SMTで赤外線加熱を実用的に活用するために
私たちは、約2,000の異なるSMT工場を訪れて調査を行いました。なぜ、実際に何かを修理しようとすると、一般的なヒーターではうまくいかないのかを明らかにしたかったのです。
問題は、市販されているランプのほとんどが研究室向けに設計されており、実際の作業現場向けではないという点です。現代のPCBがどのように熱を保持するか、またスマートホームデバイスを修復する際に必要な高精度な加熱ができないのです。主な問題点は、熱がどのように拡散するか、そして所定の温度に達するのにどれだけ時間がかかるかという2点です。
加熱の効率を上げるコツ
SMTの修理を行う際には、基板全体を過度に加熱しないように、適切な温度に到達させる必要があります。
そのため、私たちは短波長赤外線を利用しています。これにより、はんだマスクを通過して直接接続部分に熱が届きます。もし出力が低すぎるランプを使うと、チップ周辺のプラスチック部品が溶けてしまい、はんだが溶ける前に問題が発生します。
高密度の石英管を使用することで、狭い空間に多くのエネルギーを込めることができます。これにより、正確で迅速な加熱が可能になり、基板の他の部分を傷つける心配もありません。
長持ちする材料を選ぶ
私たちは高純度の石英ガラスを使用しています。これは、急速に加熱・冷却されても割れないからです。安価な接続部品を使ったために、ランプが早く壊れてしまう工場も多いです。私たちは標準的なR7やSk15ソケットを使用しています。なぜかというと、ランプが壊れてもすぐに新しいものに交換できるからです。誰も、午後ずっと配線を直す手間をしたくはありません。
また、管に特定のコーティングを施すことで、放射スペクトルを変えることができます。これにより、基板自体を温めるのではなく、はんだ部分に直接熱を当てることができます。
実際の課題
高出力のランプは、作業の効率化には役立ちますが、デメリットもあります。大量の電力を小さな修理ヘッドに供給すると、非常に高温になってしまいます。もし換気や冷却ファンが十分でなければ、ヒーターの筐体が変形したり、最悪の場合、修理しようとしている装置自体が損傷してしまいます。
冷却機能が不十分な場合、出力を抑えざるを得ません。そうすると、処理時間が大幅に増えてしまいます。これはバランスの取れた対応が必要ですが、適切な風量を確保することが、システムを実用的に使えるようにする鍵です。