Die richtige Temperatur für die Leiterplatten von Smart-Metern erzielen
Wer schon einmal mit Leiterplatten von Smart-Metern gearbeitet hat, kennt die Herausforderungen. Die Lötstellen müssen absolut stabil sein – doch man kann die Leiterplatte nicht einfach mit hohen Temperaturen bestrahlen, sonst werden die empfindlichen Komponenten beschädigt.
Daher kommen Kurzwellen-Infrarotlampen ins Spiel. Anstatt die Luft zu erhitzen, leiten diese Lampen die Energie direkt durch das Substrat der Leiterplatte. Dadurch wird eine gezielte Heizung erreicht – und die Oberflächenkomponenten bleiben unbeschädigt.
Das Gleichgewicht finden
Das Schwierige ist hier die Abstimmung der Leistung und Spannung der Quarzlampen. Hochleistungs-Lampen bringen die Leiterplatte in Sekundenschnelle auf die gewünschte Temperatur. Doch man muss auch die Geschwindigkeit des Transportbands berücksichtigen. Wenn man zu viel Leistung zu schnell einsetzt, verformt sich die Leiterplatte. Zu wenig Leistung hingegen führt dazu, dass die Lötstellen nicht ausreichend erhitzt werden und somit versagen. Man muss also den „idealen Punkt“ finden, bei dem die Temperatur über整er Oberfläche konstant bleibt.
Lampen, die allen Belastungen standhalten
Es handelt sich dabei nicht um gewöhnliche Glühbirnen. Wir verwenden hochreines Quarzglas – schließlich würde eine ständige Erwärmung und Abkühlung jedes schwächere Material zerstören. Im Inneren befindet sich ein Wolframfaden in einer halogenhaltigen Atmosphäre. Dadurch bleibt das Glas über die Zeit nicht dunkel und trüb – was wiederum die Wärmeabgabe beeinträchtigen würde.
Und da die Lampen irgendwann doch versagen, verwenden wir Standard-Kontakte vom Typ R7 oder SK15. Wenn eine Lampe kaputtgeht, kann man sie einfach austauschen – ohne Probleme. Zudem sind die Gehäuse so konstruiert, dass sie hohe Ströme vertragen können, ohne zu schmelzen.
Reale Produktion
Die meisten Menschen ersetzen die großen, langsam arbeitenden Konvektionsöfen durch solche Infrarotanlagen. Da die Leiterplatte direkt erhitzt wird, muss man nicht ewig warten, bis der Ofen bereit ist. Es funktioniert einfach.
Aber man muss auf den „Randeffekt“ achten: Die Hitze sammelt sich gerne an den Enden der Lampen an – dadurch entstehen heiße Punkte an den Rändern der Leiterplatten. Man muss also etwas Zeit investieren, um die Abstände und die Schutzmaßnahmen so einzustellen, dass die Temperatur überall gleichmäßig ist.
Sobald die Verdrahtung richtig eingestellt ist, nimmt die Aushärtungsstation deutlich weniger Platz ein. Und die Produktivität steigt – sehr schnell.