PCBを加熱する際にブラケットが変形しないようにする方法
デジタルPCBの加熱に赤外線ランプを使用している場合、その動作原理はご存知でしょう。ランプは絶えず点滅しています。これは強力な加熱方法ですが、装置に大きな負荷をかけます。
フィラメントやそれを支えるブラケットは、1シフトあたり何千回も膨張したり収縮したりします。もしそのブラケットがそのような負荷に耐えられない場合、変形してしまいます。一度変形してしまうと、熱の分布が乱れてしまいます。
なぜブラケットが変形してしまうのか
それは金属が熱にどう反応するかによります。ランプが瞬時に最大温度に達すると、金属はすぐに膨張します。
もし安価な合金や硬すぎる材料を使っている場合、その負荷は消えずに溶接部に蓄積されます。最終的に金属は耐えられず、変形してしまいます。
これを防ぐために、私たちは高ニッケル合金や処理済みステンレス鋼を使用します。これらの材料は、大きな負荷に耐えられます。また、実際の環境下で形状が保たれるかどうかを確認するために、数万回のテストを行います。
バランスの取り方
「なぜブラケットをもっと厚くしないのか？」と思うかもしれません。
でも、それではダメです。ブラケットを厚くしすぎると、ヒートシンクのように機能してしまいます。そうなると、熱がPCBに伝わらず、機械のフレームに吸収されてしまいます。
つまり、細心の注意が必要です。私たちは、金属が直線的に膨張できるように設計しつつ、横にずれないようにしています。
実際のトレードオフ
正直なところ、高耐久性の材料は一般的な炭素鋼よりも高価です。しかし、これによって、シフト中に機械が規定から外れる心配がなくなります。
しかし、たとえ高級な合金を使っても、取り付けが不適切だと意味がありません。ランプを正しく取り付けずに使用したり、配線を間違って行ったりすると、機械的な負荷が増えてしまいます。
その負荷によって、ブラケットは必ず破壊されます。どんなに良い金属であっても、不適切な取り付け状態では壊れてしまいます。正しく取り付ければ、長持ちします。