لحیم کاری برد SMD و نکات آن

فرایند اتصال دو قطعه به یکدیگر از طریق ذوب و انجماد یک آلیاژ زود ذوب را لحیم‌کاری می‌گویند.

در لحیم کاری (برخلاف جوشکاری) فلز پایه ذوب نمی شود و فقط فلز لحیم یا پرکننده ذوب می شود.

لحیم کاری به عملی است که در آن دو فلز قابل ذوب به یکدیگر اتصال پیدا کند.این عمل با کمک دستگاه یا ابزاری به نام هویه یا Soldering Ironانجام می شود.برای کارهای الکترونیکی معمولا هویه 30 یا 40 وات مناسب است.برای لحیم کاری مدارهای الکترونیکی قلع ۶۰ درصد را به صورت مفتول هایی به قطر حدود یک میلی متر به نام “سیم لحیم” در می آورند.در مغز سیم های لحیم سوراخ هایی ایجاد کرده اند که از “رزین” یا همان روغن قلع مخصوصی پر شده است.با ذوب شدن سیم لحیم در موقع لحمیکاری “رزین” داخل آن نیز ذوب شده و در محل لحیم کاری جاری می شود،ایم ماده شیمیایی سبب می گردد تا لحیم کاری به بهترین نحو انجام شود و با روش ذوب کردن قلع در محل لحیم کاری نیازی به روغن لحیم نیست چراکه روغن موجود در سیم کفایت میکند.

لحیم آلیاژی است از دو یا چند فلز مختلف که در اتصال ثابت فلزات، به‌ویژه سیمها و کابلها به یکدیگر به کار می‌رود. ترکیب‌های اصلی لحیم قلع و سرب هستند، نسبت بین این دو عنصر می‌تواند نقطهٔ ذوب لحیم را مشخص کند. آزمایش‌ها نشان می‌دهد که اگر نسبت قلع و سرب در حدود ۶۳٪ قلع و ۳۷٪ سرب باشد، نقطهٔ ذوب در کمترین حد خود و حدود ۱۹۰ درجه سلسیوس خواهد بود.

ابزار لحیم کاری :

هویه :

هویه یکی از مهمترین و معروف ترین و ابتدایی ترین ابزار کار الکترونیک می باشد.

هویه برای لحیم کاری قطعات الکترونیکی روی برد مدار چاپی استفاده می شود همچنین موادی چون روغن لحیم فلاکس و… مورد نیاز است.

هویه ها را در توان متفاوتی مانند :30 وات یا 40 وات و یا 60 وات و یا حتی بیشتر میسازند. بسته به کاربرد و نیاز میتوان از هویه های با وات متفاوتی استفاده کرد در کارهای الکترونیکی معمولا از هویه های 30 یا 40 وات استفاده میشود در بعضی موارد نیز میتوان از هویه های 60 وات هم استفاده کرد.

نوک هویه:

محا اصلی و نقطه ای حرارت و یا تمرکز حرارت نوک هویه است که بسته به نوع قطعات در اندازه و کاربردهای مختلف استفاده می گردد.نوک هویه به راحتی نیز قابل تعویض است.

هیتر یا هویه هوای داغ(Hot Air Blower)

هیتر یا هویه هوای گرم یکی دیگر از ابزار آلات لحیم کاری است که بیشتر از آن در کار با قطعات نصب سطحی یا SMD استفاده می شود . هیتر ها از دو قسمت دستگاه مرکزی و دسته هیتر تشکیل شده که به طور معمول المنت حرارتی در داخل دسته قرار می گیرد و دستگاه مرکزی وظیفه تولید باد را به کمک یک کمپرسور داخلی بر عهده دارد . نحوه کار هیتر به این صورت است که المنت دمای مد نظر را تولید می کند و با دمیده شدن باد در داخل دسته هیتر ، باد گرم از نازل دسته هیتر خارج می شود . با استفاده از نازل های مختلف می توان فشار باد را نیز متمرکز یا پخش نمود . زمانی که قصد داریم یک قطعه الکترونیکی نصب سطحی SMD را بر روی برد لحیم نماییم ، کافی است مقداری خمیر قطع را بر روی اتصالات تزریق کنیم و سپس باد گرم را با فاصله مناسب و در طول چند ثانیه در جهت اتصالات قرار بدهیم . با این کار خمیر قلع که همان آلیاژ لحیم به صورت خمیر مانند است ذوب شده و باعث اتصال پایه قطعه با برد می شود . همچنین از هیتر برای جدا کردن قطعات SMD از برد نیز استفاده می شود که این کار توسط این ابزار بسیار ساده صورت می گیرد .پس می توان از هیتر بعنوان یک ابزار تعمیراتی نیز یاد کرد.

سیم لحیم (قلع) :

سیم لحیم از جمله نکاتی است که هنگام لحیم کاری باید توجه بسیار به آن داشت چراکه ارتباط بین پایه قطعات و مسیر برد مدار چاپی با سیم لحیم برقرار می شود.سیم لحیم با توجه به اندازه پایه قطعه و کاربرد ان در قطرهای مختلف همچون 0.3 و 0.4 و 0.8 و 1 و … عرضه می گردد.

برخی سیم های لحیم آغشته به مقدار کمی روغن لحیم و یا فلاکس هستند که در این صورت نیازی به استفاده از روغن لحیم یا … نباشد.

سیم لحیم سربدار و بدون سرب:

از گذشته آلیاژ لحیم عموما از قلع و سرب تشکیل می شد، سرب فلزی ارزان قیمت است، به وفود در طبیعت یافت می شود و نقطه ذوب پایینی دارد در نتیجه استفاده از آن برای لحیم کاری بسیار مناسب است. اما از زمانی که مضرات سرب برای سلامتی انسان مشخص شد، برخی شرکت ها و کشور ها مصرف آن را کاهش دادند تا نهایتا در سال 2006 اتحادیه اروپا استاندارد RoHs را تصویب نمود که طی آن استفاده از قلع در تولیدات صنایع الکترونیک محدود شد. لزرا هر محصولی که در این کشور ها تولید می شود یا وارد می شود، باید دارای استاندارد RoHs باشد.
لحیم بدون سرب بسیار شبیه نمونه سرب دار است و در آن به جای سرب از فلزاتی مانند مس و نقره استفاده می شود. شرکت های تولید کننده لحیم های دارای این استاندارد، علامت RoHs را بر روی محصول خود درج می کنند. متاسفانه با اهمیت کمی که در کشور ما برای سلامت قائل هستیم، بدون رعایت هیچ یک از نکات ایمنی از محصولات حاوی سرب استفاده نموده و دود مسموم آن را با کمال میل استشمام می کنیم!

فلاکس و روغن لحیم:

فلاکس مایعی شیمیایی است که در اثر حرارت موجب پاک شدن سطح اکسید شده می شود. در لحیم کاری به روش صنعتی همیشه قبل از لحیم کاری به کف برد فلاکس پاشیده و در عملیات پیش گرمایش، سطح اکسید شده برد را تمیز می کنند. استفاده از فلاکس باعث اتصالات بهتر و لحیم کاری تمیز تر خواهد شد. در روغن لحیم هم همین نوع مواد وجود داشته و خاصیت تمیز کردن سطح اکسید از برد را داراست.

هرگاه دو قطعه را بخواهند بوسیله لحیم ، اتصال دهند بایستی كاملا تمیز و از هرگونه چربی ، رنگ و اكسید پاك گردند . بنابراین در زمان لحیم چون درجه حرارت بالا است سبب می شود در سطح خود لایه ای اكسید بوجود آید و پس از لحیم كاری ممكن است این لایه اكسید مانع از تماس الكتریكی بین آن دو شود . برای جلوگیری از این كار از روغن لحیم استفاده می كنند . این روغن از ماده ای به نام كلوفون تشكیل شده و حل كننده اكسید و هر مواد زائد است .

طرز كار با روغن لحیم :

قبل از لحیم كاری باید محل اتصال به این روغن آغشته شود و بعد عمل لحیم كاری صورت گیرد. با انجام این كار روغن، مواد زاید بر روی اتصال را در خود حل كرده و هنگامی كه هویه داغ به محل اتصال نزدیك می شود ، روغن را كنار زده و محل اتصال را از ماده های خارجی خالی می نماید . امروزه لحیمهای در الكترونیك مورد استفاده می گردد كه در داخل خود روغن لحیم دارند لذا نیازی به روغن لحیم جداگانه ندارند اصطلاحأ به این نوع لحیم ، سیم لحیم با مغزی روغن می گویند. بهر صورت در هنگام لحیم كاری بایستی از تمیز بودن محل اتصال ، اطمینان حاصل شود .

قلع کش (مکنده لحیم):

این ابزار کارآمد هم با مکش هوا قلع اضافی را به داخل خود می کشد و برای باز کردن قطعات از روی برد وسیله ای ضروری است.

مانند یک سرنگ عمل کرده و با فعال کردن آن برای یک لحظه هوا را با فشار زیاد از نوک باریک خود به داخل می کشد و قلع ذوب شده را به داخل محفظه خود می کشد( به مانند یک پمپ از طریق ایجاد فشار خلأ٬ لحیم را از روی سطوح برمی دارد) .

در صورتی که قصد خرید یکی از این قلع کش ها ( یا همان مکنده قلع) را دارید، در خرید آن دقت کنید که نوک آن حتما از نوع نسوز باشد، چرا که در لحظه مکش نوک قلع کش با نوک هویه برای چند لحظه تماس پیدا می کند و در صورتی که نوک قلع کش از نوع نسوز با کیفیت مناسب نباشد، پس از چند بار استفاده، عملا دیگر بدردتان نخواهد خورد!

فتیله لحیم (فتیله ی مسی) یا قلع پلک کن :

برای شما پیش آمده هنگام لحیم کاری اشتباها مسیر های مسی روی برد با لحیم به هم متصل شوند و سعی میکنید با نوک هویه آن را بردارید. ابزار اصلی این کار یعنی پاک کردن قلع اضافی از سطح برد، قلع پاک کن یا همان فیتیله که به سیم قلع کش نیز معروف است. این ابزار در واقع یک برس ریز از تار و پود مس است که با شما کمک می کند پس از حرارت دادن قلع، لحیم اضافی را پاک کنید.

فتیله لحیم یک مس بافته شده است که لحیم های قدیمی به آن می چسبند. فتیله لحیم از مکنده لحیم گران تر بوده و یک وسیله مصرفی است.در برخی از کارها استفاده از فتیله بهتر است زیرا حاصل کار بسیار تمیزتر درمی آید. هر دو ابزار لحیم زدایی دارای نقاط قوت خاص خود هستند و تفاوتشان این است که در هر کار خاص باید از یکی از آن ها استفاده کنید. برخورداری از محیط لحیم کاری تمیز از اهمیت زیادی برخوردار است زیرا باعث کسب بهترین نتیجه شده و میزان خطر را به حداقل می رساند.

فتیله ی مسی از چند رشته مس به هم بافته شده تشکیل شده که لحیم ذوب شده به آن می چسبد.تکه ای از فتیله به طول حدود 2 سانتی متر را بر روی قسمت اضافی لحیم قرار دهید و با نزدیک کردن هویه، لحیم را ذوب کنید.