もう、PCBヒーターがなぜ故障するのかを推測する必要はありません。
長い間、私たちはPCB加熱装置においてPID制御を信頼してきました。しかし問題は、そうしたシステムは実際には何も見えていないということです。サーモカップルが温度異常を報告する時点では、すでに基板が破壊されている可能性があります。
私たちはそれを変えようとしています。加熱回路自体に自己診断機能を組み込み始めています。目的は簡単です——運用者が何かがおかしいと気づく前に問題を発見することです。
受動的な対応から能動的な対応へ
ほとんどの装置は、センサーが「温度が高すぎる（または低すぎる）」と告げるのを待っているだけです。これは受動的な対応です。まるで、エンジンの警告灯が点灯するのを待ってからオイルをチェックするようなものです。
一方、私たちは加熱素子の実際の電力消費量やインピーダンスをリアルタイムで監視しています。加熱コイルが劣化したり、接続部分が緩んだりすると、システムはすぐにその変化を検出します。つまり、部品が本当に壊れる前に、事前に警告を受け取ることができるのです。
精度の課題
高密度のPCBを扱う場合、「ほぼ均一な加熱」では不十分です。正確な温度分布が求められます。私たちはデジタルコントローラを使用して、各領域のワット数を管理し、薄い基板が変形するような不快な高温部分を防ぎます。迅速に温度を上昇させつつ、±1℃以内の範囲で安定して維持できるシステムが必要です。
しかし、問題があります。それは電力ノイズです。デジタル式の装置では、高周波のスイッチングによって診断センサーが妨げられてしまいます。これは厄介な問題です。私たちはフィードバックループを遮蔽し、絶縁されたグラウンドプレーンを使用することでこの問題を解決しています。遮蔽を甘くすると、「スマート」なシステムでも誤報が頻発することになります。
実際の信頼性
ハードウェア面で新しいことを考案する必要はありません。これらの装置は、従来のアナログヒーターがあった場所にそのまま設置できるように設計されています。同じサイズで、ただ、より優れた機能を持っています。また、24時間365日稼働するSMTラインでは、部品が損傷しやすいため、工業用グレードのコネクタを使用しています。
結局のところ、これはすべて、停止時間を減らすためのものです。システムがどの領域に問題があるかを正確に示してくれれば、推測する必要はなくなります。部品を交換し、再調整すれば、ラインを再び正常に稼働させることができます。もう、半分の勤務時間を配線の問題を解決するために費やす必要はありません。