Vítejte, dnes je
sobota 21.
prosinec 2024
Odborný časopis a portál zaměřený na vývoj a výrobu elektroniky Nastavení teplotního profilu při pájení elektronických součástek může být v některých situacích velice komplikované. Jednou z hlavních příčin může být skutečnost, že rozmístění součástek s různou velikostí, a tudíž s odlišnou tepelnou kapacitou, způsobuje, že některá místa na desce plošného spoje se budou zahřívat pomaleji. Některá místa se naopak budou zahřívat nebezpečně rychle a může tak dojít k poškození součástek. Pro snadnější nastavení teplotního profilu pájecí linky je možné použití termokamery testo.
Termokamery zobrazují na svém displeji rozložení povrchových teplot. Díky tomu je možné odhalit místa, kde by se na desce plošných spojů teplota nebezpečně zvyšovala nebo naopak nebyla dostatečná. Díky použití termokamery je možné také nalézt přesná místa, kde by potenciálně docházelo k nedostatečnému prohřátí. Na takovéto místo pak může být umístěn termočlánek, s jehož pomocí je možné zjistit, jak se v tomto místě teplota pohybuje přímo při pájecím procesu.
Jelikož není s termokamerou možné měřit teplotu desky plošných spojů přímo v přetavovací peci během pájení, může uživatel použít obráceného přenosu tepla.
Obr. 1 Příklad využití termokamer testo 890
Při tomto postupu se naopak zahřeje deska a ta při chladnutí odevzdává teplotu do okolí. Samozřejmě během pájení je to obráceně: deska přijímá teplo z okolí. Deska plošného spoje s osazenými součástkami se zahřeje rovnoměrně na definovanou teplotu (například 100 °C). Po rovnoměrném zahřátí se deska vyjme a s pomocí termokamery se sleduje její chladnutí. Místa, která budou chladnout nejpomaleji, jsou ta místa, kde je nejvyšší tepelná kapacita na desce. Tato místa se budou během pájecího procesu nejpomaleji zahřívat a hrozí zde nedostatečné prohřátí.
Naopak místa, kde bude deska chladnout nejrychleji, jsou místa, kde by hrozilo, že budou součástky vystaveny příliš vysoké teplotě nebo budou správné teplotě vystaveny po příliš dlouhou dobu. Do zjištěných rizikových míst je pak snadné umístit termočlánky a zkontrolovat teplotní profil během pájení.
Termokamery testo mohou velice snadno kontrolovat rozložení teplot na všech součástkách najednou. Princip měření teploty je založen na snímání infračerveného záření, ze kterého je vypočtena povrchová teplota. Termokamera testo 890 má rozlišení detektoru 640×480 pixelů. Díky minimální ostřící vzdálenosti 10 cm může tato termokamera velice snadno analyzovat rozložení teplot na součástkách o velikosti 0,3 mm. To umožňuje měření teplot i na SMD součástkách o velikosti 0402. Z důvodu analyzování rozložení teplot pro nastavování pájecí linky není nutné příliš vysoké rozlišení termokamer. V běžné praxi dostačuje 160×120 pixelů s použitím SuperResolution (320×240 pixelů).
Obr. 2 Příklad snímků při ochlazování. Snadné porovnání snímků bez nebo s funkcí SuperResolution.
Funkce SuperResolution využívá přirozeného pohybu ruky během pořizování termografického snímku. Termokamera pořídí sekvenci snímků, které jsou díky přirozenému pohybu ruky termodiagnostika nasnímány z nepatrně jiného místa. Z této sekvence se pak v počítači složí snímek s vyšším rozlišením. Díky této funkci je možné pořízení mnohem kvalitnějších teplotních snímků, a to bez nutnosti investice do mnohem dražší termokamery.
Základní verze termokamery testo 875 obsahuje detektor 160×120 pixelů. Díky funkci SuperResolution je možné pořídit snímky s rozlišením 320×240 pixelů. Výřez z těchto snímků zobrazuje výkonový tranzistor v pouzdru TO 220. Z rozdílu mezi oběma snímky je přínos funkce SuperResolution naprosto patrný.
Nedílnou součástí termokamery je také vyhodnocovací software, který umožňuje pořizování termografického videa a analýzu termogramů, které byly termokamerou nasnímány. Program například umožňuje analyzování libovolných bodů. Je možné lokálně změnit emisivitu od jednotlivých pixelů až po oblasti snímku, nalézt maximální nebo minimální hodnoty teploty, provést teplotní řezy nebo vytvořit histogram. Všechna tato nastavení mohou být kopírována na ostatní snímky. Vyhodnocovací software umožňuje spojit reálný snímek s termogramem a vytvořit tak překrytý snímek TwinPix. Reálný snímek pro TwinPix může být pořízen termokamerou nebo libovolným digitálním fotoaparátem.
