In‑line O₂ analyzátor pro pájení přetavením pod dusíkem UI‑O210KTV

UI‑O210KTV je kombinovaný in‑line analyzátor určený pro měření koncentrace kyslíku (O₂) v reflow pecích s inertní atmosférou (dusík, N2). Zařízení současně měří O₂, teplotu a vibrace, což umožňuje komplexní analýzu procesu pájení v prostředí s řízeným obsahem kyslíku.

Popis funkce a použití

UI‑O210KTV pracuje jako autonomní datalogger, který projíždí reflow pecí (přetavovací pec pod N2) spolu s DPS a zaznamenává:

• koncentraci kyslíku (ppm) v jednotlivých zónách,
• teplotní profil,
• mechanické vibrace během transportu.

Naměřená data jsou následně přenesena do PC a vyhodnocena v analytickém softwaru, kde lze vytvořit O₂ profil pece a korelovat jej s teplotním průběhem procesu.

Měřené veličiny a technologické parametry

Měřicí system poskytuje kombinované měření (3-v-1)

Ideální řešení pro kontrolu O2 v přetavovací peci pracující pod N2, kde jedním průchodem pece dostaneme i další informace. Pokud díky UI-O210KTV změříte současně obsah O₂ v jednotlivých zónách reflow pece a skutečnou teplotu v těchto zónách, získáte mnohem více než jen údaj o správném nastavení dusíku N2. Ve skutečnosti můžete velmi přesně vyhodnotit, zda jsou vytvořeny podmínky pro kvalitní pájení. Systém je určen právě pro pece pracující v atmosféře N₂.

Oxidace pájených povrchů

Nejčastější efekt, pokud je v zóně vysoká teplota a současně příliš vysoká koncentrace kyslíku:

• dochází k oxidaci pájecí pasty,
• oxidují vývody součástek,
• oxiduje povrch DPS,
• zhoršuje se smáčení pájkou.

1. O₂ profil (hlavní veličina)

• distribuce kyslíku v peci (čas / zóna),
• identifikace netěsností a nestability procesu,
• princip: zirkoniový (ZrO₂) senzor,
• rozsah:
  • standardně: 0–10 000 ppm,
  • rozšířeně: až 250 000 ppm,
• přesnost: cca ±2 % .

Klíčové pro řízení N₂ reflow procesu.

2. Teplotní profil

• až 3 kanály (standard),
• rozsah: 0–400 °C,
• přesnost: cca ±1,5 °C,
• teplota: až 3 kanály (K‑typ).

Korelace:

• O₂ vs. teplota vs. kvalita pájení.

3. Vibrace

• integrovaný akcelerometr,
• sledování mechanických vlivů dopravníku.

Detekce:

• vibrací ovlivňujících smáčení,
• nestability transportu.

Záznam dat

• vzorkování: 0,3 / 0,6 / 1,2 / 2,4 s,
• doba měření: 10–80 min,
• paměť: 2 záznamy.

Napájení a provoz

• akumulátor: cca 8,4–16,8 V,
• výdrž: cca 40 min kontinuálního měření,
• pracovní teplota: až cca 300–400 °C.

Konstrukce

• rozměry cca: 490 × 120 × 33 mm,
• robustní konstrukce pro průchod reflow pecí,
• vhodné pro in-line měření.

Software pro analýzu

Software dodávaný se systémem UI O210KTV je specializován na vyhodnocování koncentrace kyslíku (O₂) v atmosféře reflow pece a její korelaci s teplotním profilem výrobku. Umožňuje technologům získat detailní přehled o podmínkách pájení v jednotlivých zónách pece a ověřit, zda je dusíková (N₂) atmosféra dostatečně stabilní pro dosažení požadované kvality pájených spojů.

Funkce software

• analýza O₂ a teplotního profilu (O₂ Profile),
• porovnání měření (Data Comparison),
• export do Excelu (SPC, traceability),
• synchronní zobrazení více veličin.

Vyhodnocení procesu

Software umožňuje:

• kontrolu stability N₂ atmosféry,
• identifikaci „oxygen spikes“ v peci,
• optimalizaci spotřeby dusíku (N₂),
• korelaci kvality pájení s obsahem kyslíku.

Technologické přínosy

• Kontrola atmosféry reflow pece (ppm O₂) – ověření skutečné koncentrace kyslíku v jednotlivých zónách pece.
• Optimalizace spotřeby dusíku – identifikace možností snížení spotřeby N₂ bez negativního vlivu na kvalitu pájení.
• Zlepšení kvality pájených spojů – omezení oxidace pájecí pasty, součástek a DPS, podpora lepšího smáčení pájkou (wetting).
• Korelace O₂, teploty a výskytu defektů – možnost propojit procesní data s reálnými vadami, jako jsou nedostatečné smáčení, voiding nebo zvýšený výskyt pájecích vad.
• Detekce netěsností a nestability pece – rychlé odhalení úniků dusíku, pronikání okolního vzduchu nebo nestabilních podmínek mezi jednotlivými zónami.

Kdy použít UI O210KTV?

Doporučené zejména pro provozy využívající reflow pájení v dusíkové atmosféře (N₂).

Zařízení je ideálním nástrojem, pokud řešíte:

• špatné smáčení pájky i při správně nastaveném teplotním profilu,
• zvýšený výskyt voidů v pájených spojích,
• kolísající kvalitu výroby mezi jednotlivými dávkami,
• nadměrnou spotřebu dusíku a potřebu její optimalizace,
• podezření na netěsnost nebo nestabilitu reflow pece.

Typické nasazení v SMT výrobě

Monitorování koncentrace kyslíku a teploty v jednotlivých zónách reflow pece umožňuje přesně vyhodnotit podmínky pro kvalitní pájení a optimalizovat spotřebu dusíku. Tento systém pomáhá identifikovat kritická místa s oxidací, problémy se smáčením a neefektivní distribuci dusíku v peci.

• Kombinace teploty a obsahu O₂ určuje míru oxidace a kvalitu smáčení pájky.
• Měření odhaluje netěsnosti pece, předávkování dusíku a rizikové zóny s vysokou oxidací.
• Systém přispívá ke snížení spotřeby dusíku a zlepšení kvality pájených spojů ve výrobě SMT.