应对脉冲式加热PCB设备中的支架疲劳问题
如果您使用红外线灯来为PCB加热，那么您应该很清楚其中的难题。这些红外线灯并非一直处于工作状态，而是以极高的频率闪烁着——它们会快速达到最高温度，然后又立刻下降。这是一种极其恶劣的循环过程。
材料会不断膨胀和收缩。如果支架无法承受这种反复的应力，它就会变形。一旦支架变形，热量分布就会变得不均，从而导致PCB上出现冷点，进而降低产品的合格率。
为什么支架会失效
真正的挑战在于确保支架能够在反复的应力作用下保持稳定，不会发生任何位移。在脉冲式加热过程中，灯丝不仅会加热PCB，还会给支架带来巨大的物理压力。我们发现，只有使用与石英玻璃膨胀速率相同的合金材料，才能避免支架变形。如果金属的膨胀速度超过玻璃，那么支架就很容易出现裂纹。
我们需要让这些支架经历成千上万的次循环测试。也许经过十次闪烁后，支架看起来还完好无损，但经过一万次之后，它就可能开始变形。虽然2毫米的位移看似微不足道，但它足以改变灯与PCB之间的距离，进而导致表面温度出现明显变化，进而破坏焊接质量。
权衡与妥协
事实上，要获得这样的耐用性，是需要付出代价的。为了防止支架变形，我们必须让支架结构更加坚固，但这也会增加整个装置的重量。请注意，千万不要试图将这类支架安装在重量较轻的框架中，因为那样做可能会导致框架无法承受额外的重量。
此外，还有张力问题。这是一个需要精细调整的问题。如果张力太小，灯丝在高速工作时就会振动；而如果张力太大，热膨胀则可能导致灯丝断裂。关键在于找到合适的平衡点。
最后，一个小建议：让这些灯以100%的负载率运行，其实反而更有利于它们的稳定性。因为真正的磨损发生在灯丝闪烁的过程中。另外，还要确保冷却风扇能够有效带走支架上的热量。如果冷却风扇无法发挥作用，金属最终会变软并失去形状。