прицел по позиции?
6.6
Если верхний ИК-нагреватель работает, но пайка/выпаивание не производится, то:
Правильно ли настроена апертурная система ("окно") на размеры компонента?
Правильно ли установлена мощность нагревателя?
6.7
Если верхний ИК-нагреватель не переходит в режим “ожидание” автоматически при переводе его в
парковочную позицию под углом 90° (пользователь может перевести верхний ИК нагреватель в
режим “ожидание” и вручную поворотом ручки регулятора мощности, то из-за неисправности
микропереключателя основной блок должен быть отправлен в ремонт.
6.8
Если дисплей модуля MICRO-CON60iA не функционирует, то включен ли сетевой переключатель?
Дальнейшие инструкции по устранению неисправности можно найти в руководстве к станции MICROCON60 iA.
6.9
Если дисплей основного блока не показывает изменение температуры при пайке/выпаивании, то
возможно, термопару ее следует заменить. Либо виновата электроника.
6.10
Если не срабатывает сигнализация температуры, то правильно ли установлен термосенсор и
касается ли он поверхности печатной платы рядом с компонентом?
6.11
Если компонент не вынимается, а вакуумный насос включен выносным выключателем, то:
Не нуждается ли в замене присоска вакуумного манипулятора? Не приклеен ли компонент?
6.12
Если верхний ИК-нагреватель с трудом перемещается по вертикали, следует смазать его стойку
машинным маслом.
6.13
Если фиксирующие рамки печатных плат с трудом перемещаются по горизонтали, следует смазать
их направляющие машинным маслом.
6.14
Если паяльник не нагревается, см. инструкцию по эксплуатации MICRO-CON60iA.
Если неисправность не соответствует ни одному из приведенных выше условий, свяжитесь со своим
поставщиком для уточнения дальнейших действий.
7. Уход за станцией и гарантийные обязательства
7.1
7.2
7.3
Основной блок IR500A
Перед работой убедитесь, что на вакуумный манипулятор надета силиконовая присоска (в комплекте
поставки имеются две запасных присоски). Для удаления пыли и грязи используйте сухую чистую
тряпку. Подвижные части конструкции допускается смазвать высококачественным машинным
маслом.
За информацией по уходу за блоком MICRO-CON60iA обращайтесь к инструкции по применению
MICRO-CON60iA.
Производитель (через своего авторизованного дистрибьютора) дает гарантию на изделие в течение
12 месяцев. Гарантия не распространяется на изнашивающиеся детали: силиконовые присоски
вакуумного манипулятора, ИК-нагреватели, жала, насадки и нагревательные элементы паяльного
инструмента. ИК-нагреватели могут быть заменены или отремонтированы только авторизованным
дистрибьютором. Соблюдение гарантий возможно только при ненарушении целостности изделия.
Оперативная техническая поддержка ERSA: В.В.Новоселов www.ersa.ru
ersa@online.ru
13
Руководство по применению паяльно-ремонтной станции IR500A
(P) ERSAnet, 2003
8. Комплектующие и номенклатурные номера
Наименование
Номер
Инфракрасная паяльная станция в комплекте с MICRO-CON60iA
IR500A
Термосенсор в сборе
IR4510-01
Лазерный прицел
IR4500-02
Лоток для компонентов
IR4500-03
Выносной выключатель ("мышь") вакуумного манипулятора
IR4500-04
Винт фиксации держателя печатных плат
IR4500-08
Сетевой шнур основного блока 230 В
3K120KR053075
Силиконовая присоска (диаметр 8 мм)
IR4520-01
Силиконовая присоска (диаметр 5 мм)
IR4520-02
Предохранитель IR500A 230 В, 3,15 АТR
Предохранитель MICRO-CON60iA 230 B, 0,63AT
3EBSI3, 15ATR
3EBSI0, 63ATR
Модуль MICRO-CON 60iA в составе IR500A - см. инструкцию по эксплуатации MICRO-CON60 iA
10. Дополнительные принадлежности к ИК-станциям
Наименование
Номер
Рамка-держатель печатных плат
IR4500-01
Отражающая лента для защиты критических зон платы от ИК-нагрева
IR4500-40
Клейкая лента для крепления термосенсора к плате
IR4500-07
Термосенсор на проводе с коннектором для MICRO-CON60iA (60 см)
IR4510-03
Вентилятор охлаждения плат (230 В)
IR4500-06
Держатель миниатюрных и сложнопрофильных плат
PH100
Прецизионный установщик компонентов
PL550A
Поставляются дополнительно к MICRO-CON60iA:
Наименование
Номер
Селектор-коммутатор паяльных инструментов
MIC 608A
Паяльник PowerTool
840CDJ
Паяльник MicroTool
270BDJ
Термопинцет Pincette 40
430EDJ
Термоотсос CU100A
CU100A
Подставка-держатель для паяльника
A29
Подставка-держатель для термопинцета Pincette 40
A30
Инструмент (круглогубцы) для замены жал
3ZT00164
Оперативная техническая поддержка ERSA: В.В.Новоселов www.ersa.ru
ersa@online.ru
14