4 PCB-lodningsteknikker, du har brug for at vide

Printede kredsløb (PCB) udgør hjertet i elektroniske enheder og apparater. Kommandoerne, der får enheden eller apparatet til at fungere, udføres på PCB. For at dette skal ske, skal kredsløbet være afsluttet ved at forbinde komponenterne ved hjælp af lodningsprocessen.

Lodning forbinder to komponenter på en PCB ved at smelte et fyldemetall, der er kendt som lodning, for at skabe en binding mellem de to punkter. Som sådan kan lodning betragtes som limet, der forbinder elektriske komponenter på pladen. Vigtigt at bemærke, at lodning også refererer til den proces, gennem hvilken fyldemetallet smeltes for at skabe forbindelsen.

Lodde har et lavere kogepunkt end de metaldele, de binder. Af denne grund indbefatter lodning opvarmning af metaldele, der skal limes ved hjælp af et loddejern, og placering af loddet på det opvarmede metal for at smelte det.

Lodde der forbinder ender på et printkort kan være lavet af forskellige materialer. I lang tid blev tin og bly brugt som en eutektisk legering (63% tin og 37% bly) eller i en 60/40 kombination. I den seneste tid har sikkerhedsretningslinjer og standarder ført til erstatning af bly med andre mindre giftige metaller. Disse inkluderer zink, sølv, kadmium, aluminium og vismut.

Lodning er en grundlæggende færdighed i forbindelse med elektronik. Da den optimale funktion af elektroniske enheder og apparater er afhængig af PCBs lydhed, er korrekt lodning afgørende. Dette betyder ekspert PCB-lodningsteknikker for maksimal effektivitet.

For bedre at kunne forstå teknikkerne til lodning er det vigtigt at forstå de vigtigste trin i en simpel PCB-loddeopgave.

4 hurtige trin til PCB-lodning

Tilslutning af komponenter i et kredsløb ved hjælp af lodning kan forklares i disse fire enkle trin:

Trin 1: Samling af materialerne

Lodning bruger forskellige værktøjer og materialer. De omfatter:

  • Loddejernet: En pen eller pistolformet håndværktøj, der er tilsluttet en vekselstrømudgang og bruges til at varme de to ender, der skal limes sammen med loddet. Loddejernet opvarmes til ekstremt høj temperatur, så de to ender kan opvarmes nok til at smelte lodningen. Jernet kan bære mellem 15-30 watt justerbart efter behov.
  • Loddet: er metallegeringen, der opvarmes for at skabe en binding mellem to ender og kan være lavet af forskellige materialer som omtalt i det foregående afsnit.
  • Svampen: fordi opvarmet lodde let klæber fast på spidsen af loddejernet, er en svamp et vigtigt materiale i lodningsprocessen. Det giver elektrikeren mulighed for at rengøre spidsen af jernet og sikre en konstant transmission af varme.
  • Loddejernsstativet: tjener som en holderenhed til det varme loddejern, der undgår brænding eller utilsigtet brand.
  • Den tredje hånd: et par krokodilleklip, der hjælper personen, der lodder, til at holde de stykker, der arbejdes, og undgå direkte kontakt med opvarmede metalstykker.
  • Lodningstationen: et sæt med indbygget loddejern og en konstant strømforsyning, der styrer strømmen og giver dig mulighed for at holde dine værktøjer på et enkelt sted.

Trin 2: Tinning

Tinning indebærer, at de to ender limes sammen med loddemetode for at gøre limningen stærkere og længerevarende. Det giver en glat overflade til strømmen af smeltet lodde, hvilket gør bindingen glattere og jævn.

Trin 3: Lodning

Når spidserne er klargjort, bruges loddejernet til at opvarme spidserne, der derefter smelter lodningen for at skabe bindingen. En god limning har en glat kegelform, og alt andet kræver rengøring ved at fjerne det overskydende loddemetode eller endda fjerne og affolde, når bindingen giver dårlige resultater. Dette skal gøres, når bindingen er afkølet.

Trin 4: Efterbehandling

Dette kan betragtes som oprydning. Det indebærer:

Med disse trin i tankerne er det lettere at sætte pris på de forskellige lodningsteknikker.

Hvad er PCB-lodningsteknikker?

Lodningsteknikker besvarer? Hvordan? spørgsmålet om lodningsprocessen. Mens der kan tages PCB-lodningsteknikker for at henvise til hvad der sker i hvert af ovennævnte trin i lodningsprocessen, tager vi det for at henvise til de forskellige metoder, der bruges i den generelle lodningsproces. Disse metoder bestemmes af den anvendte type arbejde (hånd eller maskine) og de teknikker, der anvendes i hver af de maskinbaserede lodningsprocesser. Her er fire af de mest almindelige PCB-lodningsteknikker.

Teknik 1: Bølgeslodning

Denne teknik anvendes i masseproduktion. Kredsløbets gennemgående hulkomponenter indsættes gennem huller, der er boret på PCB'erne. Processen begynder med at anbringe pladerne på loddeevognen og føre dem over et flusssprøjtningsafsnit, der renser komponenter og kobberspor for eventuelle oxidaflejringer.

Vognen med brædderne ruller over en forvarmningszone. Forvarmning forhindrer termiske stød, når brædderne til sidst loddes med de smeltede lodbølger. Ved loddesektionen danner en pumpe lodde bølger, der lodder komponenterne, når brædderne passerer over det smeltede lodde.

Når lodningen er færdig, udføres rengøringen med opløsningsmidler og afioniseres vand for at fjerne enhver fluxrester. Hvis der ikke anvendes nogen ren rensning, springes dette trin over og PCB testes for kvalitet. Hvis kvalitetstesten er bestået, er tavlen klar til brug i enheden eller apparatet, hvor det er bestemt. Et bord, der registrerer en mislykket test, omarbejdes for at rette eventuelle fejl

Teknik 2: Håndlodning

For at lodde en enkelt PCB er industrielle processer som bølgesolning muligvis ikke påkrævet. Håndlodning overvejes også, når lodning udføres til reparationsformål eller til små plader, der ikke kræver meget arbejde. Processen bruger de materialer, der er præsenteret tidligere (loddejern, lodningstråd, alligatorklips, loddejernsstativ, svamp og lodningsstation).

Fra en? Hvordan-til? tilgang, lodningsprocessen indebærer disse hurtige trin:

  • Placer brættet på et bord eller arbejdsbænk og ved siden af det andet materiale og værktøj, som du har brug for til loddejobbet.
  • Tilslut loddejernet, og sørg for, at det er varmt. Test ikke med fingrene.
  • Med loddejernet i den ene hånd og loddemetoden i den anden opvarmes metalenderne, der skal sammenføjes, og placer ledningen på den varme metalende, så den smelter og flyder for at skabe forbindelsen.
  • Når limningen er oprettet, skal du fjerne loddet og loddejernet og vente på, at limningen afkøles.
  • Når det er køligt, fjernes eventuelt ekstra loddemateriale for at lette bindingen.
  • Når alle samlinger er færdige og afkølede, skal du teste for kvalitet og foretage eventuelle nødvendige reparationer.

Teknik 3: Reflow-lodning

Denne teknik bruges også til masse-PCB-produktion til lodning af Surface Mount Device (SMD) -komponenter i Surface Mount Technology (SMT). Metoden bruger en refow ovn, loddemasse, refow checker og stencil printer.

Under refow-lodningsprocessen føres PCB'erne i det første kammer, der er kendt som forvarmningszonen. Brædderne opvarmes gradvist for at forhindre skader, når de bevæger sig til den næste zone kendt som den termiske blødzone. Denne zone udsætter pladerne for høje temperaturer for at sikre, at komponenterne er på den krævede varme, når de kommer til reflowzonen. I refow-zonen øges temperaturerne over smeltepunktet, og loddemassen smeltes i en flydende form for at lodde komponenterne på pladerne. Dette forklarer, hvorfor refow-processen undertiden er kendt som? Tid over liquidus? eller? tid over refow.? Når lodningen er færdig, føres pladerne til køleområdet for at lade lodde størkne på samlingerne.

Teknik 4: Selektiv lodning

Selektiv lodning er den teknik, der bruges til selektivt at lodde elektroniske komponenter på et bord, der ikke er samlet. En selektiv loddemaskine fodres med et program, der har detaljerne om jobbet, og lodningen udføres automatisk.

Der er flere muligheder i denne teknik. En der henviser til bølgesolningsprocessen er kendt som Selective Aperture Wave Lodding. I denne mulighed er komponenterne på tavlen, som ikke har brug for lodning, dækket med lodde, der let kan skrælles af, og pladerne føres gennem bølgesoldemaskinen for at lodde de målrettede komponenter på tavlen.

En anden mulighed i selektiv lodning er Laser Selektiv lodning. I denne teknik. En diodelaser bruges til at lodde komponenter på tavlen efter en forprogrammeret proces, der angiver, hvor lodning skal udføres, og hvor det ikke skal.

Ialt

Når man taler om håndlodning, kan de anvendte trin betragtes som teknikkerne i PCB-lodning. Der er imidlertid flere maskinstøttede lodningsmetoder, som kunne læses som variationer af PCB-lodningsprocessen og -teknikker.