왜 대부분의 SMT 히터들이 고장나는가(그리고 우리가 어떻게 해결했는지)
우리는 2,000곳의 다양한 SMT 작업장을 방문하여 조사를 진행했습니다. 왜 일반적인 적외선 램프들이 대량 생산 환경에서 계속 고장나거나 성능이 떨어지는지 알아보고 싶었던 것입니다. 결국, 시중에 판매되는 히터들은 그저 추측에 의존할 뿐입니다. 현대식 PCB가 열을 어떻게 분배하고 전달하는지를 고려하지 않습니다. 그래서 우리는 단순히 와트수에 집착하는 것을 그만두고, 열 유량 밀도에 집중하기 시작했습니다. 이는 사소한 변화처럼 보이지만, 결과적으로 모든 것을 바꿔놓았습니다.
열의 원리
현대식 SMT 라인을 운영한다면, 솔더 페이스트가 흘러내리는 문제를 잘 알고 있을 것입니다. 반드시 보드의 온도를 빠르게 높여야 합니다. 우리는 단파 적외선 광섬유를 사용했습니다. 그 이유는, 이 광섬유가 표면만 가열하는 것이 아니라 보드 내부까지 열을 전달하기 때문입니다. 더 높은 전력 밀도를 가진 광섬유를 사용함으로써, 열원을 작업물에 더 가깝게 배치할 수 있습니다. 거리가 줄어들면, 케이스로 들어가는 열도 줄어들고, 필요한 곳에 더 많은 열이 전달됩니다. 한 가지 주의할 점은 전력 공급 장치입니다. 램프의 특정 전압 강하에 맞게 전력 공급 장치를 설정해야 합니다. 전력이 부족하면 목표 온도에 도달할 수 없고, 너무 과도한 전력을 공급하면 몇 주마다 필라멘트가 손상됩니다.
오랫동안 사용할 수 있는 하드웨어
열은 재료에 치명적입니다. 우리는 빠른 가열 및 냉각 상황에서도 균열이 생기지 않는 두꺼운 벽의 광섬유를 사용합니다. 하지만 진짜 문제는 커넥터입니다. 대부분의 시스템이 여기서 고장납니다. 우리는 강화된 R7s와 Sk15 베이스를 사용하여, 기계가 24시간 동안 작동해도 핀들이 산화되거나 느슨해지는 것을 방지했습니다. 제작하는 제품에 따라, 방출 스펙트럼을 조절할 수 있는 특수 코팅을 사용할 수도 있습니다. 이를 통해 FR-4 보드가 손상되지 않으면서도 솔더 페이스트를 제대로 처리할 수 있습니다. 약간의 타협이 필요하지만, 그 대가로 램프의 수명이 훨씬 길어집니다.
자신의 작업장에서도 제대로 작동하도록 하기
중요한 점은, 이러한 장비를 그냥 어떤 기계에 넣어서 사용할 수는 없다는 것입니다. 고밀도 적외선 배열은 엄청난 양의 열을 발생시킵니다. 만약 냉각 팬이 이를 감당할 수 없다면, 컨베이어 컨트롤러가 열 과부하로 인해 작동을 중단할 것입니다. 이는 정말 골칫거리입니다. 또한, 케이블도 반드시 확인해야 합니다. 케이블이 최대 전류를 견딜 수 있는지 확인해야 합니다. 그렇지 않으면 전압 강하가 발생하여 열 처리가 제대로 이루어지지 않습니다.