Omgaan met ‘brace-fatigue’ bij pulshettingsstations voor PCB’s
Als je IR-lampen gebruikt om PCB’s te verwarmen, ken je dit probleem vast al. Die lampen zijn niet alleen ‘aan’, maar ze flitsen duizenden keren per seconde. Hierdoor wordt er een piektemperatuur bereikt, waarna de temperatuur weer snel daalt.
Het is een zware cyclus: de materialen zetten zich steeds op en neer. Als de houders voor het filament dit niet aankunnen, zullen ze vervormen. En zodra ze verbogen zijn, wordt de warmteverdeling verstoord. Hierdoor ontstaan er koude plekken op het PCB, waardoor de kwaliteit van het product afneemt.
Waarom de houders het begeven
Het echte probleem is dat je ervoor moet zorgen dat de houders bestand zijn tegen deze intensieve belasting, zonder dat ze ook maar een beetje verschuiven.
Bij pulshettings wordt het filament niet alleen gebruikt om het PCB te verwarmen, maar het veroorzaakt ook fysieke spanning op de houders. We hebben ontdekt dat het gebruik van specifieke legeringen die zich even snel uitbreiden als het kwartsglas, de enige oplossing is. Als het metaal zich sneller uitbreidt dan het glas, zal het gaan barsten.
We testen deze houders onder zware belasting: duizenden cycli achter elkaar. Na tien flitsingen kan de houder nog perfect lijken, maar na tienduizend flitsingen kan hij al gaan vervormen. Het klinkt misschien niet belangrijk, maar een verschuiving van slechts 2 mm kan al voldoende zijn om de afstand tussen de lamp en het PCB te veranderen. Dat kan op zijn beurt de oppervlakstemperatuur met meerdere graden veranderen, waardoor het solderproces wordt verstoord.
De trade-offs
Je kunt deze duurzaamheid niet zomaar krijgen. Om vervorming te voorkomen, moesten we de constructie van de houders sterker maken. Hierdoor wordt het geheel zwaarder. Wees voorzichtig: probeer deze houders niet in een lichtgewicht frame te plaatsen, tenzij je zeker weet dat het frame het extra gewicht kan dragen.
Verder is er nog de kwestie van de spanning. Het moet een balans zijn: te los en de lamp begint te trillen tijdens het gebruik, te strak en het filament breekt. Het gaat erom die juiste balans te vinden.
Een tip: het is beter om de lampen op 100% vermogen te laten werken. De echte slijtage vindt namelijk plaats tijdens het flitsen. Zorg er ook voor dat je koelventilatoren goed werken. Als ze de hitte niet weg kunnen halen van de houders, zal het metaal uiteindelijk zachter worden en zijn vorm verliezen.