Wszystko, co musisz wiedzieć o lutowaniu PCB

Po pierwsze i najważniejsze, Lutowanie PCB to jedna z najbardziej podstawowych umiejętności, którymi można się bawić, gdy sprowadza się to do świata elektroniki. Faktem jest, że idą w parze, podobny do marchewki i grochu. I, chociaż można dowiedzieć się więcej o elektronice i stworzyć ją bez konieczności podnoszenia lutownicy, dowiesz się, że dzięki takiej umiejętności otworzy się zupełnie nowa kula ziemska. Przewodność cieplna uległaby zmniejszeniu, gdyby istniało wiele warstw wewnętrznych i na odwrót, przedstawimy podstawowy przegląd lutowania PCB, w tym jego definicję, typy, proces, i tak dalej, let’s dive in…

Czym dokładnie jest lutowanie PCB?

Jeśli nigdy nie wiedziałeś, dobrze, lutowanie jest określane jako proces, w którym dwa lub więcej elementów łączy się poprzez stopienie i umieszczenie spoiwa, który jest lutem do złącza?. Wszystko, czego potrzebujesz, aby wykonać najprostszą czynność lutowania, to: lutownica, trochę lutu, i części do zlutowania. Górna część żelazka jest zwykle używana do podgrzewania lutu, i pozwala mu płynąć po wszystkich częściach. Ponadto, lut przywiera do grotu, aby pomóc w przenoszeniu ciepła i podniesieniu temperatury części metalowej do temperatury topnienia lutowia. Dzięki temu komponent będzie bardzo dobrze przylegał do płytki drukowanej.

Zwróć uwagę, że spoiwo w rzeczywistości ma znacznie obniżoną temperaturę topnienia niż metal sąsiedni. Różni się od spawania, lutowanie nie ma nic wspólnego z topnieniem elementów pracy.

Również, w lutowaniu, metal przedmiotu obrabianego nie topi się, ale spoiwo topi się w bardzo wysokich temperaturach, jeśli chodzi o lutowanie. Ponad kilkadziesiąt lat temu, prawie wszystkie luty zawierały ołów, podczas gdy względy środowiskowe i zdrowotne coraz częściej nakazują stosowanie stopów bezołowiowych zarówno do zastosowań hydraulicznych, jak i elektronicznych.

Poniżej wymieniliśmy różne rodzaje lutowania PCB, które obejmują:

• Lutowanie reflow

Jest to najczęstsza technika, z której ludzie korzystają. Tutaj, określona ilość mocnego lutu jest umieszczana w określonym miejscu na przedmiocie, a następnie jest wysyłany bezpośrednio do tak zwanego pieca rozpływowego.

Następnie, ciepło rozpływu upłynnia lut, i twardnieje po wyjściu z piekarnika — pomaga to w tworzeniu połączenia lutowniczego.

• Lutowanie na fali

Jest to rodzaj lutowania selektywnego, w którym lutuje się określone części płytki, ponieważ elementy muszą być na tych częściach zabezpieczone. Odbywa się to poprzez wytworzenie fali lutowniczej, która jest płynna.

Jest to dość wszechstronny proces, ponieważ maszyny do lutowania falowego są bardzo zdolne do wykonywania łatwych połączeń, takich jak przeciąganie płytki i komponentów przez falę.

• Lutowanie ręczne

Należy pamiętać, że domyślną techniką lutowania w prawie całej historii człowieka było lutowanie ręczne. Jest traktowane jako rzemiosło w każdym tego słowa znaczeniu, ponieważ w tym lutowaniu jest nauka i sztuka.

Z lutowaniem ręcznym, w grę wchodzą żmudne precyzje i szczegóły. Dzieje się tak, ponieważ istnieją określone połączenia, których nie mogą wykonać maszyny sterowane cyfrowo lub rozpływowe.

Wadą, która wiąże się z tym lutowaniem ręcznym jest fakt, że nie ma tak wielu produktów, które tego wymagają.

Również, liczba osób wchodzących w to pole jest bardzo niewielka, a walka o przeszkolenie osoby, aż będzie mogła intensywnie przeprowadzić proces, jest kosztowna.

• Lutowanie laserowe

To prawie to samo, co lutowanie rozpływowe. Sens tego, wytrzymały lut jest umieszczany na płytce, a następnie podgrzewany, aż zacznie płynąć i zakończy połączenie lutowane. Ale, odbywa się za pomocą lasera w określonych miejscach.

Jest najbardziej elastyczny i najdoskonalszy pod względem precyzji. Elementy pewnie mocowane i otwór przelotowy można również lutować laserowo. Ponadto, ten rodzaj lutowania PCB ma tendencję do zmniejszania ryzyka, ponieważ wykorzystuje skalpel, a nie pałasz.

Proces lutowania PCB

Przyjrzymy się pokrótce procesowi lutowania PCB. Ten proces obejmuje::

• Przygotowanie powierzchni

Jeśli szukasz mocnego, ale niskooporowego złącza lutowniczego, wtedy niezbędna jest czysta powierzchnia. Wszystkie powierzchnie, które będą lutowane muszą być odpowiednio oczyszczone. Możesz skorzystać z ochraniaczy 3M Scotch Brite kupionych w warsztatach samochodowych

Dzieje się tak dlatego, że szybko usuną nalot powierzchniowy i nie wpłyną na materiał PCB, nad którym chcesz pracować. Kiedy deska zostanie w końcu oczyszczona do punktu błyszczącej miedzi, możesz użyć rozpuszczalnika, takiego jak aceton.

• Umieszczenie komponentu

Po zakończeniu czyszczenia zarówno elementu, jak i płyty, jesteś gotowy do umieszczenia elementów na planszy. Tyle że twój obwód jest łatwy i obejmuje kilka elementów, nie możesz umieścić wszystkich elementów na płytce i od razu je przylutować.

Bardzo możliwe, będziesz musiał lutować niektóre elementy pojedynczo, zanim odwrócisz płytkę i włożysz więcej. Uwaga ogólna, najlepiej jest zacząć od najbardziej płaskich i najmniejszych elementów, a później przejść do dużych elementów.

• Zastosowanie ciepła

Będziesz musiał nałożyć bardzo małą ilość lutowia na końcówkę żelazka, ponieważ pomoże to w odprowadzaniu ciepła zarówno do płyty, jak i do elementu. Ale, to nie lut jest odpowiedzialny za wykonanie połączenia.

W dążeniu do podgrzania stawu, będziesz musiał położyć czubek żelazka tak, aby opierał się o ołów komponentu, a także o deskę. Ważne jest, aby ogrzać zarówno ołów, jak i deskę; w przeciwnym razie, lut będzie łatwo gromadził się i nie przyklejał się do nieogrzewanego przedmiotu.

Ponadto, niewielka ilość lutowia, którą umieściłeś na grocie przed rozpoczęciem nagrzewania złącza, pomoże w uzyskaniu kontaktu między ołowiem a płytą.

• Nakładanie lutu na złącze

Natychmiast po pomyślnym podgrzaniu przewodu komponentu i pola lutowniczego, wiedz, że masz zapłacić za lut. To, co zrobisz, to umieść końcówkę pasma lutu zarówno na podkładce lutowniczej, jak i przewodzie komponentu, a nie na końcówce żelazka.

Zauważ, że, jeśli wszystkie są wystarczająco gorące, lut będzie swobodnie spływał po całej podkładce i ołowiu. Zobaczysz, jak topnik topi się i upłynnia.

Kontynuuj dodawanie lutu do złącza, aż podkładka zostanie całkowicie pokryta, a lut utworzył mały pagórek, który ma wklęsłe boki.

jednak, jeśli powinno zacząć się kręcić, będziesz musiał użyć dużo lutu lub jeśli pad umieszczony na płycie nie jest tak gorący, jak myślałeś. Pod koniec dnia, nie ruszaj złącza, dopóki lut nie zestali się.

• Inspekcja złącza i czyszczenie

Kiedy skończysz tworzenie połączenia, Następnym krokiem do zrobienia jest sprawdzenie go. Powinieneś postarać się sprawdzić, czy nie ma zimnych połączeń, koszule z przeciwległymi poduszkami, lub słaby przepływ. Jeśli połączenie powinno się sprawdzić, możesz przejść do następnego kroku.

Następnym krokiem jest przycięcie ołowiu za pomocą małego zestawu obcinaków bocznych, i wyciąć go na górze złącza lutowniczego. Po wykonaniu wszystkich połączeń lutowanych, masz posprzątać nadmiar pozostałości topnika, który jest na płytce.

Również, niektóre topniki są higroskopijne i mogą wchłonąć tak dużo wody, że są dość przewodzące. Większość topników można łatwo wyczyścić za pomocą hydratu metylu i szmatki, podczas gdy niektóre mogą wymagać znacznie silniejszego rozpuszczalnika.

Typowe problemy podczas lutowania PCB

Niektóre z problemów, które możesz napotkać podczas lutowania PCB, to::

• Zakłócony staw

Jest to rodzaj problemu, który polega na poddaniu się ruchowi, gdy lut krzepnie. Tutaj, powierzchnia połączenia będzie szorstka, krystaliczny, lub wyglądające na oszronione. Często mylona jest z zimnym jointem, ponieważ wyglądają podobnie.

• Zimne połączenie

Dzieje się tak, gdy lut nie topi się całkowicie. Często charakteryzuje się nierówną lub chropowatą powierzchnią. Są zawodni, a lutowanie będzie miało pęknięcia.

• Przegrzany przegub

Tutaj, lut nie płynie dobrze, a resztki spalonego topnika sprawiają, że mocowanie złącza jest bardzo trudne.

• Niewystarczające zwilżenie (Podkładka)

Tutaj, oba złącza wykazują oznaki niewystarczającego zwilżenia podkładki lutowniczej. Zwróć uwagę, że lut ładnie zwilża przewody, ale nie tworzy idealnego połączenia z podkładką. Może to być spowodowane zabrudzeniem płytki drukowanej lub niedoprowadzeniem ciepła do podkładki i styku.

Po wymienieniu tych problemów, być może zastanawiasz się, skąd wiedzieć, czy występuje problem z lutowaniem PCB. Dobrze, Jeśli chcesz wiedzieć, czy jest problem z lutowaniem PCB, zależy to od rodzaju problemu, z którym się borykasz.

Na przykład, jeśli jest to mostkowanie lutownicze, zobaczysz, że pomiędzy warstwą soldermaski a padami nie ma wystarczająco dużo miejsca. Tutaj, lewe dwa złącza lutownicze topią się razem, tworząc połączenie, które nie było zamierzone.

Gdy producent to zauważy, może to naprawić, przeciągając czubek bardzo gorącego żelazka między dwoma połączonymi stawami. jednak, jeśli lutu jest za dużo, producent może skorzystać z przyssawki lub knota, aby się go pozbyć.

Jak uniknąć i rozwiązać te problemy

W przypadkach, gdy to kupujący zauważy którykolwiek z wymienionych wcześniej problemów z lutowaniem PCB, Zaleca się, aby nie wpadali w panikę, ponieważ wszystkie można naprawić przy odrobinie cierpliwości.

Jeśli kupujący chce, aby lut płynął, a odmówił przepływu we właściwym kierunku i doprowadził do problemów, może się zrelaksować i pozwolić stawowi ostygnąć, następnie wyczyścić i pomalować żelazko po. Ewentualny spalony topnik ze złącza należy ostrożnie wyczyścić.

Następnym krokiem jest nagrzanie żelazka do normalnej temperatury. Następnie następuje ponowne rozgrzanie złącza i próba ponownego przepłynięcia lutowia.

Zauważ, że, bez względu na problem, który napotkasz podczas lutowania PCB, to wszystko można rozwiązać. Gdyby, jako kupujący, nie masz pojęcia, co robić, zawsze można go oddać do naprawy u producenta.

Wskazówki dotyczące lutowania PCB

Kiedy rozpoczynasz swoją przygodę z lutowaniem PCB, powinieneś:

• Unikaj dotykania grotu lub elementu lutownicy. Dzieje się tak, ponieważ element lutownicy jest zawsze podgrzewany do około czterystu stopni.
• Nie dotykaj grota lutowniczego głównego przewodu, ponieważ większość stacji lutowniczych ma żaroodporny przewód zapewniający dodatkową ochronę i bezpieczeństwo.
• Upewnij się, że odstawiasz lutownicę do normalnego stojaka. Nigdy nie należy ustawiać lutownicy na stole warsztatowym, nawet w całym obszarze, w którym pracujesz.
• Spróbuj lutować w wentylowanych pomieszczeniach. Dzieje się tak, ponieważ opary uwalniane z topiącego się lutowia mogą być dość niewygodne. Zaleca się, aby zawsze przesunąć głowę w bok projektu, a nie nad projekt. Lubię to, czasu zawsze można uniknąć.
• Upewnij się, że myjesz ręce po lutowaniu. Dzieje się tak, ponieważ lutowanie składa się z ołowiu, który jest bardzo trującym metalem. Kiedy skończysz obchodzić się z lutem, natychmiast dokładnie umyj ręce.
• Nie noś luźnych ubrań. Takie ubrania mogą sprawić, że łatwo wpadniesz w swoje miejsce pracy.

Wreszcie, zanim ktokolwiek pomyśli o założeniu stacji lutowniczej, muszą mieć pod ręką apteczkę. Również, ważne jest, abyś zawsze był przygotowany na wypadek przy pracy. Powinieneś zwracać uwagę na swoje środowisko i być bardzo ostrożnym z grotem lutownicy.

Zawijanie tego

Udało nam się szczegółowo wyjaśnić, na czym polega lutowanie PCB, a nawet jak PCB znalazło się w centrum uwagi, kroki związane z lutowaniem PCB, problemy, które mogą wystąpić, i w końcu, końcówki do lutowania PCB.

MOKO oferuje, Montaż powierzchniowy (SMT), Przez otwór, BGA, Kabel & Wiązki przewodów, Usługi montażowe Box Build dla ponad 16 lat, Zapraszamy do zapoznania się z nami pod adresem https://www.mokotechnology.com/.