Waarom we overstappen op IR-technologie voor loodvrije chips
Als je ervaring hebt met het drogen en helen van halfgeleiders, ken je de oude manier: alles in een enorme convectieoven stoppen en wachten tot het klaar is. Maar er gebeuren veranderingen. Door de trend richting ‘groene’ en loodvrije standaarden, zien we een grote verschuiving richting infrarood- (IR-)technologie.
Het voordeel? Je kunt de gewenste temperatuur bereiken op de chip of het substraat, zonder dat je de hele ruimte hoeft op te warmen.
Het voorkomen van energieverlies
Stel je eens voor hoe een gewone hete luchtoven werkt: het is eigenlijk een enorme metalen kist die veel energie verspilt aan het opwarmen van zijn eigen muren en de lucht erin. Dat is inefficiënt.
IR-technologie is anders. In plaats van de lucht op te warmen, stralen IR-lampen elektromagnetische straling uit die rechtstreeks in het materiaal terechtkomt. Hierdoor trillen de moleculen van het coatingsmateriaal of de laspaste.
Het gaat erg snel. We hebben het hier over tijden die van minuten naar seconden worden verkort.
De meesten gebruiken hiervoor kortegolflengte-IR-technologie. Hierdoor dringt de warmte dieper into het materiaal, zodat ook de onderkant van de lasnaad even snel hard wordt als de bovenkant. Dit voorkomt het vervelende ‘skinning-effect’, waarbij het oppervlak te snel hard wordt en de oplosmiddelen eronder vast blijven zitten.
Omgaan met de hitte van loodvrije lasmassa’s
Hier komt het lastige gedeelte: loodvrije lasmassa’s hebben een stuk hogere temperaturen nodig om te smelten dan de oude, op lood gebaseerde lasmassa’s.
Als je probeert deze hoge temperaturen te bereiken met een convectieoven, raakt het PCB-substraat vaak oververhit. Dit leidt tot vervormingen, wat een groot probleem is voor iedereen die zich bezighoudt met kwaliteitscontrole.
IR-technologie geeft je meer controle. Je kunt de golflengte instellen zodat deze precies overeenkomt met wat het materiaal kan opnemen. De warmte komt precies waar het nodig is, en nergens anders. Dit is beter voor het circuitbord én voor het milieu.
De realiteit
IR-technologie is geen magisch apparaat. Je kunt niet zomaar een schakelaar omzetten en weglopen.
Omdat de warmte in een rechte lijn trekt, moet je rekening houden met ‘schaduweffecten’. Als er componenten van verschillende hoogtes zijn, zorgen de hogere componenten ervoor dat de warmte de lagere componenten niet bereikt.
Om dit op te lossen, heb je waarschijnlijk meerdere lampen nodig of een apparaat dat de circuitborden kan draaien. Houd ook rekening met de koelventilatoren: als deze niet goed genoeg zijn, kan de overtollige warmte blijven hangen en de precisiesensoren beïnvloeden.