Energeticky úsporné reflow pece Ersa HOTFLOW

Klíčovým zařízením ve výrobě desek plošných spojů SMT technologií jsou pájecí pece. Kvalita procesu přetavení pájky je určujícím faktorem nejenom pro funkčnost pájeného spoje, ale i jeho spolehlivost a životnost. Požadavky na konstrukci pecí jsou ovlivňovány měnící se skladbou desek a součástkovou základnou, novými materiály, změnami v organizaci výroby i potřebami úspornosti procesu. Bez dostatečných zkušeností dnes není myslitelné špičkové reflow pece stavět.

Společnost Ersa GmbH vyvíjí, vyrábí a prodává reflow pece od roku 1987 a je jedním z průkopníků této technologie. První stroje tohoto období začínaly s celkovou délkou 2,5 m, pětimetrový stroj byl považován za „monstrum“. Dnes po více než třiceti letech jsou pájecí stroje ERSA průmyslovým standardem. Aktuální řada reflow pecí HOTFLOW boduje perfektně vyváženou kombinací spolehlivosti procesu, propustnosti a nízkými provozními náklady!

Prvopočátek reflow pecí je spojován s atmosférickými pecemi, ale již v roce 1993 byla uvedena na trh první řada reflow pecí s inertní dusíkovou atmosférou ERS 460. Tím se potlačila oxidace a dosáhlo výrazně lepšího nasmáčení pájky. Následně došlo k první velké technologické změně v technologii ohřevu. Přestože do té doby používané infračervené zářiče nabízely vysokou rychlost přenosu energie, nevýhodou bylo, že různě velké součástky, obzvláště s tmavým pouzdrem, dostaly více tepla než jejich okolí. Důsledkem byly velké rozdíly teplot na desce plošných spojů a obtížně regulovatelný teplotní profil. Poptávka po výkonnějších zařízeních narostla i díky dynamicky se rozšiřující SMD technologii. Tak se v roce 1994 zrodila řada Ersa HOTFLOW, která uvedla na trh konvekční pece s kazetami s cirkulující vzdušninou a výměnnými tryskami.

Další generace Hotflow brzy následovaly tento úspěšný model, např. ERSA HOTFLOW 2 s extrémně rychlou výměnou opotřebitelných dílů jako reakce na požadavky výrob s vysokou kontinuitou výroby nebo řada HOTFLOW 3 v roce 2008 s dále zvýšenou energetickou účinností a zjednodušenou údržbou. V roce 2013 zatím poslední generace pecí HOTFLOW 4 s energetickou spotřebou redukovanou na dosavadní minimum, inteligentním řízením dusíku a flexibilním grip-dopravním systémem. Technologie původního stroje přežívá v nových verzích systémů doposud, ačkoliv byla několikrát revidována a optimalizována. Model HOTFLOW 4 používá poprvé u reflow systémů přímého řízení motorů ventilátorů, což vede k úsporám energie o více než 50 procent, přestože procesní zóna byla zvětšena. Zatímco u prvních pájecích pecí byly pro transport desek použity výhradně roštové dopravníky, přes 90 % všech současných strojů má již od poloviny 90. let nastavitelné řetězové dopravníky.

ERSA patří rovněž k průkopníkům vícedrahových pájecích systémů v jednom stroji. Pro známého skandinávského výrobce mobilních telefonů byl vyvinut čtyřdráhový řetězový dopravník s individuálně nastavovanou šířkou i rychlostí každé dráhy. Maximální průchodnost na co nejmenší výrobní ploše a maximální energetická účinnost se stávaly jedním z požadavků doby. Nejen v tomto případě, ale i v mnoha dalších podobných případech prokázala ERSA svoji vysokou flexibilitu a erudovanost.

Významným milníkem byl i rozvoj osobních počítačů v devadesátých letech minulého století. Přinesl nejen výrazný tlak na nové technologie, ale přinesl i významný pokrok v řídicích procesech. Do roku 1992 bylo jen málo reflow pecí ovládáno přes počítačové rozhraní, nicméně rostoucí dostupnost počítačů a růst jejich výkonu vedly k explozivnímu vývoji uživatelsky přívětivého řídicího softwaru. Archivování a práce s pájecími profily se staly standardem těchto softwarů – software z roku 1995 již byl schopen samostatně propočítat a přizpůsobit pájecí profil aktuálním potřebám konkrétní DPS. Tento vývoj pokračuje dodnes a pro rostoucí počet uživatelů představuje důležitý, ne-li rozhodující faktor při rozhodování o koupi stroje.

Pájecí reflow pece v Zhuhai

Souběžně s představením modelu HOTFLOW 4 dostoupila firma ERSA v létě roku 2013 k dalšímu bodu svého rozvoje divize pájecích pecí: v závodě Kurtz Ersa v Zhuhai byla zahájena výroba modelové řady HOTFLOW 3. „Jako zkušení strojní inženýři jsme přenesli závěrečnou montáž z Německa do nového závodu v Zhuhai. Kostra a panely pláště se vyrábějí v Zhuhai, ale všechny klíčové části stroje, jako jsou pohony, vedení, rozvody řetězů nebo ventilátory, jsou dodávány týdně v souladu s výrobního plánem v Zhuhai,“ vysvětluje generální ředitel prodeje firmy ERSA Rainer Krauss. Společnost ERSA dnes vyrábí šest různých modelů řady HOTFLOW 3 se 14 až 26 topnými zónami, z nichž každá je navržena tak, aby se maximalizoval výrobní výkon na čtvereční metr podlahové plochy a minimalizoval počet chyb i celkové náklady na vyrobenou desku.

Jak si stojí jedna z vedoucích firem v oboru dnes? Ersa doposud vyrobila a dodala přes 5 tisíc reflow zařízení, z toho závod v Zhuhai přispěl podílem kolem 800 zařízení na asijský trh. Tým Ersy dnes vyrábí v Zhuhai každoročně více než 250 strojů řady HOTFLOW 3 a více než 100 strojů technicky náročné modelové řady HOTFLOW 4 ve Wertheimu, všechny se špičkovými parametry napříč celým spektrem strojů − vysokou kvalitou pájení, optimálním řízením procesu, maximální využitelností stroje. Zcela bezkonkurenční je energetická bilance strojů, tj. inteligentně řízené rozložení a spotřeba energie a dusíku.

Stále je však prostor pro další vývoj. Firma ERSA patří k předním inovátorům v dané oblasti a její stánky na mezinárodních výstavách zůstávají středem zájmu uživatelů i odborníků. Technologie a elektronická výroba nepřestávají být ani pro nejbližší období neustále vzrušující oblastí s řadou možností pro hledání nových řešení.