MICRO-CON 60iA

Техническое описание настольной камерной печи TT500A
(P) ERSAnet, 2001
ERSA TT500A
конвекционно-инфракрасная
камерная настольная печь
для поверхностного монтажа
Инструкция по установке и эксплуатации
Оперативная техническая поддержка ERSA: В.В.Новоселов www.ersa.ru
[email protected]
1
Техническое описание настольной камерной печи TT500A
(P) ERSAnet, 2001
1. Введение
Хотя настольная камерная печь TT500A ориентировна на малосерийное производство и изготовление
прототипов печатных плат, она реализует типовые функции больших конвейерных машин и обеспечивает
самое современное управление технологическими процессами.
Под управлением микропроцессора в термокамере осуществляются фазы предварительного разогрева и
оплавления с необходимой точностью во времени.
Комбинация конвекционного метода (нагрева
циркулирующим горячим воздухом) и кварцевых (инфракрасных в видимом диапазоне волн) излучателей
обеспечивает как равномерность нагрева в течение всего процесса, так и скорость нагрева на "пиковых"
участках термопрофиля.
2. Технические данные
Питание
Габариты
Вес
Максимальный размер платы
Максимальная высота (просвет)
однофазное 220-240В, 16А
620 x 850 x430 мм
80 кг
340 x 410 мм
40 мм
3. Ввод в эксплуатацию
3.1. Распаковка и установка печи
Если упаковка содержит видимые повреждения, немедленно уведомите перевозчика и поставщика.
Распакуйте печь и установите ее на горизонтальную плоскость с прочным основанием и термоустойчивым
покрытием. Если необходимо, отрегулируйте высоту ножек печи. Ни в коем случае не устанавливайте печь
без ножек (то есть без зазора между ее корпусом и плоскостью стола).
Внимание! Во время работы печь может нагреваться. Поэтому располагать ее следует на термопрочном
основании, и на достаточном расстоянии (>250 мм) от окружающих предметов для обеспечения надлежащей
вентиляции.
На задней стенке печи расположен вытяжной вентилятор, к которому можно подсоединить внешнюю систему
дымоудаления. Ни в коем случае не блокируйте вентилятор.
3.2. Электрические соединения
Проверьте соответствие сетевого напряжения указанному на печи.
Убедитесь, что выключатель питания находится в положении "отключено".
Подсоедините шнур от печи к сети электропитания.
3.3. Техника безопасности
Температура рабочей зоны печи может превышать 300°С. Не притрагивайтесь к разогретым поверхностям
печи во время ее работы.
Для целей визуального контроля в печи имеется смотровое окно. Температура его термоустойчивого стекла
может превышать 100 градусов, поэтому притрагиваться к нему опасно: можно получить ожег.
Во время нагрева печи (о чем свидетельствуют акустический сигнал и светодиодный индикатор) камеру печи
нельзя открывать. Помните, что температура воздуха внутри печи может превышать 300°С.
Используйте только оригинальные сменные и запасные части поставщика; доверяйте их установку только
специально обученному персоналу. Перед снятием корпуса печи убедитесь, что шнур отключен от сети
электропитания, и что печь полностью остыла.
Оперативная техническая поддержка ERSA: В.В.Новоселов www.ersa.ru
[email protected]
2
Техническое описание настольной камерной печи TT500A
(P) ERSAnet, 2001
4. Функциональное описание
4.1. Пайка оплавлением
Процесс пайки оплавлением идентичен для любой тиражности - от единиц до тысяч плат в день. По
большому счету, он включает три стадии (зоны): подогрев, оплавление и охлаждение. Но если в конвейерной
печи плата последовательно "физически" перемещается сквозь зоны, то в камерной печи (каковой является и
ТТ500A) перемещение сквозь зоны имитируется программированием температур и временных интервалов.
Во всех печах (кроме пайки в паровой фазе) зоны нагрева управляемые. Более того, в любых печах
программируемые (задаваемые) значения температуры не являются действительными температурами
печатной платы. Отличие целевой температуры от фактической обусловлено способм нагрева, конструкцией
печи, размером, толщиной и типом материала печатной платы; геометрией и отражающей способностью
компонентов. По этой причине не существует стандартных решений, пригодных для любых паяльных систем
и условий пайки: выбор, разработка и оптимизация техпроцесса является основной задачей технолога.
Применение конвекционного нагрева позволяет обеспечить теплопередачу с наибольшей равномерностью и
минимизировать зависимость температурного профиля от массы компонентов. Однако, в любом случае
подбор адекватного термопрофиля для конкретных условий пролегает через эксперимент. Чтобы иметь
информацию о реальной температуре платы в ходе эксперимента, печь TT500A может быть дополнительно
укомплектована двумя выносными термодатчиками, прикрепляемыми к печатной плате.
Ддля приобретения дополнительных термодатчиков обращайтесь к уполномоченным поставщикам ERSA.
Итак, процесс пайки в печи слагается из этапов (зон). Температура платы с нанесенной паяльной пастой и
установленными компонентами должна плавно возрасти от комнатной и затем стабилизироваться на уровне
130°С-160°С для активизации флюса. Эффективная пайка осуществляется на температурах порядка 215°С 225°С. За оплавлением припоя должно следовать довольно быстрое охлаждение (см. график).
4.2. Отверждение клея (сушка)
Печь TT500A может использоваться не только для пайки оплавлением, но и для установки элементов на
термоотверждаемый клей. В этом случае профиль нагрева имеет плоскую вершину без "горба", характерного
для пайки оплавлением (см. график).
4.3. Имитация зон в камерной печи
Если в конвейерной печи плата последовательно перемещается сквозь зоны, то в камерной печи
прохождение зон имитируется программированием температур и временных интервалов. В печи TT500A
следующие температуры и временные интервалы являются программируемыми:
Вase temperature (BT)
Стартовая температура, с которой начинается процесс. При
выборе программы система сначала стабилизируется на данной
температуре. По окончании процесса система вернется к ней же.
Preheat/Soak temperature (PT)
Температура подогрева (зона активизации флюса, входящего в
состав паяльной пасты). На графике показано, что эта температура
должна быть стабильной на определенном временном интервале.
Preheat/Soak time (PS)
Продолжительность нахождения печатной платы в зоне
предварительного нагрева (активизации флюса), начиная от
момента достижения температуры PT.
Reflow temperature (RT)
Температура
состояние)
Reflow time (RS)
Продолжительность нахождения печатной платы в зоне
оплавления, начиная от момента достижения температуры RT.
Cooling temperature (CT)
По окончании фазы пайки температура снижается. Но поскольку
существует опасность сотрясения/смещения компонентов при
транспортироваке платы, необходимо сначала обеспечить
затвердение паяных соединений. Температура охлаждения (CT) это та, при которой припой гарантированно находится в твердом
состоянии и допускается транспортировка платы для дальнейшего
охлаждения во внешнем отсеке.
зоны
оплавления
Оперативная техническая поддержка ERSA: В.В.Новоселов www.ersa.ru
(перехода
[email protected]
припоя
в
жидкое
3
Техническое описание настольной камерной печи TT500A
(P) ERSAnet, 2001
4.4. Печь TT500A в проекции сверху
На рисунке показаны:

камера нагрева с циркуляцией горячего воздуха и четырьмя кварцевыми излучателями

транспортер печатной платы

отсек охлаждения с двумя вентиляторами

вытяжной вентилятор на задней стенке печи

смотровое окно

два гнезда для подключения выносных термодатчиков

клавиатура и дисплей
4.5. Удаление газообразных продуктов пайки
Печь следует располагать только в местах, допускающих оперативное удаление дыма, образующегося в ходе
пайки. Для непосредственного подключения к печи внешней системы дымоудаления (вытяжки) необходим
переходник.
5. Управление печью
5.1. Клавиатура
Печь TT500A управляется микропроцессором, а инструкции вводятся оператором с простейшей клавиатуры.
Назначение клавиш (см. рисунок):
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
Вкл/Выкл (standby - режим ожидания)
Вход в режим выбора существующих программ (термопрофилей)
Отображение температуры с выносных (дополнительных) термодатчиков
Вход в режим сохранения программ (термопрофилей) M1-M8, задаваемых пользователем
Отображение температурных установок или реальных значений температуры
Клавиша используется в режиме программирования; на данном уровне меню не задействована
Передвижение по меню "верх" или увеличение значения при программировании профиля
Передвижение по меню "вниз" или уменьшение значения при программировании профиля
Вспомогательное меню (счетчик, язык, шкала Цельсия/Фаренгейта), звук
ВВОД установленного режима
Переход на ручное управление длительностью фазы оплавления
Управление перемещением платы внутрь камеры и обратно
Треугольным указателем отмечается текущая зона процесса пайки.
5.2. Включение и выключение
Сначала печь нужно включить сетевым тумблером, находящимся на правой стенке корпуса печи.
По включении печь переходит в режим ожидания (standby). Свечение красного светодиода клавиши 1
индицирует нахождение печи в режиме ожидания. Нажатие этой клавиши активирует печь; на дисплее
высветится сообщение "Oven 2 zones" и код используемой версии системы управления. Перемещение платы
и нагрев не начинаются, пока не выбрана соответствующая программа (профиль).
Внимание! Ни в коем случе не выключайте печь ТУМБЛЕРОМ в процессе работы: нагревательные элементы
потребляют ток до 16А, прерывание которого может повлечь мощную искру внутри тублера и, как следствие,
постепенное повреждение его контактных элементов.
5.3. Выбор существующей программы (профиля)
В системе имеются 20 программ с полным набором параметров для наиболее распространенных приложений
(см. таблицу в п. 8.2). Они включают температурные установки для трех зон и соответствующую "скорость
движения конвейера", имитируемую в камерной печи продолжительностью нахождения платы в условиях
этих зон. Кроме того, 8 программ могут быть заданы пользователем (см. п. 5.4).
M1 - M8 программы пользователя
09 - 18 предустановленные программы для пайки оплавлением
19 - 28 предустановленные программы для сушки (клея)
Оперативная техническая поддержка ERSA: В.В.Новоселов www.ersa.ru
[email protected]
4
Техническое описание настольной камерной печи TT500A
(P) ERSAnet, 2001
Процедура выбора программы (профиля) такова.
При нажатии клавиши с изображением "дымящейся микросхемы" на дисплее появится надпись
"Program
M1". Нажатием клавиш с изображением вертикальных стрелок выбрать требуемую
программу и подтвердить выбор нажатием клавиши ВВОД (угловая стрелка). На дисплее появится набор
параметров данной программы и треугольный указатель. Мерцающий номер программы и светодиод под
клавишей "с дымком" свидетельствуют о нагревании печи. На дисплее попеременно отображаются значения
установок и действительные температуры всех трех зон.
Если по ошибке был выбран не тот номер программы, то нажатием клавиш с изображением вертикальных
стрелок нужно выбрать корректную программу и подтвердить выбор нажатием клавиши ВВОД (угловая
стрелка). При этом верхняя строка дисплея соответствует текущей программе, а нижняя - новой установке.
Как только печь достигнет требуемой температуры и стабилизирует ее, о готовности будет сообщено
звуковым сигналом (впрочем, при желании его можно отключить), а светодиод под клавишей "с дымком"
перестанет мерцать. После этого дисплей будет отображать действительный процесс регулирования и
отслеживать температурный профиль под управлением микропроцессора.
5.4. Программирование профиля пользователем
Пользователь имеет возможность задавать 8 собственных программ и выбирать их точно так же, как
программы, предустановленные изготовителем печи. В расширенном варианте печь может быть дополнена
аппаратными средствами сопряжения с персональным компьютером и соответствующим программным
обеспечением, предоставляющим сервисные возможности задания и отслеживания термопрофилей для
протоколирования по стандарту ISO9000.
При нажатии клавиши с изображением "стопки дисков" на дисплее появится надпись из двух строк:
"10" (номер текущей программы) и "Memory
M1". Нажатием клавиш с изображением вертикальных
стрелок выбрать требуемый номер программы (M1 - M8) и подтвердить нажатием клавиши ВВОД (угловая
стрелка). На дисплее появится набор нулевых значений параметров для данной программы. Нажатием
клавиш с изображением вертикальных стрелок задать требуемую стартовую температуру (отображение
внутри круглых скобок на дисплее) и подтвердить ее нажатием клавиши ВВОД. Аналогично задать
температуру и продолжительность последующих двух зон нагрева (предварительный нагрев и оплавление).
После этого на дисплее высветится слово Cooling, обозначающее температуру охлаждения. Значение ее в
круглых скобках необходимо ввести аналогичным образом, завершая процедуру нажатием клавиши ENTER. В
результате программа (в примере - M1) полностью определена пользователем.
5.5. Модификация профилей пользователем
Любая из 8 пользовательских программ (M1 - M8) может быть изменена, в то время как предустановленные
заводом-изготовителем программы (09-28) изменить невозможно.
Чтобы войти в режим программирования (модификации) профиля, надо нажать клавишу с изображением
"стопки дисков" (так же, как описано выше в п. 5.4). Нажатием клавиш с изображением вертикальных стрелок
выбрать требуемый номер программы для модификации (M1 - M8) и подтвердить нажатием клавиши ВВОД
(угловая стрелка). На дисплее появится набор прежних значений параметров для данной программы.
Нажатием клавиш с изображением вертикальных стрелок задать требуемую стартовую температуру
(отображение внутри круглых скобок на дисплее) и подтвердить нажатием клавиши ВВОД. Аналогично задать
температуру следующих двух зон нагрева (предварительный нагрев и оплавление). После этого на дисплее
высветится слово Cooling, обозначающее температуру охлаждения. Значение ее в круглых скобках
необходимо ввести аналогичным образом, завершая процедуру нажатием клавиши ENTER.
Примечание: если необходимо изменить лишь температуру охлаждения, то после ативизации режима
программирования достаточно нажать клавишу с изображением "часов", изменить значение и нажать ВВОД.
5.6. Отображение установок
Установленные значения температуры и "скорости движения конвейера" (продолжительности нахождения
платы в зонах) можно отобразить на дисплее в любое время для контроля. В зависимости от фазы процесса
текущие значения отображаются на дисплее, а подсветка клавиш является подсказкой в отношении режима
функционирования дисплея.
При нажатии клавиши с изображением "термометра" дисплей переходит в режим отображения установок и
реальных температур, а при нажатии клавиши с изображением "часов" - в режим отображения температуры
охлаждения.
В режиме отображения никакие установки не могут быть изменены. Порядок изменения установок описан
выше в п. 5.4 и 5.5.
Оперативная техническая поддержка ERSA: В.В.Новоселов www.ersa.ru
[email protected]
5
Техническое описание настольной камерной печи TT500A
(P) ERSAnet, 2001
5.7. Запуск процесса
По достижении стартовой температуры послышится звуковой сигнал (который можно отключить) и светодиод
под клавишей "с дымком" перестанет мерцать. Поместите печатную плату на транспортер и нажмите клавишу
"P". Транспортер переместит плату в рабочую камеру и процесс начнется после закрытия шторы.
Внимание! Мерцание света в камере (автоматическое включение/выключение кварцевых излучателей)
является естественным фактором обеспечения заданного температурного профиля; непрерывное излучение
кварцев привело бы к росту температуры со слишком большой скоростью.
По завершении цикла пайки печатная плата будет автоматически транспортирована во внешний отсек для
окончательного охлаждения, а температура в рабочей камере будет стабилизирована на стартовом значении.
Будьте осторожны, извлекая плату из печи: она может быть еще горячей, несмотря на результаты работы
боковых вентиляторов охлаждения.
5.8. Ручное прерывание автоматического процесса
Дисплей позволяет полностью контролировать процесс в печи. Кроме текущих температур он отображает
также оставшееся время каждой стадии процесса. Вполне возможно, что при отработке прототипов вы не
сможете сразу выбрать оптимальную программу, и вам захочется продлить процесс на стадии оплавления
(например, если через смотровое окно вы видите, что оплавление еще не произошло, а предписанное время
для этой стадии уже заканчивается). Тогда поступите следующим образом: для продления стадии
оплавления (и только ее!) нажмите на клавишу "F". В результате система временно переключится из
автоматического режима в ручной. Когда пайка состоится (о чем вы сможете судить, наблюдая процесс
через смотровое окно), еще раз нажмите клавишу "F". Нагрев прекратится, система переключится обратно в
автоматический режим и доведет процесс до завершения в соответствии с предписанными установками.
5.9. Измерение температуры выносными термодатчиками
Для контактного измерения температуры паяных соединений на печатной плате можно использовать два
дополнительных выносных термодатчика. Такая возможность полезна на этапе отработки технологического
процесса, чтобы затем на этапе серийного производства использовать заранее отработанный термопрофиль,
а также для периодической его поверки и протоколирования.
Разъемы термодатчиков вставляются в гнезда на передней панели; их присутствие система распознает
автоматически. Собственно термопары укрепляют (например, приклеивая термоустойчивым скотчем) в
критических точках печатной платы (например, у компонентов с наибольшей теплоемкостью). Таким образом,
в течение всего процесса они "путешествуют" вместе с платой в камеру и обратно. Показания датчиков
отображаются на дисплее и могут (при условии сопряжения печи с компьютером) быть запомнены в памяти
для построения графиков.
Для отображения измеряемых датчиками температур нажмите клавишу "иголка с ниткой". Дисплей будет
отображать значения температуры с обоих внешних датчиков под символами S1 и S2, до нажатия любой
другой клавиши, в результате чего дисплей выйдет из данного режима отображения (но измерение будет
продолжено).
5.10. Вспомогательное меню Tools
В рамках этого меню можно выбрать язык сообщений (английский, немецкий, французский),
включение/выключение звукового сигнала, шкалу температур (Цельсий/Фаренгейт). Для входа в меню
нажмите кнопку с изображением "исписанного листа". Дисплей отобразит сообщение "Counter 00000". Для
реального использования функции Counter (подсчет числа плат в процессе производства) к печи понадобится
подсоединить дополнительный оптоэлектронный датчик. Кнопками с изображением вертикальных стрелок
можно установить начальное значение счетчика и подтвердить его клавишей ВВОД. Передвижение по меню
осуществляется нажатием кнопок с изображением вертикальных стрелок, а вход в соответствующий пункт и
подтверждение - клавишей ВВОД. При нажатии любой другой клавиши вы покинете вспомогательное меню.
Оперативная техническая поддержка ERSA: В.В.Новоселов www.ersa.ru
[email protected]
6
Техническое описание настольной камерной печи TT500A
(P) ERSAnet, 2001
6. Диагностика и устранение неисправностей
6.1. Тестирование функции внешних термодатчиков
Если значения температуры с подключенных внешних термодатчиков не отображаются, следует
локализовать причину: проблема либо в термопарах, либо в электронной схеме, к которой они подключены.
Чтобы сделать вывод, достаточно к разъему на левой части печи подсоединить отрезок провода: если при
этом на дисплее будет индицироваться комнатная температура, то дело в термопаре; ее необходимо
заменить.
6.2. Замена кварцевых излучателей
1. Отсоедините шнур питания.
2. Вывинтите боковые винты и раскройте корпус печи.
3. Вывинтите винты с четырех сторон, извлеките термосенсор и снимите внутреннюю крышку.
4. Отвинтите и аккуратно снимите всю плоскость.
5. Теперь у вас есть доступ ко всем четырем кварцевым трубкам, которые можно легко заменить.
Совет: не прикасайтесь к стеклу кварцевых трубок обнаженной рукой, поскольку это может сократить срок их
службы. Используйте прилагаемую к ним пористую прокладку.
Внимание! Используйте ТОЛЬКО оригинальные термоустойчивые кабели производителя.
случае существует опасность для как для системы, так и для здоровья (жизни) персонала.
В противном
7. Обслуживание
7.1. Общие рекомендации
Печь разработана с учетом предельного упрощения требований к обслуживанию.
Чтобы обеспечить плавное перемещение транспортера, обеспечивайте графитовую смазку его полозьев.
Чистка рабочей термокамеры осуществляется при снятой верхней части корпуса печи.
Внимание! Перед любыми профилактическими работами отключите сетевой шнур электропитания.
7.2. Сменные и запасные части
Сменные и запасные части доступны через авторизованных дилеров ERSA. Используйте только
оригинальные изделия завода-изготовителя. Работы должны выполняться только квалифицированным
персоналом.
Функциональная схема соединений представлена в п. 8.1. англоязычного оригинала руководства к печи ERSA
TT-500A.
7.3. Список сменных и запасных частей
Номенклатурные номера и названия запчастей приведены в англоязычном оригинале руководства.
уточнения обращайтесь к представителю ERSA.
Оперативная техническая поддержка ERSA: В.В.Новоселов www.ersa.ru
[email protected]
Для
7
Техническое описание настольной камерной печи TT500A
(P) ERSAnet, 2001
8. Приложения
8.1. Схема соединений
представлена на рисунке в англоязычном оргигинале руководства.
8.2. Заводские установки программ
Типовые термопроили пайки оплавлением (09-18) и сушки клея (19-20) представлены в виде таблиц,
содержащий по столбцам значения следующих параметров:

номер программы

стартовая температура

температура предварительного нагрева (градусов Цельсия)

продолжительность предварительного нагрева (секунд)

температура оплавления (градусав Цельсия)

продолжительность оплавления (секунд)

температура охлаждения (градусов Цельсия)
Рекомендуется "лучше недобрать, чем перебрать": устанавливайте более щадящий температурный профиль,
чтобы не повредить плату. При необходимости можно продлить этап оплавления, как было выше описано в
руководстве. Поскольку адекватный профиль зависит от многих факторов, включая тип и плотность
размещения компонентов на плате, изготовитель печи - фирма ERSA - не несет ответственности за
эффективность и полноту предоставляемого набора запрограммированных термопрофилей.
Примечание: для обеспечения плоского профиля при сушке, температура зон выставляется тем не менее,
неодинаковой - из-за того, что компоненты и плата поглощают тепло.
EC - DECLARATION OF CONFORMITY
Изделие ERSA TT500A соответствует следующим стандартам EC
по оборудованию
89/392/EWG,
по электромагнитной совместимости
73/23/EWG,
по низковольтному напряжению
89/336/EWG,
а также стандартам и директивам EC 93/44/EC соотв. 93/68/EC.
Информация об изделии и процессах представлена с максимальной тщательностью специалистами фирмы
ERSA, Германия. Тем не менее, фирма не может поручиться за содержание оригинала и перевода данного
руководства в плане ответственности за возможную неполноту или неоднозначность трактовок, а также
ущерб (в том числе третьим сторонам), могущий иметь место в конкретных применениях, без
предварительного письменного согласования условий. Фирма не возлагает на себя обязательств по
введению систем в эксплуатацию. Техническая информация может быть изменена без предварительного
уведомления в целях усовершенствования изделия. Содержание руководства обновляется; следите за
информацией ERSA.
Оперативная техническая поддержка ERSA: В.В.Новоселов www.ersa.ru
[email protected]
8