Spájkovanie pre profesionálov - presné pripojenie elektronických komponentov
Spájkovanie je dôležitou súčasťou práce s a na elektronických súčiastkach. Aby boli požadované komponenty pevne spojené a aby elektrina mohla hladko prúdiť, je potrebné na jednej strane správne zariadenie a na druhej strane správna technológia spájkovania. V našom postupe vysvetlíme presne to, čomu musíte venovať pozornosť, aby bolo možné vidieť výsledok.
Pred spájkovaním - príprava
Prvým krokom by malo byť vždy vytvorenie čistého a bezprašného pracovného prostredia. Dbajte na to, aby spájkovaná časť aj spájkovací hrot boli úplne čisté a aby na nich neboli zvyšky.
Ak je na súčasti prebytočný materiál, opatrne ho obrúste brúsnym papierom a potom ho dôkladne očistite stlačeným vzduchom 67 alebo liehom.
Najlepšie je teraz zabezpečiť, aby bolo vaše pracovisko primerane vetrané.
Pri svojej práci používajte žiaruvzdornú podložku. Dajte malý zverák na miesto, aby bol spájkovaný diel bezpečne držaný a nekĺzal pri zahrievaní alebo ochladzovaní.
Sprievodca plošnými spojmi s lupou môže byť veľkým pomocníkom pri presnom spájkovaní veľmi malých častí.
Zahrejte zariadenie a zohrejte ho na prevádzkovú teplotu vhodnú pre spájku (pozri nižšie).
Superplastifikátor obsahuje kyseliny, ktoré pri zahrievaní vytvárajú škodlivé pary a ktoré by ste nemali inhalovať.
Odsávače pár spalín s integrovanými filtrami sú k dispozícii v rôznych cenových reláciách a veľkostiach a poskytujú optimálnu ochranu pred toxínmi vo vzduchu.
Odložte všetky potrebné pomôcky na dosah ruky, aby ste počas práce mohli všetko ľahko chytiť.
Spájkovacia stanica namiesto spájkovačky
Spájkovacie stanice ponúkajú možnosť presného prednastavenia teploty, ktorá sa už počas celého procesu spájkovania nemení a už sa nemusí ďalej kontrolovať. Presné spájkovacie body sú možné iba pri správnej teplote.
Stanice majú zvyčajne jasný displej a ponúkajú množstvo funkcií.
Spájkovacie stanice sú k dispozícii v rôznych cenových reláciách a v rôznych verziách, v závislosti od oblasti použitia a preferencií. Obzvlášť užívateľsky príjemné sú napríklad spájkovacie stanice od spoločnosti Weller GENERATION WT.
Niekoľko tipov je možné bez problémov použiť striedavo. Tým, ktorí uprednostňujú spájkovanie horúcim vzduchom, sa odporúča použiť teplovzdušnú stanicu WTHA od spoločnosti Weller, s ktorou možno spájkovať aj najmenšie súčasti.
Každému, kto často pracuje na citlivých súčiastkach SMD a BGA, najlepšie pomôže infračervený spájkovací systém.
Výhodou tohto zariadenia je, že teplo na nástroji sa vytvára zväzkovým svetlom, a preto sa komponenty neprehrievajú. S takouto spájkovacou stanicou sa obzvlášť ľahko manipuluje s spájkovaním a odspájkovaním.
Vďaka väčšej pracovnej ploche navyše môžete dokonca bez problémov pracovať aj na základných doskách.
Správny nástroj
Aby ste nemuseli prerušovať prácu, mali by byť ľahko dostupné užitočné nástroje na spájkovanie.
Medzi najdôležitejšie vybavenie patrí odizolovací nástroj, vysokokvalitná sada pinzety, rezačka drôtu, sprievodca plošnými spojmi so zväčšovacím sklom, príbor plošných spojov a suchá kovová špongia na čistenie spájkovacích a odspájkovacích hrotov.
V porovnaní s čistením vodou tento typ čistenia, tiež známy ako DryClean, menej zaťažuje spájkovaciu špičku, pretože nie je vystavený teplotným šokom.
Kovová suchá špongia je už integrovaná do vysoko kvalitných spájkovacích staníc, ako napríklad WT1010H od spoločnosti Weller.
Spájkovanie
Konce káblov, ktoré sa majú spojiť, sa najskôr odizolovajú a navzájom skrútia. V závislosti od toho, či máte na starosti tenké káble s veľkosťou do 1,5 mm alebo hrubšie, musíte pracovať inak.
Pri tenkých kábloch stačí dať trochu spájky na spájkovací hrot a držať ho na mieste spájkovania. Spájka je automaticky nasávaná medzi prameňmi kapilárnymi silami.
Pri hrubších kábloch väčšie množstvo medi ochladí spájkovací spoj. Avšak už nedržte spájkovací hrot v mieste spájkovania. Pretože je meď veľmi vodivá, mohla by roztaviť izoláciu.
V takom prípade použite radšej väčšie množstvo spájky. Aj keď väčšina typov spájok už tavidlo obsahuje, môže pomôcť ďalšie množstvo, ak je spájkovací spoj hrubší.
Uistite sa však, že je vaše pracovisko dobre vetrané.
Tavenina obsahuje látky, z ktorých môžu vznikať toxické výpary, aby bolo možné leptať materiály, ktoré sa majú spájkovať, a dosiahnuť ich lepiteľnosť.
Spájkovacie drôty sú k dispozícii v rôznych zliatinách, v závislosti od oblasti použitia.
Aj keď sa spájka obsahujúca olovo stále predáva, aj prostredníctvom nás, z environmentálnych a zdravotných dôvodov by sa malo ťažkému kovu vyhnúť. V priemysle priemyselnej elektroniky sú zliatiny olova ako cínové spájky úplne zakázané od roku 2006/2007.
Olovo má nižšiu teplotu topenia a lepšie tokové vlastnosti ako iné kovy, a preto sa zdá, že sa s ním v hobby oblasti manipuluje obzvlášť ľahko. Ak však poznáte spájku, ktorá sa topí iba pri vyššej teplote, bude vaša spájkovacia práca rovnako úspešná ako pri spájke s obsahom olova.
Spájkovanie spájkovou metódou
Pretože pripojenia vyžadujú stabilné pripojenie k doske s plošnými spojmi, konektory sa kvôli svojej stabilite prednostne používajú ako drôtová verzia. Vďaka technológii priechodného otvoru (THT) sú tak pevne spojené s komponentom, že na ne nemá vplyv ani sila vloženia, ani ťahanie.
Za týmto účelom sa drôtové komponenty zavedú cez prefabrikované kontaktné otvory na doske plošných spojov a potom sa spájkujú. Aby ste sa uistili, že nepoužívate žiadne poškodené komponenty, je najlepšie ich vopred otestovať pomocou testera komponentov LCR.
Spájkovanie SMD súčiastok
Spájkovanie súčiastok SMD vyžaduje istý inštinkt. Najskôr vyčistite obvodovú dosku vhodným čistiacim prostriedkom. Potom sa oba spojovacie povrchy (podložky) navlhčia tavidlom.
Pre také malé časti je zvlášť vhodné taviace pero. Zarovnajte obe časti správne a zafixujte ich dvoma diagonálne umiestnenými spájkovacími bodmi.
Ak diely nie sú úplne vyrovnané, môžete ich po zohriatí dvoch spájkovacích bodov znova nastaviť. Teraz sú kolíky spájkované.
Aby ste neskôr mohli nadbytočný cín ľahko odstrániť spájkovacím opletením, natiahnite ho spájkovacou špičkou na jednu stranu. Dbajte na to, aby sa komponent počas celého procesu príliš nezahrieval a nevyvíjajte na neho žiadny tlak, pretože by to mohlo viesť k deformácii.
V tomto prípade je najjednoduchším spôsobom odstránenia nadbytočnej spájky, takzvaných spájkovacích mostíkov, použitie odpájacieho kábla. Ako to urobiť, nájdete pod bodom „Odspájkovanie“.
Optimálna teplota
Všeobecne sa rozlišuje medzi mäkkým a tvrdým spájkovaním. Mäkké spájky sa topia pri menej ako 450 stupňoch Celzia, teplota likvidu tvrdých spájok sa pohybuje od 450 do 900 stupňov Celzia. Pretože elektronické súčiastky sú veľmi citlivé, je možné tu použiť iba mäkkú spájku.
Teplota požadovaná pre vašu prácu závisí od komponentov, ktoré používate. Svoju úlohu tu zohráva teplota topenia spájky a efektívna teplota použitého tavidla.
V každom prípade by mala byť nad dvoma minimálnymi hodnotami, nesmie však prekročiť maximálnu efektívnu teplotu toku, inak sa odparí.
Teplota spájkovania elektronických súčiastok je spravidla medzi 300 a 320 stupňami Celzia. Ak sa používajú jemné drôty, použije sa teplota pod 300 stupňov a tenký spájkovací hrot.
Ak je teplota príliš nízka, spájka nebude lesklá a v tvare slzy. V takom prípade by ste mali znova skontrolovať teplotu, zvýšiť ju a až potom pokračovať v práci.
ESD - Pozor na elektrostatický náboj
To môže neskôr viesť k poruche celého zariadenia. Aby sa zabránilo takýmto posuvným prúdom, je nevyhnutné zabezpečiť funkčnosť uzemnenia. Nezabudnite pre svoje účely zostaviť správnu súpravu. Určite by mala byť k dispozícii aspoň pracovná podložka ESD, rukavice ESD, kefa ESD a remienok na zápästie s vybíjacím káblom ESD.
Ak pracujete s spájkovacou stanicou, mali by ste pravidelne kontrolovať únikové napätie a zemný odpor spájkovacej špičky k sieťovej zástrčke zariadenia.
Odspájkovanie
Ak ste použili príliš veľa cínu alebo ste nechtiac spájkovali nesprávne komponenty, je potrebné proces odpájania.
V závislosti od vybavenia a schopností je možné použiť buď spájkovací oplet, alebo odpájaciu stanicu.
Ak sa rozhodnete pre lankový drôt, tento sa položí na bod, ktorý sa má odpájať, a pomocou spájkovacej špičky sa zahreje, až kým nadbytočný cín, ako je opísané vyššie, nie je absorbovaný kapilárnymi silami.
Obzvlášť výhodné sú spájkovacie/odspájkovacie stanice, ktoré obsahujú aj odspájkovačku. Prebytočný materiál sa odsaje priamo po skvapalnení. Pri vysávaní sa uistite, že pracujete v čo najstrmšom uhle, aby sa nerozptyľovali zvyšky cínu.
Kontrola spájkovacích prác
Aby ste sa uistili, že všetky komponenty boli spájkované správne a že nedošlo k žiadnym chybám v konštrukcii alebo konštrukcii, mali by sa pred uvedením do prevádzky skontrolovať spájkovacie práce.
Najskôr sa podrobne pozriete na komponent v pravom slova zmysle. Existujú chybné spájkovacie body, ohnuté kolíky IC alebo dokonca nesprávne použité komponenty?
Ak tomu tak nie je, vykoná sa test pomocou multimetra. S týmto je možné merať kontinuitu, napätie, spotrebu prúdu a odpor každého jednotlivého spojenia, a tak identifikovať skraty a prerušenia. Podľa toho, ktorý model si vyberiete, budete potrebovať aj zopár doplnkov.
Všetky doplnky sú súčasťou modelov Atlas. Vďaka funkcii osciloskopu a funkcii Bluetooth je možné dáta prenášať z multimetra Atlas do smartphonu alebo tabletu.
Komponent môže byť nainštalovaný a podrobený funkčnej skúške až vtedy, keď sa presvedčíte, že na ňom nie sú žiadne chyby.