A forrasztás meglepően könnyen elsajátítható, feltéve, hogy tudja, mit csinál. Ez utóbbi kritikus fontosságú, mivel a hajó 650 ° F hőmérsékleten működő szerszámmal magában foglalja a legfeljebb 250 ° F ellenállású alkatrészek manipulálását.
A hibahatár itt meglehetősen kicsi, és a hibák gyakran katasztrofálisak és drágák, ami elriasztja a legtöbb kezdőt attól, hogy kitartson a kezdeti kudarcokon keresztül. Ez azonban teljes egészében elkerülhető, ha az alapokat az elején tisztázzuk.
Olvasson tovább, hogy megismerje a forrasztás alapjait, és kímélje meg magát az elszenesedett elektronika és a megtört álmok borzalmaitól.
Miért kell zavarnia a forrasztást?
A legalapvetőbb szinten a forrasztás megbízható elektromos (és ennek következtében mechanikus) kapcsolatokat hoz létre a vezető fém alkatrészek között. Ez magában foglal egy pár vezetéket vagy egy elektronikus alkatrészt egy nyomtatott áramköri lapra (PCB).
A kritikus gondolkodók közöttük felmerülhet a kérdés, hogy miért nem csavarják össze a vezetékeket, vagy rögzítik az alkatrészeket a NYÁK -ra anyák és csavarok segítségével. Ezzel a megközelítéssel két fő probléma van. Kezdetnek az ilyen csatlakozók mechanikailag nem stabilak mozgás vagy rezgés hatására. Másodszor, bár mechanikusan szilárdak, a kötőelemek egyáltalán nem stabilak elektromosan.
Hozzászólásokat kerestünk tőle Dr. Lakshmi Narayan Ramasubramanian tól Az Delhi Indiai Technológiai Intézet Anyagtudományi és Mérnöki Tanszéke, a forrasztás néhány technikai aspektusának tisztázása érdekében.
Az érzékeny elektronikának feltétlenül szüksége van kis ellenállású elektromos csatlakozásokra annak érdekében, hogy a termék élettartama alatt állandó vezetőképességet biztosítson. Ezt nehéz elérni, ha egyszerűen összekapcsoljuk az alkatrészeket kötőelemekkel. Az ilyen illesztésekben az alkatrészek között elkerülhetetlen légrés oxidációhoz (vagy rozsda a vasfémekhez) vezet, ami jelentősen csökkenti az elektromos vezetőképességet. Ezek az akadályok nélkülözhetetlenné teszik a forrasztást az alacsony feszültségű precíziós elektronikai alkalmazásokhoz.
Összefüggő: Az Ender-3 3D nyomtató frissítése
Amikor két komponenst forraszt, a forrasztóanyag a fémmel (általában rézzel) kombinálva teljesen új ötvözetet képez. A forrasztás lényegében molekuláris szinten megköti az alkatrészeket, nem hagy légrést, és ezáltal kiküszöböli az oxidáció lehetőségét. A hozzáadott mechanikai stabilitás üdvözlendő bónusz.
A fémek ragasztása az összeolvasztással kockázatos javaslat, tekintettel arra, hogy a legtöbb félvezető komponens a 250 ° F maximális hőmérsékleten működik. A hő felhasználása az integrált chipek vezetékeinek összeolvasztásához a PCB-n lévő párnákkal nem lehetséges, mivel a réz megolvad a szemet gyönyörködtető 1984 ° F-on. Biztosan megsütheti az alkatrészt, mielőtt megbízható kötést hoz létre.
Itt jön szóba a forraszanyag egyedi összetétele és termodinamikai tulajdonságai.
A forraszanyag eutektikus ötvözet, amely ólomból és ónból áll. Az eutektikus bit azért fontos, mert lehetővé teszi az ötvözet megolvadását lényegesen alacsonyabb hőmérsékleten, mint az alkotó fémek. Míg a tiszta ólom és ón olvad 620 ° F, illetve 450 ° F hőmérsékleten, a forrasztási ötvözet, amely e két fémből áll, 63:37 arányban keveredik, csak 361 ° F hőmérsékleten kezd folyni.
Míg a forrasztás úgy tűnhet, mintha rézhuzalokat vagy alkatrészvezetékeket oltana a NYÁK -ra, valójában az eljárás úgy működik, hogy kihasználja a forrasztó fém oldószer hatását. Amikor forró forrasztást vezetnek be a rézkomponens -vezetékekbe, oldószerként hatol a rézfelületekre és feloldja azokat. Ez az oldószeres hatás molekuláris szinten összeolvasztja őket, és teljesen új ötvözetet képez az intermetallikus rétegben.
Ezt a jelenséget nedvesítő akciónak nevezik, és abszolút kritikus a folyamat szempontjából forrasztás - vagyis a különböző alkatrészek folyamatos és elektromosan vezető testévé alakítása hibrid ötvözet.
Összefüggő: Izgalmas barkács elektronikai projektek 15 dollár alatt
Az oxidáció legyőzése fluxussal
A forraszanyag fém oldószer hatása a sikeres forrasztott kötések alapja. Gyakorlati szempontból azonban a forrasztás önmagában nem kezdeményez nedvesítési műveletet. Ezt a folyamatot katalizálja az, hogy hőt szolgáltat a forrasztópáka és a réz alkatrészek vezetékeihez.
Ez azért jelent problémát, mert a hő hatására a szabad rézfelületek is gyorsan oxidálódnak levegő jelenlétében. Az ezt követő oxid határréteg akadályként működik, amely lehetetlenné teszi a nedvesítést. A probléma súlyosbodik, ha szennyeződés, szennyeződés, ujjolaj, zsír és egyéb szennyeződések vannak jelen az alkatrészek felületén. Ezek tovább gátolják a sikeres forrasztott kötéshez szükséges fém oldószer hatását.
Megpróbálhatja tisztítani a felületeket, de egy vadonatúj oxidréteggel fog találkozni, amint újra felmelegíti a rézvezetékeket. Ha csak lenne mód az oxidréteg eltávolítására forrasztás közben. Nos, a fluxus pontosan ezt teszi.
A fluxus gyantából áll, amely a gyanták szilárd formája, amelyet növényekből nyernek. Az elektronika szempontjából a gyantát önmagában vagy enyhe aktivátorokkal kombinálva használják, amelyek lehetővé teszik, hogy a keletkező fluxus korróziómentes és vezetőképes maradjon szobahőmérsékleten. Ugyanez kellően aktívvá válik ahhoz, hogy kémiailag lemossa az oxidokat és egyéb szennyeződéseket, ha elegendő hőt kapnak.
Ha a forrasztásra szánt felületeket fluxussal vonja be, a forrasztási folyamat során fellépő hő katalizálja a fluxust és eltávolítja a szennyeződéseket. Ez kiteszi a tiszta rézt, és lehetővé teszi a nedvesítést. A fluxust fel lehet vinni a komponensekre a forrasztás előtt, de a folyamat során a forrasztóhuzalon keresztül is bevezethető.
A legtöbb modern forrasztóhuzal belső magja tele van gyantaárammal, amely automatikusan adagolódik forrasztás közben.
Mikor kell forrasztani és mikor nem forrasztani
Most, hogy kitaláltuk a forrasztás tudományát, egyformán fontos tudni, hogy mikor kell forrasztani, és mikor rossz ötlet. Bármi, ami PCB -t tartalmaz, szinte kizárólag forrasztott. Az eljárás kiváló elektromos vezetőképességet és tisztességes mechanikai rögzítést kínál, miközben jelentősen csökkenti az elektronikai projektek teljes méretét.
Néha azonban érdemes pontosan tudni, hogy mikor nem szabad forrasztáshoz folyamodni.
Míg a vezetékek egymáshoz vagy a PCB -khez forraszthatók, újra kell gondolni, amikor a kívánt alkalmazás bármilyen mértékű mozgást vagy rezgést okoz. Az autóipar, a robotika és a 3D -s nyomtatási alkalmazások nagyszerű példák, ahol a forrasztás általában a NYÁK -ra korlátozódik, és minden kábelvégződésnél kategorikusan kerülik.
Ennek oka az, hogy a forrasztott kötések kemények, de törékenyek, és ezért hajlamosak a hajlítási fáradtságra. Határozottan nem kívánatos jellemzője az elektromos kötéseknek, amelyek állandó rezgésnek és mozgásnak vannak kitéve. Az ilyen alkalmazások forrasztott kábelei hajlítási fáradtságon esnek át, és következésképpen meghibásodnak a rideg kötéseknél.
Éppen ezért ezekben az alkalmazásokban az ilyen erőkifejtésű kábelvégződéseket krimpelik, nem pedig forrasztják.
Bár ez ellentétesnek tűnhet, a forrasztás nem az egyetlen módja a gázzáró, oxidációálló kötések elérésének. A préselés során keletkező óriási nyomás a rézvezetékeket molekuláris szinten olvad össze, ami tökéletesen gázzá teszi őket.
Valójában a préselt kötések mechanikailag és elektromosan is jobbak forrasztott társaiknál, ugyanakkor ellenállnak a hajlítási fáradtságnak is. Dr. Ramasubramanian az intermetallikumok hiányát említi a krimpelt kötésekben, mint az elsődleges okát annak, hogy a tiszta réz interfész jobb vezetőképességet mutat a forrasztott kötésekhez képest.
Azt is kifejti, hogy a préselt kötések réz-réz kapcsolata eredendően erősebb, mert a hasonló atomok hajlamosak erős, stabil kötéseket kialakítani. A másik oldalon a forrasztott kötésekben található különböző réz, ólom és ón atomok viszonylag kialakulnak gyengébb kötések, amelyek állandó igénybevételnek vannak kitéve, ami viszont felgyorsítja a fáradtság repedését mechanikai körülmények között feszültség.
Összefüggő: Kezdő útmutató a DIY Voron 3D nyomtatókhoz
Ezért nem talál egyetlen forrasztott kábelvégződést sem a jármű motorterében. Ugyanez vonatkozik a 3D nyomtatókra és bármely más, állandó rezgésnek és mozgásnak kitett eszközre.
Minél többet tudsz
Ha ismeri a forrasztás mögöttes mechanikáját és azt, hogy mikor kell alkalmazni a projektjeire, akkor különbséget tesz a siker és a százszoros dollár között a sérült elektronikában.
Ha érdekel az elektronika, akkor forrasztópáka kell. Íme a legjobb forrasztópáka az Ön számára.
Olvassa tovább
- DIY
- Elektronika
A Nachiket különböző technológiai ütemeket ölelt fel a videojátékoktól és a PC hardverektől az okostelefonokig és a barkácsolásig, 15 éves karrierje során. Néhányan azt mondják, hogy barkácscikkei ürügyként szolgálnak arra, hogy 3D -s nyomtatóját, egyéni billentyűzetét és RC -függőségét „üzleti kiadásként” adja át a feleségnek.
Iratkozzon fel hírlevelünkre
Csatlakozz hírlevelünkhöz, ahol technikai tippeket, értékeléseket, ingyenes e -könyveket és exkluzív ajánlatokat találsz!
Feliratkozáshoz kattintson ide
