Mo¿na by s¹dziæ, ¿e to

czym lutuj¹ w NASA

jest g³êboko strze¿on¹

tajemnic¹. Tymczasem

okazuje siê, ¿e takich

samych przyrz¹dów

u¿ywaj¹ u Boeinga.

A teraz informacja, która

z pewnoœci¹ zaskoczy

Czytelników __ technologie

i urz¹dzenia lutownicze,

stosowane w NASA

i u Boeinga, s¹ dostêpne

tak¿e w Polsce.

Narzêdzia firmy PACE

W NASA, jak i u Boeinga, do lutowania u¿y-

waj¹ narzêdzi firmy PACE. PACE jest firm¹

amerykañsk¹. Oferuje stacje i oprzyrz¹do-

wanie lutownicze o ró¿nych mo¿liwoœciach,

zawsze jednak spe³niaj¹ce najwy¿sze wy-

magania, co do parametrów, niezawodno-

œci, ekonomii u¿ytkowania, ergonomii, bez-

pieczeñstwa i trwa³oœci.

Tu ma³a dygresja _ mówi¹c o lutowaniu,

myœlimy o monta¿u uk³adów elektronicz-

nych, trzeba jednak podkreœliæ, ¿e wa¿nym

procesem ”wplecionym w losy” urz¹dzeñ

elektronicznych, jest demonta¿, czyli np.

usuwanie uszkodzonych elementów w cza-

sie napraw. Do tego celu równie¿ s¹

potrzebne specjalistyczne narzêdzia uwzglê-

dniaj¹ce budowê i technologiê wykonania

serwisowanego sprzêtu. Stacje lutownicze,

przeznaczone dla ma³ych i œrednich firm, po-

winny umo¿liwiaæ tak¿e demonta¿.

Linie produkcyjne du¿ych fabryk s¹ dzisiaj

w znacznej czêœci zrobotyzowane _ maso-

woϾ produkcji usprawiedliwia zastosowa-

nie bardzo drogich, wyrafinowanych tech-

nicznie urz¹dzeñ. Tymczasem w firmach

ma³ych, tak¿e w serwisach, musz¹ równie¿

byæ zachowane wszelkie rygory zwi¹zane

z technologi¹ monta¿u, jedyna prawdziwie

istotna ró¿nica dotyczy wydajnoœci.

Do produkcji i napraw coraz liczniejszych

grup urz¹dzeñ, charakteryzuj¹cych siê

wysokim stopniem miniaturyzacji, potrzeb-

ne s¹ przyrz¹dy i narzêdzia spe³niaj¹ce

szczególne wymagania pod wzglêdem pre-

cyzji. I musi to byæ precyzja nie tylko dotycz¹-

ca wymiarów, ale tak¿e odniesiona do prze-

CZYM LUTUJ¥ W NASA?

ratury, odczyt nastaw i temperatury rzeczy-

wistej na wyœwietlaczu (stabilizacja z do-

k³adnoœci¹

±

1,1

o

C),

q

automatyczne przejœcie w stan czuwania

(standby): obni¿enie temperatury do 178

o

C,

tak aby _ z jednej strony _ oszczêdzaæ

energiê i wyd³u¿aæ ¿ywotnoœæ grota, z dru-

giej _ zapewniæ natychmiastowe podjêcie

pracy, tj. bardzo szybkie osi¹gniêcie zada-

nej temperatury roboczej,

q

automatyczne wy³¹czenie zasilania po

okreœlonym czasie,

q

zabezpieczenie dokonanych nastaw ha-

s³em.

Stacja ST 45N jest ponadto przystosowana

do lutowania w os³onie azotowej, co po-

prawia jakoœæ po³¹czeñ, zmniejsza ryzyko

przegrzania elementów i pod³o¿a (wymaga-

na temperatura pracy jest ni¿sza), umo¿liwia

u¿ycie stopów bezo³owiowych, jest tak¿e

Ÿród³em oszczêdnoœci (mniejsze zu¿ycie

energii i grotów).

Wszystkie wymienione wy¿ej stacje mog¹

pracowaæ z 90 rodzajami koñcówek (grotów

i g³owic) do monta¿u i demonta¿u.

Wœród grotów, o ró¿nych wymiarach i geo-

metrii, s¹ dostêpne tak¿e _ specjalnie opra-

cowane _ groty MINI-FALA, do precyzyj-

nego i szybkiego monta¿u powierzchnio-

wych uk³adów PLCC i PQFP. Wykorzysta-

no w nich zjawisko napiêcia powierzchnio-

wego. Umo¿liwiaj¹ lutowanie uk³adów o ra-

strze wyprowadzeñ 0,3 mm. Grot MINIFA-

LA ma na koñcu niewielkie, odpowiednio

wyprofilowane wg³êbienie, stanowi¹ce zbior-

nik wype³niany stopem lutowniczym. Pod-

czas przesuwania grota (pewnym, jednostaj-

nym ruchem, o doœwiadczalnie dobranej

prêdkoœci) po wyprowadzeniach uk³adu,

cyna jest dozowana na poszczególne punk-

ty lutownicze, w iloœci zapewniaj¹cej po-

wstanie pewnych po³¹czeñ, o odpowiedniej

geometrii. Ryzyko powstania zwaræ jest mi-

nimalne.

biegu procesu termicznego. Chodzi bowiem

o to, aby uzyskaæ jak najlepsze po³¹czenia,

nie nara¿aj¹c elementów i pod³o¿a na ryzy-

ko uszkodzeñ, zwi¹zanych z przegrzaniem

czy naprê¿eniami, powstaj¹cymi wskutek

du¿ych ró¿nic temperatur na ma³ym obsza-

rze. Bardzo istotna jest te¿ ochrona prze-

ciwelektrostatyczna.

Firma PACE dysponuje szerok¹ ofert¹, na

któr¹ sk³adaj¹ siê urz¹dzenia o zró¿nicowa-

nych mo¿liwoœciach funkcjonalnych i wy-

dajnoœci, tak by potencjalny u¿ytkownik

móg³ dokonaæ optymalnego wyboru,

uwzglêdniaj¹c swoje potrzeby i mo¿liwoœci

finansowe.

Oferta PACE zawiera stosunkowo proste

stacje lutownicze, zgrupowane w linii ST,

uniwersalne stacje dwu- i trzykana³owe MBT,

wielokana³ow¹ stacjê PRC oraz komplekso-

we systemy ThermoFlo, dedykowane ele-

mentom SMD i BGA. Nowoœci¹ wœród pro-

pozycji PACE s¹ stacje TW 100 i HW 100.

Stacje lutownicze linii ST

Analogowe stacje lutownicze ST 25/35, za-

pewniaj¹ regulacjê i stabilizacjê temperatu-

ry, kontynuacj¹ tej linii s¹ cyfrowe stacje ST

45/55 i 45N (rys.1).

Te sterowane mikroprocesorowo urz¹dze-

nia, umo¿liwiaj¹:

q

dok³adniejsze ustawienie ¿¹danej tempe-

r

NA RYNKU

ELEKTRONIKI

12

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 9/2002

Rys. 1.

Stacja lutownicza ST 45

Rys. 2.
Wielokana³owa stacja
lutownicza PRC 2000

13

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 9/2002

Wa¿n¹ cech¹ stacji PACE jest mo¿liwoœæ

szybkiej wymiany koñcówki roboczej, bez

koniecznoœci wy³¹czania lutownicy.

Wspomniana liczba (90) koñcówek, bêd¹-

ca potencjalnie do dyspozycji u¿ytkownika,

wskazuje na d¹¿enie do konstruowania na-

rzêdzi optymalnych dla danych czynnoœci.

Konsekwencj¹ obrania takiej drogi jest stwo-

rzenie kilku typów r¹czek do monta¿u i de-

monta¿u uk³adów elektronicznych. ”R¹czka”

to _ w terminologii funkcjonuj¹cej w dziedzi-

nie, o której tu mowa _ przyrz¹d trzymany

przez operatora w d³oni, s³u¿¹cy do przepro-

wadzenia w³aœciwej czynnoœci lutowania

(monta¿u) lub rozlutowania (demonta¿u).

W najprostszym przypadku r¹czka jest kom-

pletn¹ lutownic¹, tutaj jednak jest elementem

systemu, na który sk³adaj¹ siê jeszcze:

peratury roboczej. Staje siê wtedy po¿¹da-

ne, aby ró¿ne r¹czki pozostawa³y jedno-

czeœnie w gotowoœci do pracy.

Mo¿na w ten sposób wydatnie zwiêkszyæ

efektywnoœæ procesów, gdzie przeprowa-

dzana jest sekwencja ró¿nych czynnoœci,

np. w cyklu: wylutowanie wadliwego ele-

mentu

→

czyszczenie p³ytki

→

pozycjono-

wanie i wlutowanie sprawnego zamiennika.

Stacje wielokana³owe

i systemy ThermoFlo

Takie usprawnienie oferuj¹ stacje wieloka-

na³owe, do których mo¿na jednoczeœnie

przy³¹czyæ od dwóch (MBT 201) do piêciu

(PRC 2000) r¹czek lub narzêdzi pomocni-

czych (rys. 2), takich jak dozownik pasty

i topników, pneumatyczna pêseta do przy-

trzymywania i pozycjonowania elementów

na p³ytce, czy miniwiertarka do napraw ob-

wodów drukowanych.

Nastêpn¹ grupê urz¹dzeñ PACE, przezna-

czonych do monta¿u i demonta¿u uk³adów

SMD i elementów typu BGA, przy u¿yciu

metody nadmuchu gor¹cym powietrzem,

sie pracy umo¿liwia specjalny adapter.

Widoczny na zdjêciu czerwony kr¹¿ek,

umieszczony centralnie wewn¹trz obrysu

g³owicy, to przyssawka podciœnieniowa, wy-

korzystywana do precyzyjnego pozycjono-

wania elementu przy monta¿u (b¹dŸ do

zdejmowania z p³ytki elementu demonto-

wanego).

Najbardziej zaawansowanym technicznie

systemem jest TF-2000 (rys. 4) ze stanowi-

skiem komputerowym i _ opcjonalnie _

z aparatem rentgenowskim do kontroli jako-

œci po³¹czeñ. Poniewa¿ wyprowadzenia

(czasami jest ich kilkaset) uk³adów BGA

znajduj¹ siê na dolnej powierzchni obudowy,

po zamontowaniu na p³ytce nie mo¿na do-

konaæ oceny optycznej. U¿ycie aparatu rent-

genowskiego z wizualizacj¹ badanego ob-

szaru na monitorze umo¿liwia kontrolê

w czasie rzeczywistym, z dok³adnoœci¹ do

25

µ

m. Wymagana tutaj precyzja i powta-

rzalnoœæ, przy zak³adanej wysokiej efek-

tywnoœci, wyklucza stosowanie r¹czek _

korpus do mocowania wymiennych g³owic

roboczych stanowi integraln¹ czêœæ urz¹dze-

nia TF-2000.

Stacje HW 100 i TW 100

Do niedawna opisane wy¿ej stacje i systemy

stanowi³y ca³oœæ standardowej oferty PACE.

Teraz s¹ ju¿ dostêpne stacje HW 100 i TW

100 (rys. 5), których œwiatowa premiera mia-

³a miejsce w czerwcu na miêdzynarodowych

targach SMT w Norymberdze.

S¹ to produkty o nowej konstrukcji uk³adu

grzejnik-grot, zapewniaj¹cej bardzo szybk¹

reakcjê na bie¿¹ce zmiany warunków pra-

cy i zapotrzebowania na ciep³o. Niespotyka-

na dot¹d szybkoœæ wzrostu temperatury

skutkuje osi¹ganiem optymalnego punktu

pracy w bardzo krótkim czasie. Uzyskana

szybkoœæ jest w znacznym stopniu niezale¿-

na od powierzchni punktu lutowniczego i ob-

jêtoœci spoiwa. Ta w³aœciwoœæ umo¿liwia

obni¿anie nastawianych temperatur robo-

czych tak, by nie trac¹c efektywnoœci, popra-

wiæ bezpieczeñstwo elementów i pod³o¿a

oraz zmniejszyæ zu¿ycie energii i wyd³u¿yæ

¿ywotnoœæ grota.

Wa¿n¹ cech¹ nowych stacji jest wzorcowa

ergonomia i wysoki komfort pracy, jaki za-

pewniaj¹. Listê zalet dope³nia nowoczesne,

atrakcyjne wzornictwo. Stacje HW 100 i TW

100 wzbudza³y du¿e zainteresowanie

i uznanie profesjonalistów podczas prze-

prowadzanych demonstracji i z pewnoœci¹

znajd¹ szerokie zastosowanie _ tak¿e w NA-

SA i u Boeinga.

n

Marek Kalasiñski

Opracowano na podstawie materia³ów PACE, dostarczo-

nych przez firmê RENEX _ jedynego przedstawiciela

PACE w Polsce.

Rys. 3. R¹czka ThermoFlo

Rys. 4. System TF- 2000

uk³ady zasilaj¹ce, steruj¹ce i pomocnicze.

Taki zestaw, to w³aœnie stacja.

Pracê z ró¿nymi r¹czkami umo¿liwiaj¹ ju¿

stacje ST 75 i ST 115 _ odpowiednio: ana-

logowa i cyfrowa _ dziêki kompresorowi

wbudowanemu w ka¿dej z nich. Kompresor

o prze³¹czanych trybach pracy (zasysa-

nie/nadmuch) znakomicie u³atwia demon-

ta¿ (odsysanie spoiwa) i umo¿liwia lutowa-

nie rozp³ywowe, w którym funkcjê grota pe³-

ni strumieñ gor¹cego powietrza. Przed w³a-

œciwym lutowaniem element zostaje umie-

szczony na p³ytce i wypozycjonowany,

a stop lutowniczy o konsystencji pasty _

na³o¿ony za pomoc¹ dozownika w miejsca

po³¹czeñ (punkty lutownicze).

Wielofunkcyjnoœæ stacji, osi¹gana przez wy-

mianê r¹czek, mo¿e w pewnych zastosowa-

niach okazaæ siê niewystarczaj¹ca ze wzglê-

du na pewien czas potrzebny na rozgrzanie

koñcówki nowo przy³¹czonej r¹czki do tem-

stanowi¹ systemy ThermoFlo. Umo¿liwiaj¹

one programowanie takich parametrów

procesu, jak: temperatura, czas i wydaj-

noœæ nadmuchu. Dziêki zastosowaniu sta-

tywu mo¿na osi¹gn¹æ du¿¹ precyzjê mon-

ta¿u. R¹czka ThermoFlo (rys. 3) mo¿e

wspó³pracowaæ z 72 g³owicami do monta-

¿u i demonta¿u. Ich szybk¹ wymianê w cza-

Rys. 5. Stacja lutownicza TW 100