Waarom digitale infraroodtechnologie de ideale oplossing is voor leidvrije standaarden
De halfgeleiderindustrie streeft er hard naar om gebruik te maken van leidvrije, milieuvriendelijke standaarden. Het klinkt goed op papier, maar als je nog steeds afhankelijk bent van ouderwetse convectieovens, zal je vast hebben gemerkt dat deze niet voldoen aan de vereisten. Deze ovens gebruiken al hun energie om de lucht rondom het product op te warmen. Dat is eigenlijk hetzelfde als proberen een huis op te warmen door alleen de oprit op tewarmen.
Daar komt de digitale infraroodtechnologie om de hoek kijken. In plaats van de ruimte op te warmen, wordt de energie rechtstreeks naar het materiaal gestuurd. Dit is een veel efficiëntere manier om het materiaal te verhitten.
De hitte precies waar het nodig is
IR-verhitting houdt in dat er geen hete lucht in een grote ruimte wordt gepompt. Er worden kortegolflange of middenliggende golflengten gebruikt om energie rechtstreeks in het materiaal te sturen. Omdat het om straling gaat, dringt de hitte direct door tot in het leidvrije lijmwerk en andere materialen. Hierdoor wordt de glasovergangstemperatuur snel bereikt. En omdat er geen energie wordt verspild aan het opwarmen van de omgeving, blijven de energiekosten laag.
Geen gezeul meer met het bepalen van de temperatuur
Het moeilijkste is dat leidvrije materialen meer hitte nodig hebben om te smelten. Er is echter een dunne lijn tussen ‘verhard’ en ‘beschadigd’. Als de temperatuur te hoog wordt, kan het PCB beschadigen of gevoelige onderdelen worden vernietigd. Niemand wil immers een hele batch boards weggooien omdat de oven niet goed werkt.
Wir lossen dit op met behulp van een PID-regelaar. Het is alsof er een constante communicatie is tussen het circuitboard en de regelaar. We monitoren de oppervlaktetemperatuur in real time, en de regelaar past de stroomtoevoer aan zodra de gewenste temperatuur is bereikt. Hierdoor wordt het circuitboard perfect verhard, zonder dat het beschadigt raakt.
De werkelijkheid op de productieline
Laten we eerlijk zijn: overstappen op IR-technologie is geen simpele oplossing. De hitte is namelijk zeer geconcentreerd. Daarom moet je de snelheid van de transportband en de bescherming goed instellen. Als de band te langzaam gaat, kan het materiaal beschadigen. Als de band te snel gaat, blijven er onverharde plekken over, wat later problemen kan veroorzaken. Het gaat erom de juiste balans te vinden tussen de vermogen van de lamp en de snelheid waarmee de boards worden vervoerd.
Volgens mijn ervaring is de beste manier om dit te doen om de digitale regelaar te combineren met een gekalibreerde pyrometer. Hierdoor hoef je geen gokken meer te doen. Je hebt dan een proces dat herhaalbaar is, dat voldoet aan alle RoHS-standaarden en waarbij de productietijd zo kort mogelijk blijft.