Wie man die Trocknung der PCBs in Smart-Meter-Hardware richtig gestaltet – ohne Raten
Die Trocknung des Auftragsmaterials oder der Lötmasken auf den PCBs von Smart-Metern erfordert ein gutes Gleichgewicht. Die Wärme muss perfekt gleichmäßig verteilt werden. Wenn es an irgendwelchen Stellen kalt bleibt, bleibt das Harz flüssig und trocknet nicht aus. Doch wenn die Hitze in einer bestimmten Stelle zu hoch ist, werden die Komponenten beschädigt.
Das ist eine Herausforderung. Deshalb verwenden wir digitale Simulationen. Wir berechnen genau, wo die Infrarotlampen platziert werden müssen, damit am Ende kein Schrott übrig bleibt.
Kein Raten mehr im Betrieb
Die meisten Menschen versuchen einfach, verschiedene Methoden auszuprobieren, bis etwas funktioniert. Das ist Zeitverschwendung – und außerdem können dadurch die Lampen beschädigt werden.
Stattdessen erstellen wir eine digitale Replik des Ofens sowie der Leiterplatte. Wir berechnen genau, wie die Wärme auf die Oberfläche wirkt. Dadurch können wir Ihnen sagen, wie viele Lampen Sie benötigen und wo genau sie platziert werden sollen – noch bevor Sie auch nur ein Kabel berühren. Wir können sogar die Winkel der Lampen anpassen, damit die hohen Komponenten auf der Leiterplatte keine „Schatten“ werfen, die dazu führen könnten, dass Teile der Leiterplatte nicht ausreichend getrocknet werden.
Der Kampf mit der Wärmedichte
Smart-Meter-Hardware ist sehr klein – das macht die Sache schwierig. Hochleistungsquarzlampen sind zwar schnell, aber sie erzeugen eine enorme Menge an Wärme.
Das Problem ist: Wenn man die Leistung der Lampen erhöht, um die Prozessgeschwindigkeit zu steigern, überhitzen meist die Ränder der Leiterplatte, während die Mitte weiterhin unterdurchschnittlich warm bleibt. Das ist frustrierend. Durch Simulationen können wir die Lampen so einsetzen, dass die Wärme gleichmäßig verteilt wird. So erhalten Sie eine gleichmäßige Trocknung der gesamten Leiterplatte.
Die Realität
Simulationen bringen einen etwa zu 95 Prozent ans Ziel – aber das ist noch nicht alles. Man muss immer noch mit unvorhergesehenen Faktoren umgehen, wie zum Beispiel der Reflexion der Wärme an den Wänden des Ofens oder unregelmäßige Luftzüge im Raum. Selbst mit einem perfekten digitalen Modell braucht man ein Kühlungssystem, das die entstehende Wärme abführen kann. Wenn die Innenteile des Ofens zu heiß werden, ändern sich die Einstellungen – und plötzlich stimmt die Simulation nicht mehr mit der Realität überein.
Es geht also darum, den digitalen Plan mit der tatsächlichen Hardware in Einklang zu bringen.