Umgang mit der Belastung durch schnelle Temperaturwechsel bei der Erwärmung von PCBs mit Impulsheizung
Wenn Sie IR-Lampen zur Erwärmung von PCBs verwenden, kennen Sie das Problem. Diese Lampen sind nicht einfach nur „an“ – sie leuchten tausende Male auf, erreichen dabei ihre maximale Temperatur und sinken anschließend wieder ab. Es handelt sich dabei um einen brutalen Zyklus. Die Materialien dehnen und schrumpfen immer wieder. Wenn die Halterungen für den Filament nicht geeignet sind, werden sie verbogen. Und sobald sie gebogen sind, ist die Wärmeverteilung gestört. Dadurch entstehen kühle Stellen auf dem PCB – und plötzlich sinkt die Qualität des Produkts.
Warum die Halterungen versagen
Das eigentliche Problem besteht darin, sicherzustellen, dass die Halterungen dieser Belastungen standhalten, ohne auch nur einen Millimeter zu verrutschen. Bei einer schnellen Impulsheizung belastet das Filament nicht nur das PCB, sondern auch die Halterungen. Wir haben festgestellt, dass nur der Einsatz spezieller Legierungen, die sich mit dem Quarzs Glas in derselben Geschwindigkeit ausdehnen, eine Lösung ist. Wenn das Metall sich schneller ausdehnt als das Glas, entstehen Risse. Wir testen diese Halterungen unter extremen Bedingungen – tausende von Zyklen lang. Eine Halterung mag nach zehn Lichtimpulsen noch in Ordnung sein – aber nach zehntausend Impulsen könnte sie bereits beschädigt sein. Das klingt nach einer Kleinigkeit, aber schon eine Verschiebung von nur 2 mm ändert die Entfernung zwischen der Lampe und dem PCB. Das reicht aus, um die Oberflächentemperatur um mehrere Grad zu verändern – und dadurch wird das Lötprofil zerstört.
Die Kompromisse
Man kann keine solche Haltbarkeit umsonst haben. Um Verformungen zu verhindern, mussten wir die Halterungsstrukturen viel steifer machen. Dadurch wird das gesamte Gerät schwerer. Achten Sie darauf, diese Halterungen nicht in ein leichtes Gehäuse einzubauen, ohne vorher zu prüfen, ob das Gehäuse wirklich das zusätzliche Gewicht tragen kann. Außerdem muss die Spannung genau richtig eingestellt werden. Zu locker führt dazu, dass die Lampe während hoher Betriebsgeschwindigkeiten vibriert. Zu fest wiederum kann dazu führen, dass das Filament bricht. Es geht also darum, den idealen Ausgleich zu finden. Ein weiterer Tipp: Es ist eigentlich einfacher, diese Lampen mit einer Belastung von 100 % zu betreiben. Die eigentliche Abnutzung findet während der schnellen Lichtimpulse statt. Achten Sie außerdem darauf, dass Ihre Kühlventilatoren ordentlich funktionieren. Wenn sie die Wärme nicht vom Metall wegtransportieren können, wird dieses letztendlich weich und verliert seine Form.