لحیم کاری حرفه ای

لحیم کاری قطعاتی که پایه های آنها به طور معمول قابل دسترس حتی قابل دیدن نیستند

صفحه نخست »  الکترونیک »  لحیم کاری حرفه ای

لحیم کاری حرف ای

برخورداری از دانش کافی لحیم کاری راحتی و لذّت کار را افزایش می دهد.
اطلاعات این برگه شامل متن ، تصاویر
قبل از هر چیز از همه وب سایت ها و افرادی که به هر نحوی اطلاعت، تصاویر،.... در مورد لحیم کاری را نشر داده اند و میدهند تشکر می کنیم و چنانچه از آنها در اینجا استفاده شده یا بشود ،در حالت پیشفرض رضایت و بلامانع بودن است که حتما هم همینطور است، لذا هرگونه انتقاد یا پیشنهادی باشد است انتظار میرود به آگاهی ما برسد.

فهرست:
اول ایمنی بعد کار
آشنایی با مواد و ابزارها
لحیم کاری قطعاتی که پایه های آنها در دسترس و قابل دیدن هستند ، مثل قطعات اس ام دی (SMD (Surface Mount Deviceومعمولی لحیم کاری قطعاتی که پایه های آنها به طور معمول قابل دسترس حتی قابل دیدن نیستند، مثل پکیج های( BGA (Ball-Grid Array) ، چیپ ها ، سی پی یو ها و قطعاتی که پایه های آنها مخفی است. کاری قطعاتی که پایه های آنها در دسترس و قابل دیدن هستند ، مثل قطعات اس ام دی (SMD (Surface Mount Deviceومعمولی
لحیم کاری قطعاتی که پایه های آنها به طور معمول قابل دسترس حتی قابل دیدن نیستند، مثل پکیج های( BGA (Ball-Grid Array) ، چیپ ها ، سی پی یو ها و قطعاتی که پایه های آنها مخفی است.

  

اول ایمنی ، بعد کار:
لحیم کاری هم مقدمات و شرایط خودش را دارد . در هنگام لحیم کاری ضمن اینکه موارد ایمنی کار با مدارات برقی و رعایت اصول پیشگیری از برق گرفتگی را باید کاملا دانسته و رعایت نماییم، با حرارت و سوختن هم مواجه هستیم و همچنین دود ناشی از لحیم کاری و متساعد شدن بخارات قلع و سرب و مواد کمکی در لحیم کاری.
وسایل و ابزارها را برای نداشتن نقص بررسی نمایید، چیدمان ابزارها و وسایل طوری باشد که ضمن سهولت کار، به هم دیگر و خودمان آسیب نرسانند
در هنگام لحیم کاری دقت مستمر به ابزار های داغ مثل هویه و محل قرار گیری و حرکت آن مد نظر باشد.
ازیک کشنده فیلتردارمناسب برای هدایت دود و گاز و بخارات به هوای آزاد استفاده نمایید یا کشنده فیلترداری که آلودگی هارا فیلتر کرده و هوای صاف شده را خارج می کند و در این شرایط حتما باید هوای محیط کار به هوای آزاد به نحوی ارتباط داشته باشد، مراقب باشید تنفس شما همراه با آلودگی ناشی از لحیم کاری نباشد حتی برای یک بار.
از دستکش مخصوص و ماسک صورت و عینک نیز سعی شود همیشه استفاده گردد مخصوصا در مواقعیکه کار طولانی و پیچیده است و ممکن است لحظاتی مراقبت از خودمون را فراموش کنیم،لذا در صورت مجهز بودن به وسایل ایمنی احتمال آسیب دیدگی ما به حداقل میرسد.
همه مواد و ابزارها را از دسترس خردسالان دور نگهداریم و به طور پیشفرض به همه مواد مورد استفاده در لحیم کاری به دید مواد سمی و خطرناک نگاه کنیم.

ابزارها ( تصاویر بعد از توضیحات و در ادامه):
ابزارهای لحیم کاری پرتابل خانگی یا کارگاهی می توانند ابتدایی تا پیشرفته گرد هم آیند و نسبت به کار ازآنها استفاده گردد، لذا ابزارها و وسایل معرفی شده ممکن است هیچ وقت استفاده نشوند یا به ندرت مورد استفاده قرار گیرند ضمن اینکه بعضی ابزارهاهم بیشترین کاربرد و استفاده را دارند، شما نسبت به نیاز و پروژه لحیم کاری خود از این قطعات استفاده می کنید:
فهرست ونام ابزارها:
هویه قلمی:
در وات های مختلف وجود دارد مثلا برای لحیم کاری یک مقاومت "Surface Mount Device" SMD یک هویه20 الی 40 وات مناسب است.. نوک هویه قلمی عموما باریک و گرد است که میتوان از نوک هایی با شکل های دیگر نیز استفاده کرد، نوک آنها قابل تعویض است.
هویه تفنگی:
هویه ای که با فشردن کلید آن سریع داغ می شود و وقتی کلید آن رها باشد، از یک گرمای کمتر برخوردار است، در واقع این نوع هویه میتواند مثلا یک هویه با وات متغییر بین 20 الی 60 ولت باشد. نوع دیگر و قدیمی تر آن نیز طوری است که حرارت مستقیما در نوک آن تولید می شود و از عملکرد خوبی در جای خودش برخوردار می باشد.
هویه دو سر:
این نوع هویه دارای دو نوک باریک می باشد که برای لحیم کاری همزمان دو نقطه در بوردهای SMD کاربرد دارد، مثلا پایه های یک مقاومت SMD را همزمان میتوان لحیم کرد یا اینکه قطعه را از برد جدا کرد.
پایه هویه:
برای قرار گرفتن قسمت داغ هویه درون آن تا هم کمی داغی آن به فلز مارپیچ دور آن هدایت گردد و هم فلز مارپیچی مانعی برای برخورد با هویه و جلوگیری از سوختگی احتمالی باشد.
زرّه بین Magnifying:
برای نگاه کردن به قطعات ریز و بالا رفتن دقت کار.
اسفنج نسوز:
برای تمیز کردن نوک هویه، همیشه باید نوک هویه تمیز باشد لذا اسفنج را کمی مرطوب همیشه دم دست داشته باشید و برای پایداری تمیزی نوک هویه بهتر است به اندازه کافی و به موقع از اسفنج مرطوب استفاده شود.
اسفنج فلزی:
برای فرو بردن نوک هویه درون آن در حین لحیم کاری و تمیز شدن نوک هویه از از باقیمانده های قلع و جرم هایی که ممکن است به نوک هویه بچسبند.
پایه نگهدارنده برد مدار چاپی:
برای نگهداشتن بورد و راحتی انجام کار و دقت بیشتر ار انجام کار.
سیم فتیله ای یا بافته شده ( Solder Wick , Desoldering Braid) :
یک وسیله بسیار پرکاربرد برای جذب کردن لحیم ذوب شده در هنگام تعمیرات و یا تعویض قطعات که در مدل های متنوعی وجود دارد و بعض ارآنها آغشته به موادی همچون فلکس می باشند تا کار جذب لحیم های ذوب شده تمیز انجام گردد، از این نوع سیم بافته شده که مثل شیلد کابل های آنتن می باشد و البته از شیلد کابل های آنتن نیز میتوان استفاده کرد، در همه سطوح لحیم کاری میتوان بهره برد، از جذب لحیم پایه مقاومت معمولی روی برد سوراخ کاری شده تا جمع کردن قلع پایه های یک آی SMD و نشیمنگاه یک CPU روی مادر برد می توان استفاده کرد. قلع کش مکشی دستی
برای کشیدن لحیم ها در مواقع تعویض یا تست قطعات و جداکردن قطعات از بورد. تقریبا مثل سورنگ عمل می کند با این تفاوت که با جمع شدن فنر و آزاد سازی لحظه ای آن توسط ضامن آن، پیستون با سرعت حرکت کرده و مکش را انجام میدهد.
قلع کش برقی دستی:
این قلع کش تقریبا مثل هویه است و داغ می شود ضمن اینکه نوک آن تو خالی است و به جای لحیم کردن، لحیم را می مکد که عمل مکش توسط فشردن بالون و رها کردن آن انجام می شود.
قلع کش برقی با پمپ برقی :
این در واقع یک دستگاه است که ممکن است درای امکاناتی همچون: داشتن هویه و تنظیم درجه حرارت جداگانه برای هویه و قلع کش باشد و بسیار هم متنوع است.
هویه با هوای داغ ( Hot Air Blower ) :
این دستگاه ها انواع متنوعی دارند که میتوانند فقط شامل دستگاه دمنده هوای داغ باشند و یا کنارشان یک هویه قلمی هم داشته باشند که در این صورت به این دستگاه Hot Air Soldering Station گفته می شود. این ابزار وقتی ارائه شد که کار لحیم کاری روی قطعات SMD سخت تر شد. طرز کار دستگاه به این صورت است که داخل دستگاه یک واحد تولید هوا بافشار هست تا به جای انتقال گرما با باد داغ انجام شود تا مثلا آی سی با 80 پایه را با این روش خیلی راحت میشود لحیم کرد یا تعوبضش کرد. این دستگاه برای هر دو هویه اش قسمت کنترل دما دارد و همینطور قسمت کنترل فشار هوای دمیده شده.
چسب نواری عایق مقاوم در برابر حرارت Kapton tape :
چسب نواری عایق الکتریکی و مقاوم در برابر حرارت می باشد و کاربردهای متنوعی دارد، یکی از کاربردهای آن پوشش اطراف آی سی ها و چیپ ها به منظور جلوگیری از آسیب قطعات اطراف و محافظت آنها از حرارت ناشی از لحیم کاری و هوای داغ است که برای جداکردن آی سی از برد لازم است.
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 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.
حمام یا دیگچه قلع Solder Pot :
در این دستگاه که در اندازه ها و مدل های متنوعی وجود دارد، ظرفی قرار دارد برای قرار دادن شمش های قلع و آب شدن آنها ، حمام قلع کاربردهای زیادی دارد همچون قلع اندود کردن همزمان چندین رشته سیم لخت شده و قلع اندود نمودن پایه های یک ترانس چند پایه به صورت همزمان، و جداکردن قطعات از بوردهای سوراخ دار به اینصورت که، مثلا پایه های آی سی همزمان به طور مساوی داخل قلع قرار می گیرند و آی سی را با پنس از بورد جدا می کنند.
ابزار و کیت ،پکیج های بی جی آ " BGA Kit Reballing Station" :
این ابزارها شامل گیره های مخصوص قالب دار و قابل تنظیم برای در بر گرفتن آی سی و چندین استنسیل ( Stancil) یا شابلون برای آی سی های گوناگون و دانه های کروی قلع ( Solder Ball ) که مثل ساچمه های کوچک و در سایزهای متنوع و استاندارد ساخته می شوند و ماده ژله ای چسبناک فلکس،... می باشند که بستگی دارد که آیا هنگام خرید مثلا یک سی پی یو ، گیره و شابلون و... همراه آن باشد یا اینکه جداگانه خریداری گردد، آنچه مسلم است قبل از تعویض این قطعات ( BGA ) مقدمات و شرایط باید مهیا گردد که شامل ابزار و قطعات و شابلون پایه های قطعه و مواد می شود .
قلم و دستگاه قلع گزاری ( Dispenser Solder) :
این دستگاه ها مدل های گوناگونی دارند، مدل دستی آن که با باطری نیزکار می کند و مدل اتوماتیک آن که با برنامه ریزی کار میکند، طرز کار اینگونه است که خمیر قلع به اندازه مشخص شده با هر بار تماس نوک قلم با نقاطی که باید قلع گزاری شوند، ازنوک نازل خارج شده و به نقطه مورد نظر می چسبد، دپایان قلع گزاری قطعات SMD روی بورد چیده می شوند و ازآنجا که خمیر قلع چسبنده نیز هست، قطعات سرجایشان ثابت مانده و در نهایت با هویه های هوای داغ حرارت داده می شوند یا بورد داخل کوره با درجه حرارت مشخص و با زمانی مشخص قرار گرفته و در نتیجه لحیم کاری انجام می شود و نتیجه کار بسیار یکنواخت و تمیز می باشد.
استنسیل یا شابلون ( Stancil ):
بعد از طراحی مدار و جانمایی قطعات در پی سی بورد ها که توسط کامپیوتر انجام می شود یا هم به هرروشی دیگر، نقشه آماده شده روی فیبر مدارچاپی پیاده می گردد، همین طراحی را میتوان روی کاغذی مخصوص چاپ نمود و بدینوسیله یک الگو یا شابلون یا استنسیل تهیه نمود، شابلون طوری است که جاهایی که پایه قطعات هستند با کاتر یا پانج بریده می شوند و زمانیکه شابلون روی بورد قرار می گیرد فقط نقاطی که پایه های قطعات باید آنجا لحیم شوند دیده می شوند و سایر قسمت های بورد زیر شابلون پوشیده است، دراین هنگام و در حالیکه شابلون و بورد باهم ثابت هستند و نباید جابجا شوند، خمیرلحیم روی شابلون مالیده می شود و با وسیله ای نوک پهن مثل پاروی کوچک خمیر به تمام قسمت هایی که از بورد که دیده می شوند، پخش می شوند ضمن اینکه با کمی فشار مثل حالت بتونه کاری این کار انجام می شود. به این ترتیب بعداز برداشتن شابلون ، بورد آماده چیدمان قطعات است و بعدهم با هوای داغ یا کوره حرارت داده شده و قطعات لحیم می شوند.
سایر ابزارها:
سیم چین مناسب - پنس یا پنس های گوناگون - انواع پیچ گوشتی چهارسو و دو سو - کاتر یا موکت بر - بورس مویی با پهنای حدود 1 سانتیمتری - نوک های با شکا های دیگر - نازل در سایزهای گوناگون برای سر هویه هوای داغ - سیم لخت کن - انبردست - و هرابزاری که درحین کار ممکن به آن نیاز شود که البته کسانیکه مدت زیادی کارفنی می کنند به مرور ممکن است همه ابزارهای مورد نیازشان را تکمیل نمایند و شاید لازم نباشد همه ابزارها را در همان شروع کار دراختیار داشت بعضی از ابزارها به ندرت استفاده می شوند شایدم هیچ وقت استفاده نشوند، ضمن اینکه بعضی از ابزارها را هم میتوان ساخت به صورت ابتکاری و بر حسب نیاز و مرتبط با نوع کار.
در ادامه با توجه به مطلب، تصاویر گویا هستند و نیازی به توضیح ندارند، چند تصویر نمونه را در زیر مشاهد می نمایید:


آشنایی با مواد و ابزارها:
انواع لحیم - انواع مواد کمکی لحیم کاری - انواع هویه ها - انواع قلع جمع کن ها - انواع دمنده های هوای گرم و داغ - انواع ابزارها - دستگاه های پیشرفته و رباط ها.
انواع لحیم، Solder:
به دلیل سمی بودن سرب، محصولات لحیم کاری بدون سرب نیز ساخته می شوند که در تصاویر با رنگ سبز وجود دارند.
لحیم متداول و معمولی ( لحیم بدون سرب نیز ساخته می شود) آلیاژى است از سرب و قلع که نقطهٔ ذوب آن پایین است. آلیاژ لحیم را به صورت سیم هاى مفتولى با قطرهاى محدود 5/ 0 تا 4 میلى متر مى سازند. در داخل اغلب اىن سىم ها معمولا سوراخى سرتاسرى وجود دارد که روغن لحیم در داخل آن قرار مى گىرد (سیم لحیم با مغزى روغن) نسبت قلع و سرب در آلیاژ لحیم بین 40 تا 60 درصد تغییر مى کند. در عمل، سىم هاى لحیم را معمولاً با آلیاژهاى 40 / 60 ، 50/50 و 60 / 40 مى سازند. لحیم 40 / 60 آلیاژى است که در آن به نسبت 60 درصد قلع و 40 درصد سرب وجود دارد. هرچه درصد قلع بىشتر باشد لحیم در درجهٔ حرارت کمترى ذوب مى شود. مثلاً لحیم 40 / 60 در درجهٔ حرارت حدود 190 درجه ذوب مى شود درصورتى که لحیم ٦0 / ٤0 براى ذوب شدن به حداقل 235 درجه حرارت نىاز دارد. چون حرارت زىاد سبب معیوب شدن وساىل نیمه هادى نظیر دیود و ترانزیستور و نیز خرابى مدارهاى چاپى مى شود لذا براى انجام لحیم کارى قطعات الکترونیکى لحیم با درصد قلع بیشتر مناسب تر است . بهترین لحىم براى عمل لحیم کارى در الکترونیک آلیاژ 37 / 63( 63 درصد قلع و 37 درصد سرب) است.
لحیم سیمی ( Solder Wire):
که دور قرقره ای پچیده می شود و در سایز های گوتگون و ترکیب گوناگون ساخته می شود.
شمش یا میله لحیم (Solder Bar):
نیز برای مصارف زیاد که دیگه سیم لحیم به صرفه نیست و حجم زیادی لحیم نیاز است در سایزها و درصدهای گوناگون وجود دارند. بعضی از شمش ها و سیم های لحیم حاوی ماده فلکس هستند که کار لحیم کاری آسانتر و تمیز تر می کنند.
خمیر لحیم ( Solder Paste) :
تشكیل شده ازدانه های كروی شكل خیلی كوچك قلع + روغن لحیم كه بیشترین استفاده اش پایه زدن آی سی های BGA است و البتّه قطعات SMD , خمیرلحیم معمولا داري رنگ خاكستري است واگرزیر زره بین نگاه كنید شبيه به تخم خاویارمي باشد.البته ازخمیرقلع درموارددیگری هم مي توان استفاده كرد . مثلاً پایه های كانكتورهای مختلف كه جای هویه كاری خیلی كم بوده و به هيچ وجه توسط هويه نمي توان به لحيم كاري ادامه داد. خمیر لحیم در بسته بندی های قوطی، تیوپی و به صورت سرنگی وجود دارد.


روغن لحیم کاری:
هرگاه دو قطعه بخواهند با لحیم ، به هم اتصال یابند بایستی كاملا تمیز و از هرگونه چربی ، رنگ و اكسید پاك گردند . بنابراین در زمان لحیم کاری چون درجه حرارت بالا است سبب می شود در سطح خود لایه ای اكسد 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 .
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 سیم های لحیمی وجود دارند که حاوی روغن مناسب هستند. درهر صورت هنگام لحیم كاری بایستی از تمیز بودن محل اتصال ، اطمینان حاصل شود .

فلکس ( Flux ) :
هنگام لحیم کاری برای اتصالات مناسب اغلب به کاربردن فلکس از اهمیت خاصی برخوردار است، فلکس با فرمول های ساخت متفاوت و در انواع ژله ای ، خمیری، مایع ، اسپری، قلمی و به صورت سورنگ وجود دارد همچنین اکثر سیم های لحیم در درون سوراخ مرکزی خود دارای یکی از انواع فلکس هستند. لذا قبل از استفاده از انواع فلکس ها، موارد کاربرد و نحوه استفاده آن را مطالعه کنید.
یکی از مهمترین جاهایی که شاید بشه گفت بدون کمک فلکس امکان انجام کار وجود ندارد قطعات BGA هستند مثل سی پی یو که برای تعویض آنها به دو نوع فلکس مایع(سورنگی) و ژله ای چسبناک نیاز می شود، فلکس همچنین به انتقال حرارت کمک می کند و باعث تمیزی و نظم هرچه بهتر نقاط لحیم کاری شده می شود.

انواع فلکس :
( متذکر می گردد اینجا شرح مختصری در حد معرفی فلکس ها آورده شده، لذا چنانچه با فلکس ها زیاد سروکار دارید بهتر است شناخت کاملتری از انواع فلکس ها و خواص آنها و همچنین روش صحیح استفاده و موارد ایمنی آنها داشته باشید).
در ضمن معمولا مواد تشکیل دهنده و کاربرد هر نوع فلکس روی بسته بندی آن نوشته می شود و بهتر است به آنها توجه کافی بشود. درتکنولوژی ساخت فلکس همچون سایر محصولات، به محیط زیست توجه کافی شده است و روی بعضی از بسته بندی های فلکس ها "بدون سرب" نیز نوشته شده است.
No-clean بدون تمیزکردن
فلکس بدون تمیز کاری نوع ضعیفی از فلکس است که بعد از استفاده و اتمام کار نیاز به تمیز کردن بورد و قطعات نیست و آسیبی نمی رساند حتی آثار باقیمانده از این نوع فلکس برای محافظت بورد موثر است.

Mildly Activated Rosin کلوفون فعال ملایم
این نوع فلکس در آن کلوفون ملایم فعال است و کمی قوی تر از فلکس بدون تمیزکاری است، آثار باقیمانده آن غیر رسانا و خورنده نیست و همچنین از درجه ذوب بالاتری دارد.

Activated Rosin کلوفون فعال
در این نوع فلکس کلوفون فعال است و از انواع قبل قوی تر است و اکسید زدایی بهتری دارد و بعد از استفاده آن باید آثار باقیمانده را پاک کرد چون خورندگی دارد.
Inorganic Acid اسید معدنی
فلکس با ساختار اسید معدنی بسیار قوی است و برای کمک در لحیم کاری فلزات سخت و به شدت اکسید شده کاربرد دارد، درصورتیکه لحیم کاری زیاد نباشد نیاز به پاک کردن آثار باقیمانده نیست ولی در صورت نیاز با آب گرم و حلال مناسب شستشو انجام می شود.

Water Soluble محلول در آب
فلکس حاوی آب و یکی از قویترین هاست بهتر است از آن در بورد مدار چاپی استفاده نشود ولی اگر استفاده گردد بعد از آن باید آثار به جا مانده را کاملا پاک کرد.
نمونه هایی از فلکس ها: