انواع روشهای لحیم کاری و ابزارهای مورد استفاده در لحیم کاری

[رضا شفقی]

سلام به همه دوستان
فکر میکنم همچین چیزی خیلی مورد نیاز دوستان هست تصمیم گرفتم با کمک دوستان مباحث رو اینجا جمع بندی کنیم تا مرجعی واسه همه بشه.لطفا دوستانی که تجربه های عملی دارند کمک کنن.
اینجا میخوایم روشهای لحیم کاری متدوال و ابزارهایی که واسه لحیم کاری استفاده میشه رو مورد بررسی قرار بدیم امیدوارم این موضوع مورد لطف دوستان قرار بگیره.

مطالب این تاپیک در شماره اول مجله نویز ویرایش و منتشر شد!

لطفا اگه ایرادی داشت تذکر بدین

[رضا شفقی]

ابزار مورد استفاده

روشهای لحیم کاری(SOLDERING WAYS) :
هویه :
ضروری ترین وسیله در لحیم کاری می باشد و در وات ها و شکل های مختلف ارائه می شود
برای چسباندن دو قطعه بایستی لحیم ذوب شده را در محل مورد نظر قرار دهیم . ذوب کردن لحیم توسط وسیله ای به نام هویه (soldering iron) انجام میشود. ساده ترین هویه عبارتست از یک دسته و یک نوک مخروطی تیز که توسط جریان برق(المنت) داغ میشود.
من 7 نوع دستگاه برای لحیم کاری دیدم :
1- نوع معمول آن است که قلمی (pencil-style soldering iron) می باشد : این هویه دارای رنج وات بین 10 تا 60 وات می باشد . به شخصه با نوع 60 وات اون کار میکنم و کارایی خوبی داره.


2- نوع تفنگی(Soldering gun) : که دارای وات های بیشتر می باشد و به صورت آنی داغ میشود. عکس زیر مربوط به نوع 200 وات می باشد.



هویه تفنگی گوت


3- نوع گازی : در مواردی که برق وجود ندارد می توان از این نوع هویه استفاده کرد. جرقه زن های پیزوالکتریک گاز را مشتعل کرده و حرارت آن نوک هویه را گرم می کند. این هویه دارای توان 80 تا 150وات است و مخزن آن با گاز بوتان پر می شود. یک مخزن گاز می تواند تا 180 دقیقه کار کند.


4- هویه ی ساده : که به وسیله ی حرارت چراغ پریموس گاز یا زغال گرم می شود. که فکر نمیکنم تو الکترونیک کاربرد داشته باشه و چند سال پیش واسه بستن در قوطی حلبی ها استفاده میشد مثل قوطی حلبی پنیر.نمیدونم الان کاربرد داره یا نه.


5- هویه با هوای داغ ( HOT AIR BLOWER ) : این مدلها انواع متنوعی داره که میتونه فقط شامل دستگاه دمنده هوای داغ باشه و یا کنارش یه هویه قلمی هم داشته باشه که در این صورت بهش Hot Air Soldering Station میگن. این ابزار وقتی ارائه شد که کار لحیم کاری به واسه ورود قطعات SMD سخت تر شد.طرز کار دستگاه به این صورته که داخل دستگاه یک واحد تولید هوا بافشار هست تا به جای انتقال گرما به جامد اینکار با هوا انجام بشه تا مثلا آی سی با 100 پایه رو با این روش خیلی راحت میشه لحیم کرد یا تعوبضش کرد. این دستگاه برای هر دو هویه ش قسمت کنترل دما داره و همینطور قسمت کنترل فشار هوای دمیده شده.


6- هویه اینفرارد ( Infrared Soldering Station ) :
تکنولوژی ساخت در نسل جدید هیترها (مادون قرمز) دچار تغییر و تحولات عظیمی شده است و میشه گفت که اساس کار این هیترها با نمونه های قدیمی آن زمین تا آسمان تفاوت دارد! در این هیترها گزینه باد (جریان هوا) به کل حذف شده و برای ایجاد گرما از یک نیمه هادی مادون قرمز استفاده شده است. این یعنی اینکه منبع گرمایی دستگاه نور متمرکز شده مادون قرمز است. یک چیزی تو مایه های لیزر، البته با شدت و قدرت کمتر!!! و برای پکیج هایی مانند BGA که پایه ها زیر آی سی هست بسیار مناسب است.در بعضی مدلها قسمت زیری دارای آینه می باشد تا زیر آی سی ها دیده شود.و چیزی در حدود 800 وات توان دارند.
همچنین برای افزایش دقت و ظرافت کار میتوان این هیترها را به کامپیوتر (PC) و یا کامپیوترهای قابل حمل (Laptop) وصل نمود و کنترل المان ها و کمیت ها را به کامپیوتر سپرد! در ادامه وجود یک پایه نگهدارنده بسیار ظریف و دقیق باعث گردیده که نتیجه کار بینهایت با دقت و ظرافت بالا همراه شود، به نحوی که کیفیت کار را به نحوه چشم گیری افزایش می دهد. وجود چنین امتیازاتی به تنهایی موجب میشود که مهندسان و تعمیرکاران حرفه ای گرایش روز افزونی در استفاده از این دستگاه پیدا کنند.



7- روش حوضچه قلع

در پست هایی پایین تاپیک راجع به این قسمت بحث می شود.

***لطفا در هنگام لحیم کاری مراقب بخارات و دود ناشی از لحیم کاری باشید و آن را تنفس ننمایید.***

[رضا شفقی]

سیم لحیم ( SOLDER WIRE ):
یکی از موضوعات مهم در صنعت برق و الکترونیک لحیم کاری است .ماده اتصال دهنده ، که آلیاژی از فلز قلع و سرب است را لحیم می نامند . چنانچه بر روی قرقره لحیم نگاه کنید دو عدد بر روی آن نوشته شده است بطور مثال 60/40 این به ان معنا است که لحیم فوق دارای 60 درصد قلع و 40 درصد سرب می باشد.
بهترین لحیم برای کارهای الکترونیکی لحیمی است که 63% قلع و 37% سرب دارد .سیم لحیم دارای قطرهای مختلف هست که بسته به ظرافت کار شما تغییر میکنه.متداول ترین نوع آن 0.8 میلی متر است. سیم لحیم های مرغوب برای اتصال بهتر دارای FLUX میباشند ( درباره FLUX توضیح داده خواهد شد)
کاربرد سیم لحیم در لحیم کاری با هویه های قلمی و تفنگی میباشد.
سعی منید از نوع قرقره ای استفاده فرمایید کیفیت بالاتر و قیمت تمام شده پایین تر ویژگی این نوع میباشد.

[رضا شفقی]

[b]خمیر قلع (SOLDER PASTE ) :

خمیری خاکستری و چسبناک و حاوی ماده FLUX برای لحیم کاری بهتر.این ماده در هنگام لحیم کاری قطعات SMD به طرز شگفت انگیزی کار را راحت میکند.برای استفاده از این خمیر نیاز به دستگاه HOT AIR خواهیم داشت تا این خمیر را ذوب کند. به دلیل چسبندگی زیاد این ماده توصیه میشود از ابزارهایی مانند سرنگ و دستگاههای مورد استفاده دندانپزشکان برای تزریق خمیر استفاده شود.
این خمیر در بسته بندی های مختلف عرضه میشود :
1- ارائه شده در ظرف


2- ارائه شده در پکیج سرنگی ( توصیه میکنم اگه پیدا کردین این نوعشو بگیرین)


برای اینکه بیشتر راجع به طرز استفاده از این ماده اطلاع پیدا کنین بهتره این ویدیو رو دانلود کنین.
http://www.4shared.com/video/8L9L9wVQ/video_3.html

[رضا شفقی]

شمش قلع ( SOLDER ROD ) :

برای استفاده در روش حوضچه ( حمام ) قلع استفاده میشود.

[رضا شفقی]

فلاکس ( FLUX ):

یک پاک کننده شیمیایی می باشد که از انواع متداول آن میتوان به موارد زیر اشاره کرد :
1- آمونیم کلراید و ROSIN ( از رزین بدست میاید ) برای لحیم کاری با قلع
2- کلرید روی و هیدروکلریک اسید برای لجیم کاری آهن گالوانیزه و مواد حاوی روی
3- کلرید سدیم و کلرید پتاسیم و سدیم فلوراید که در ریخته گری برای از بین بردن ناخالصی از فلزات غیر آهنی مذاب مانند آلومینیوم ، و یا برای اضافه کردن عناصر دلخواه از قبیل تیتانیوم استفاده می شود.

و اما در برق:
این ماده برای راحت کردن لحیم کاری به کار میرود و به سه صورت مایع ، ژله ای و خمیری فروخته میشود.
و سه کار انجام میدهد :
اکسیدهای ایجاد شده در برد را پاک می کند.
ایجاد چسبندگی بین قطعه و برد میشود تا مثلا هنگام لحیم کاری یک آی سی SMD چند صد پایه قطعه از جایش تکان نخورد.
باعث میشود تا قلع به صورت کروی دربیاد و در حوالی PAD جمع شود این عمل باعث میشود تا بین PAD ها اتصالی ایجاد نشود.

نوع مایع


نوع خمیری


نوع ژله ای


نوع ماژیکی


برای درک بهتر فیلم زیر رو مشاهده کنین.
http://www.4shared.com/video/MA51MiRe/GOOD.html



[hr]

نقل قول از کاربر محترم KARAPCB

فلاکسی که بعضی از تولید کنندگان مدارچاپی روی بردها استفاده میکنند ،صرفا جهت جلوگیری از اکسید شدن پدها می باشد و در فرایند مونتاژ مدارچاپی نقش بسزائی ندارد.برای اینکه بتوانید عملیات قلع کاری را به خوبی انجام دهید،می بایست از فلاکسهای قلع کاری استفاده کنید این محلولها
یه جورائی مثل کاتالیزور میمونند و سه نوع از اونها تو بازار ایران پیدا میشه:الف)فلاکس الکل شور که بعد از عملیات قلع کاری و سرد شدن مدارچاپی باید
سطح قلع کاری شده با الکل ایزو پروپیل شسته شوند. ب)فلاکس آب شور که به اون هم بعد از قلع کاری باید با آب شسته بشه البته باید مراقب باشید که قطعه ای نداشته باشید که اب خرابش کنه ج)فلاکس No clean این فلاکس غیر قابل شستشو نیست در واقع اصلا نیازی به شستشو ندارد.
از لحاظ کیفیت قلع کاری و تمیزی کار هم به ترتیب نوشتم یعنی مورد اول بهترینشونه.

[رضا شفقی]

ذره بین با چراغ (Magnifying Lamp)

تشکیل شده از یک عدسی محدب که اکثرا یکنواخت نیست یعنی یک لنز محدب است که در یک قسمت دارای ضخامت بیشتر برای بزرگنمایی بیشتر میباشد.همینطور به خاطر داشتن یک لامپ لوله ای مهتابی باعث بهتر شدن دید هنگام استفاده میشود.
این ابزار در هنگام لحیم کاری مخصوصا برای قطعات smd مفید است.اگر پول کافی دارید از نوع مرغوب و دارای انعطاف حرکتی بیشتر استفاده نمایید.
تعمییرکاران موبایل از میکروسکوپ های مخصوص به جای این وسیله استفاده میکنن.

[رضا شفقی]

لطفا در مورد حمام قلع معمولی و wave هم توضیح بدین

چشم در اولین فرصت
من خودم هم تو این زمینه اطلاعات زیادی ندارم واسه همین بالا فعلا جاشو خالی گذاشتم ولی دنبالش میگردم.

[رضا شفقی]

پنس ( Tweezers ):

ابزاری بسیار مفید در لحیم کاری که به وسیله اون میشه قطعات کوچک رو نگه داشت یا ورداشت.انواع مختلفی وجود داره ولی توصیه من اینه که موقع خرید نوع ضد مغناطیسی رو بخرین تا هنگام کار اذیتتون نکنه.

****توجه خیلی خیلی مهم****

به خاطر تیزی و سوزنی بودن این وسیله هیچ گاه بعد از استفاده فراموش نکنید که محافظ پلاستیکی اونرو روش بذارید.به شخصه دیدم چقدر فرو میره داخل پا

[رضا شفقی]

نصب قطعات به روش حمام ( وان ) قلع ( WAVE SOLDERING ):

نقل قول از کاربر محترم electronet_ir

روش مونتاژ با وان قلع معمولا برای بردهای یک لایه با چاپ سبز استفاده میشه به این صورت که بهد از این که وان روشن شد وشروع به ذوب کردن شمشهای قلع کرد و خوب گرم شد شما باید اول بردتونو تمیز کنید از ACTIVE FLuX های شوینده استفاده کن این فلکس ها جرمها و اکسید های روی برد رو میگیرن بعد با فلکس ها ی معمولی تو بازار با پنبه روی سطح مسی مدارت میکشی . حالا شروع میکنی به قطعه چینی بعد خیلی آروم بردت رو از یک سمت وارد وان قلع میکنی در وان حرکت میدی و از طرف دیگر بیرون میاری - یه حالت حلالی تقریبا ایجاد میکنی - بعد شروع به چیدن پایه های اضافی میکنی .
البته اگه کارت خیلی زیاد باشه میتونی از دستگاه کف چین برای کارت استفاده کنی که سیمهای اضافه رو با اون قطع کی . البته اگه مونتاژت زیاده.
میتونی بردتم چاپ سبز نزنی که این کار باعث میشه خیلی زود قلعت تموم بشه که به صرفه نیست.
و اما برای برد های متالیزه با چاپ سبز : این برد ها حتما باید به روش HOT AIR چاپ شده باشند که وقتی تو وان قلع میرن باعث خرابی و چروک شدن ترکهای مدارت نشن . این بردها به دلیل قلع وسربی که روی پدهاشون دارن خیلی به فلکس احتیاجی ندارن . البته بزنی کارت تمیز تر در میاد.
برد های متالیزه بدون چاپ : این بردها نیازی به سیستم HOT AIR ندارن. ولی چون چاپ سبز ندارن مصف قلعشون بالا میره . مخصوصا که کارت پر از پلی گان باشه.

---

نقل قول از کاربر محترم KARAPCB

1-فلاکسی که بعضی از تولید کنندگان مدارچاپی روی بردها استفاده میکنند ،صرفا جهت جلوگیری از اکسید شدن پدها می باشد و در فرایند مونتاژ مدارچاپی نقش بسزائی ندارد.برای اینکه بتوانید عملیات قلع کاری را به خوبی انجام دهید،می بایست از فلاکسهای قلع کاری استفاده کنید این محلولها
یه جورائی مثل کاتالیزور میمونند و سه نوع از اونها تو بازار ایران پیدا میشه:الف)فلاکس الکل شور که بعد از عملیات قلع کاری و سرد شدن مدارچاپی باید
سطح قلع کاری شده با الکل ایزو پروپیل شسته شوند. ب)فلاکس آب شور که به اون هم بعد از قلع کاری باید با آب شسته بشه البته باید مراقب باشید که قطعه ای نداشته باشید که اب خرابش کنه ج)فلاکس No clean این فلاکس غیر قابل شستشو نیست در واقع اصلا نیازی به شستشو ندارد.
از لحاظ کیفیت قلع کاری و تمیزی کار هم به ترتیب نوشتم یعنی مورد اول بهترینشونه.
2-مدت زمان غوطه وری مدارچاپی در حوض قلع 3-2 ثانیه کافیه
3-برای انجام عمل قلع کاری، سطحی رو که قراره قلع کاری بشه از یک طرف با شیب 30 درجه وارد حوض قلع کرده و با همان شیب هم خارج کنید.
4-دمای مناسب قلع کاری 230-220 درجه میباشد(سعی کنید حوضچه های قلعی که دارای ترموستات و نشانگر دیجیتال هستند استفاده کنید.
5-قبل از عملیات قطعه چینی پایه های قطعات را با دستگاه های فرمینگ قطعات خم کرده و تا 1 سانتی متر کوتاه کنید این عمل علاوه بر اینکه
از اتصال پایه ها و مصرف قلع اضافی جلوگیری میکند ،عملیات قطعه چینی را تسریع و تسهیل میکنه.
6-برای چیدن پایه های اضافی بعد از مونتاژ می توانید از سیم چینهای بادی هم استفاده کنید اما اگر توانائی هزینه کردن رو دارید بهتره که از دستگاه
lead cutter wire یا به قول دوست عزیزمون کف چینی استفاده کنید اما خواهش میکنم از دستگاه های غیر استاندارد و من در آوردی استفاده نکنید
خطر قطع شدن انگشتهای دست یه خطر جدیه(البته خدا نکنه)
7-نکات مهم:
الف-بهتر است بعد از فلاکس زنی و قبل از عملیات قلع کاری یک مرحله پیش گرم هم داشته باشید
ب-روش فلاکس زدن هم مٍثل روش قلع کاری میمونه(غوطه ور کردن از یک طرف با شیب 30 درجه و خروج از طرف دیگر با همان شیب)
ج-بعضی ها در هنگام فرمینگ و کوتاه کردن پایه ها انقدری کوتاه میکنند که بعد از عملیات قلع کاری نیازی به سیم چینی مجدد ندارند. اینجوری یه مرحله حذف میشه ولی قطعه گذاری کندتر و مشکلتر میشود.
د-انبر نگهدارنده مدارچاپی برای عملیات قلع کاری رو میتوانید با ورق استیل نگیر (جذب اهنربا نشود) خودتون درست کنید ولی آماده اون هم هست.
ذ-برای قسمت قطعه گذاری حتما از یک ریل که بتونید بردها رو به صورت کشوئی در اون حرکت بدهید ،استفاده کنید.در ابتدای این ریل از قطعات خوابیده مثل مقاومت و دیود شروع کنید بعد به ترتیب قطعات بزرگتر.
ر-از اونجائی که سرعت قلع کاری از سرعت قطعه چینی بیشتر میباشد بهتر است از یک انبار یا رک جهت چیدن بردها و انبار آنها قبل از عملیات قلع کاری استفاده کنید.

1-حتما بالای حوضچه قلع یک تهویه مثل هود درست کنید،که دود و بخارهای متصاعد شده از تبخیر فلاکس ،در محیط نباشد.
2-سعی کنید از قلع بدون سرب استفاده کنید،همه میدونیم سرب جزء فلزات سنگین و قانون منع استفاده از اونها سالهاست در کشورهای پیشرفته رعایت میشه استانداردROHS
3-قلع و یا قلع-سرب مذاب در مجاورت هوا سریعا اکسید میشوند،لذت جهت قلع کاری بهتر زمانی که این اکسید کدر را دیدید سطح حوضچه را برای جمع کردن این اکسید ها با یک کارتک چوبی(MDF(جارو کنید.بهد از هر 20 ثانیه یکبار.این اکسید را در گوشه وان جمع کرده و بعد از اتمام قلع کاری آن را در یک ظرف نگهداری کنید تا بعدا بتوانید آن را به عنوان ضایعات فلزی بفروشید.