پس زمینه سناریو
تجزیه و تحلیل بر روی کارگاههای آبکاری تختههای مدار چاپی (PCB) با حجم متوسط- متمرکز است. آبکاری تخته مدار پیوسته به دمای حمام پایدار نیاز دارد تا یکنواختی پوشش را تضمین کند، با این حال بسیاری از مهندسان کارخانه فقط به خوانش دمای نمایش داده شده توجه می کنند و تاخیر حرارتی ایجاد شده توسط سنسورهای دما و ماژول های کنترل را نادیده می گیرند. این تأخیر زمانی ذاتی، تنظیم توان ناهمزمان و گرمای خروجی ناسازگار را ایجاد میکند و مناطق داغ ثابت را روی سطوح بخاری تشکیل میدهد. پیری ناهموار اغلب به صورت بی صدا و بدون ایجاد زنگ هشدار سیستم ایجاد می شود. مشاهده تفاوت های بزرگ در طول عمر در میان چندین گرم کننده نصب شده در یک مخزن پردازش معمول است، پدیده ای که عمدتاً ناشی از تاخیر حرارتی طولانی مدت است. بسیاری از تیم های تعمیر و نگهداری، ترک های اولیه پوسته را به خوردگی شیمیایی نسبت می دهند که بهینه سازی هدفمند سیستم های کنترل دما را به تاخیر می اندازد.
آستانه تاخیر حرارتی و مقایسه ریسک نقطه هات
| مدت زمان تاخیر حرارتی | عملکرد کنترل معمولی | هات اسپات ریسک | حداکثر تغییر دمای محلی | اولویت تنظیم عملی |
|---|---|---|---|---|
| کمتر از 15 ثانیه | نوسان دمای صاف، انحراف جزئی | پایین | کمتر یا مساوی 6 درجه | اولویت کم، کالیبراسیون منظم سه ماهه |
| 15s – 40s | بیش از حد و نوسان دمایی مکرر | متوسط | 7-14 درجه | اولویت متوسط، دوباره پارامترهای PID را ظرف یک ماه تنظیم کنید |
| 40s – 70s | گرمای بیش از حد چرخه ای مکرر، دمای ناپایدار حمام | بالا | 15-22 درجه | با اولویت بالا، محل نصب سنسور را به سرعت تنظیم کنید |
| بالای 70 | خطر گرمایش خشک دورهای را از-کنترل- خارج کنید | انتقادی | - 22 درجه | اولویت فوری، ارتقاء مجموعه سنجش دما |
مکانیسم -پیری غیریکنواخت ناشی از تأخیر حرارتی
تأخیر حرارتی یک فاصله زمانی بین بازخورد سیگنال دما و عمل تنظیم توان ایجاد می کند. هنگامی که کنترل کننده پس از رسیدن به دمای مورد نظر به منبع تغذیه ادامه می دهد، گرمای اضافی به صورت محلی روی پوسته بخاری جمع می شود. گرمای بیش از حد جزئی مداوم زنجیرههای مولکولی فلوروپلیمر را در مناطق داغ میشکند، در حالی که سایر نواحی پوسته در محدوده دمای عملیاتی معمولی باقی میمانند. این اختلاف دما توزیع نابرابر خستگی مواد را تشکیل می دهد. پس از هزاران چرخه گرمایش و سرمایش، تخریب موضعی به تدریج گسترش مییابد و در نهایت باعث ایجاد ترکهای سطحی میشود که در موقعیتهای گرمای بیش از حد متمرکز میشوند.
نوسانات چرخشی قدرت گرمایش نیز تنش حرارتی متناوب را تشدید می کند. انبساط و انقباض مواد به طور ناهمزمان در مناطق مختلف پوسته انجام می شود و گسترش عیوب ذاتی کوچک را تسریع می کند. برخلاف خوردگی شیمیایی یکنواخت که به طور یکنواخت در سطح پخش می شود، آسیب ناشی از تاخیر حرارتی در موقعیت های ثابت متمرکز می شود. پیش بینی چنین آسیب متمرکز از طریق نمونه برداری معمولی و تمیز کردن دوره ای دشوار است.
روش های تنظیم عملی برای کاهش آسیب تاخیر حرارتی
ابتدا موقعیت نصب سنسور را بررسی کنید. از قرار دادن پروبها دور از بخاریها یا در مناطق راکد سیال کم-خودداری کنید. دوم، بهینه سازی پارامترهای کنترل PID برای کاهش بیش از حد دما در هنگام راه اندازی گرمایش. اپراتورها میتوانند محدودیتهای سطح شیبدار دمایی ملایمی را برای جلوگیری از گرمایش کامل{4}} آنی تنظیم کنند. سوم، تنظیم ماهانه کالیبراسیون برای سیستمهای کنترل دما برای حذف دادههای حسگر و تاخیر سیگنال.
اگر به دلیل محدودیتهای بودجه سختافزاری موجود نمیتوان تاخیر حرارتی را به طور کامل از بین برد، کاهش متوسط حداکثر توان گرمایشی به کاهش انحراف دما و کاهش فشار کانون کمک میکند. پرسنل تعمیر و نگهداری باید بازرسی بصری منظم را بر روی مناطقی که از نظر تاریخی بیش از حد گرم شده اند متمرکز کنند تا سیگنال های پیری زودرس را دریافت کنند. بهینهسازی سیستماتیک حلقههای کنترل دما تا حد زیادی طول عمر بخاری را افزایش میدهد و از خاموش شدن برنامهریزی نشده تولید برای خطوط آبکاری PCB جلوگیری میکند.
