SMT용 적외선 가열에 대해 이야기해보죠. 그리고 왜 대부분의 경우 이 방식이 실패하는지도 알아보겠습니다.
저는 약 2,000곳의 SMT 공장을 방문해봤습니다. 한 가지 분명한 것은, 제품 설명서에 적혀 있는 내용과 실제 작동 상황 사이에 엄청난 차이가 있다는 점입니다.
많은 공장들이 과도한 열로 인한 문제나 불균일한 가열 문제를 겪고 있습니다. 보통은 가열 로직이 사용되는 회로판의 밀도와 맞지 않기 때문입니다.
적절한 열 밀도 확보하기
솔더 페이스트가 변형되는 것을 막으려면 빠르게 열을 공급해야 합니다. 그래서 우리는 단파 적외선 발생기를 사용합니다. 이러한 발생기는 대류 방식보다 훨씬 빠르게 PCB 기판을 가열할 수 있습니다.
하지만 여기에도 요령이 있습니다. 즉, 와트수와 튜브의 길이를 적절히 조절해야 합니다. 만약 높은 와트수의 튜브를 작은 공간에 넣으면 열 밀도가 너무 높아집니다. 속도는 빨라지지만, 냉각 팬이 이러한 열을 감당하지 못하면 결국 장비가 손상될 수 있습니다.
스마트 제어 vs. “헌팅 효과”
제어기가 형편없다면 가열기는 아무런 소용이 없습니다.
우리는 디지털 PID 제어기를 사용합니다. 이를 통해 값싼 온도 조절기에서 나타나는 “헌팅 효과”를 줄일 수 있습니다. 즉, 온도가 계속 오르내리는 현상을 막을 수 있습니다. K형 열전대를 회로판에서 2mm 떨어진 곳에 배치함으로써, 제어기는 몇 밀리초 안에 전력을 조절할 수 있습니다.
그 결과, 일정하고 안정된 온도가 유지됩니다.
만약 단순한 온/오프 스위치를 사용한다면, 온도가 10~15°C나 변동할 것입니다. 이는 섬세한 부품들을 손상시키는 원인이 됩니다.
현실적인 타협점
솔직히 말해서, 즉각적인 가열 효과와 오랫동안 작동하는 램프를 동시에 얻을 수는 없습니다.
쿼츠 튜브에 최대 전압을 가하면 더 많은 열이 발생하지만, 필라멘트가 손상됩니다. 결국 장비가 고장 날 수밖에 없습니다.
우리는 보통 램프를 85% 정도의 성능으로 작동시키는 것을 권장합니다. 약간의 온도 저하는 있겠지만, 수천 시간 동안 안정적으로 작동할 수 있습니다.
이는 순수한 성능과 주말마다 램프를 교체하는 데 드는 비용 사이의 간단한 선택일 뿐입니다. 우리는 안정적인 성능을 선호합니다.