راهنمای جامع بهترین لحیم برای بردهای مدار چاپی

چه تازه کار الکترونیک DIY را شروع کرده باشید و چه مهندسی باشید که روی سیستم‌های پیشرفته کار می‌کند، لحیم‌کاری یکی از مهارت‌های مهمی است که باید کسب کنید. به عبارت ساده، لحیم‌کاری فرآیندی است که در آن از لحیم، که یک آلیاژ است، برای اتصال قطعات و بردهای مدار به یکدیگر استفاده می‌شود.

لحیم انواع مختلفی دارد و انتخاب مناسب‌ترین نوع آن برای پروژه شما را دشوار می‌کند، اما از اهمیت بالایی برخوردار است زیرا می‌تواند بر عملکرد پروژه، در درجه اول، دوام آن و ایمن بودن استفاده از آن تأثیر بگذارد.

پس نگران نباشید؛ ما شما را تحت پوشش قرار داده‌ایم. لحیم‌کاری ممکن است یک کار دلهره‌آور باشد، اما این راهنما اطلاعات به‌روزی در مورد ابزارهای لازم و نکات لحیم‌کاری را در اختیار شما قرار می‌دهد تا بهترین لحیم را برای نتایج برد مدار چاپی به شما ارائه دهد. در پایان این مقاله، مهارت‌هایی را برای متحول کردن پروژه‌های الکترونیکی خود به دست خواهید آورد. نیازی نیست که به آن فکر کنید، زیرا در مورد نحوه لحیم‌کاری و نوع لحیم مورد استفاده، به خوبی آگاه خواهید شد.

لحیم کاری چیست؟

لحیم کاری عبارت است از چرخاندن قطعات و ذوب کردن لحیم در اطراف محل اتصال قطعات لحیم شده برای تشکیل یک پیوند مکانیکی قوی به همراه لحیم رسانا. در مورد لحیم کاری، لحیم کاری در حالی که به اتصال اجزای مختلف مانند مقاومت‌ها، خازن‌ها و مدارهای مجتمع روی مسیرهای بردهای رسانا برای اهداف پایداری و عملکرد پاسخ می‌دهد، عمل می‌کند؛ لحیم کاری ضروری می‌شود.

نقش لحیم در بردهای مدار چاپی

لحیم کاری عملکردهای متنوعی روی برد مدار دارد. اول از همه، لحیم یک مسیر رسانا بین اجزای مختلف فراهم می‌کند و در نتیجه اتصالات الکتریکی خوبی را که برای عملکرد مدار ضروری هستند، تضمین می‌کند. علاوه بر این، لحیم به عنوان یک پیوند مکانیکی عمل می‌کند که به وسیله آن قطعات حتی در صورت وجود لرزش یا شوک‌های مقاومتی، مانند آنچه در حین لحیم کاری رخ می‌دهد، ثابت می‌مانند.

یکی دیگر از کارکردهای مهم بهترین لحیم برای بردهای مدار، عمل به عنوان یک عامل ضد رسوب با جلوگیری از اکسیداسیون اتصالات یا نواحی اتصال اتصالات مدار در طول زمان و کاهش کیفیت آن است. انتخاب خوب لحیم، طول عمر و قابلیت اطمینان بردهای مدار شما را به میزان قابل توجهی افزایش می‌دهد.

انواع لحیم برای بردهای مدار چاپی

لحیم قلع-سرب (SnPb)

لحیم قلع-سرب که تقریباً ۶۰ و ۴۰:۴۰ است و اکنون ۸٪ سرب و قلع دارد، دهه‌هاست که در عرصه الکترونیک مورد استفاده قرار می‌گیرد. لحیم قلع-سرب هنوز هم یکی از رایج‌ترین لحیم‌ها در صنعت است زیرا به دلیل توانایی‌های لحیم‌کاری عالی و همچنین سهولت استفاده، کاربرد بسیار خوبی دارد و نقطه ذوب آن نسبتاً پایین است. متأسفانه، استفاده از سرب خطرات سلامتی و زیست‌محیطی را به همراه دارد. این امر با افزایش نگرانی‌ها و ممنوعیت استفاده از سرب، به آرامی در حال تکامل است.

لحیم کاری بدون سرب

با افزایش آگاهی جهان از پیامدهای زیست‌محیطی و برخی مسائل مربوط به سلامت مردم، لحیم بدون سرب به استاندارد جدیدی در تمام صنایع از جمله لوازم الکترونیکی مصرفی برای لحیم SnAgCu و قلع مس تبدیل شده است و دیگر از سرب استفاده نمی‌شود. در بیشتر موارد، سر SN یا سرب است و لحیم AgCu است؛ چنین لحیمی برای محیط زیست بی‌خطر است. با این حال، نقطه ذوب آن نسبتاً بالاست که برای بهترین لحیم برای برد مدار چاپی به تجهیزات کنترل دمای قابل اعتماد نیاز دارد.

لحیم پایه نقره

لحیم‌های پایه نقره نقطه ذوب نسبتاً بالایی دارند و معمولاً به لحیم‌کاری نیاز دارند. لحیم‌های AgCu و SAC عموماً حاوی قلع هستند. با وجود اینکه نقره هزینه لحیم‌کاری را افزایش می‌دهد، نقطه ذوب بالای آن قابل مقایسه است و امکان استفاده از لحیم با رسانایی حرارتی و الکتریکی پایین را فراهم می‌کند. با داشتن این سوزن‌ها، بهترین لحیم برای بردهای مدار چاپی می‌تواند قابلیت اطمینان و عملکرد بالا را برای کسانی که به آن نیاز دارند، مانند افراد نظامی و هوافضا، به ارمغان بیاورد.

لحیم کاری با دمای بالا

لحیم کاری دمای بالا در قطعات الکترونیکی خودرو یا صنعتی که نیاز به پایداری حرارتی قابل توجهی دارند، استفاده می‌شود. آنها نقطه ذوب بالاتری دارند که آنها را برای کاربردهای با دمای بسیار بالا مناسب می‌کند. لحیم کاری دمای بالا تضمین می‌کند که اتصال حتی در نامطلوب‌ترین شرایط، رسانا باقی بماند.

تفاوت بین لحیم سربی و بدون سرب

انتخاب بین لحیم سرب‌دار و بدون سرب پیامدهایی دارد، و همانطور که قبلاً گفته شد، این یک انتخاب حیاتی است:

لحیم سربی:

ترکیب: معمولاً از ۶۰٪ قلع و ۴۰٪ سرب (SnPb 60/40) تشکیل شده است.

نقطه ذوب: نقطه ذوب پایین‌تر حدود ۱۸۳ درجه سانتیگراد، استفاده از آن را برای سایر موارد آسان می‌کند.

امر عملی: تمایل به جریان بیشتر دارد، که به ایجاد اتصالات محکم و قابل اعتماد کمک می‌کند.

رسانایی الکتریکی: عالی، چون سیم‌کشی برق مناسبی را تضمین می‌کند.

قدرت مکانیکی: اتصالات قوی هستند و قطعات از نظر مکانیکی سالم هستند.

تأثیر بر سلامت و محیط زیست: سرب ماده‌ای سمی برای انسان و محیط زیست است و لحیم بدون سرب نیز برای آن سمی است. قرار گرفتن طولانی مدت در معرض آن می‌تواند باعث مشکلات جدی برای سلامتی مانند آسیب به اعصاب شود.

مقررات: هر نوع فروش سرب به دلیل مشکلات سلامتی آن، مانند دستورالعمل RoHS، تحت نظارت قرار گرفته است. این امر باعث شده است که صنایع به سمت استفاده از جایگزین‌های ایمن‌تر حرکت کنند.

لحیم کاری بدون سرب:

ترکیب: قلع، نقره و مس (SnAgCu) لحیم‌های نفیسی هستند.

نقطه ذوب: محدوده بالاتر نقطه ذوب حدود ۲۱۷ درجه سانتیگراد یا بیشتر است و نیاز به کنترل دقیق دما دارد.

امر عملی: استفاده از آن، به خصوص برای مبتدیان، کمی دشوار است، زیرا طیف وسیعی از دما را پوشش می‌دهد و به اندازه کافی روان نیست.

رسانایی الکتریکی: کاملاً خوب، اگرچه کمی پایین‌تر از لحیم سربی است.

قدرت مکانیکی: ممکن است گاهی اوقات شکننده باشد و در شرایط بار مکانیکی یا رشته‌های حرارتی منجر به خرابی شود.

تأثیر بر سلامت و محیط زیست: کاربرپسندتر و سازگارتر با محیط زیست که از خطر مسمومیت با سرب برای سلامتی جلوگیری می‌کند.

رعایت مقررات: استانداردهای فعلی محیط زیست و شیوه‌های مراقبت‌های بهداشتی کاملاً رعایت شده‌اند و بنابراین، به عنوان استانداردی برای استفاده در اطراف لوازم الکترونیکی مصرفی یا شرکت‌هایی که نگران محیط زیست هستند، عمل می‌کنند.

انواع لحیم برای بردهای مدار چاپی

سیم لحیم کاری

بهترین لحیم برای سیم برد مدار چاپی، پرکاربردترین مورد در لحیم کاری دستی است؛ این ماده در قطرهای مختلف برای استفاده در کاربردهای مختلف ارائه می‌شود. بسیاری از سیم‌های لحیم دارای هسته شار هستند که فرآیند لحیم کاری را آسان‌تر می‌کند زیرا سطوحی را که نیاز به لحیم دارند تمیز می‌کند و به جریان صحیح لحیم کمک می‌کند.

چسباندن سرب

خمیر لحیم ماده‌ای ترکیبی است که حاوی توپ‌های لحیم کوچک درون روان‌سازها است. آن‌ها به همراه قطعاتی که با استفاده از کوره‌ی بازتابی روی برد مدار چاپی قرار می‌گیرند، روی بهترین لحیم برای فناوری نصب سطحی شابلون می‌شوند. این کوره برد مدار چاپی را گرم می‌کند که سپس باعث ذوب شدن و شکل‌گیری خمیر لحیم می‌شود و آن را قادر می‌سازد.

میله‌های لحیم

از سوی دیگر، میله‌های لحیم کاری با استفاده از تکنیک‌های لحیم کاری موجی ساخته می‌شوند و در تولید ماشین‌آلات در مقیاس بزرگ مورد استفاده قرار می‌گیرند. برای لحیم کردن چندین اتصال به طور همزمان در طرف‌های پشت بردهای مدار، از میله‌های لحیم مذاب استفاده می‌شود. این میله‌ها در تولید انبوه و لحیم کاری بسیار مؤثر و مفید هستند، اما ابزارهای مورد استفاده در کل فرآیند بسیار تخصصی هستند.

8 برند برتر لحیم کاری برای بردهای مدار چاپی

لحیم هسته رزینی کستر ۴۴

کِستِر ۴۴ به دلیل داشتن فلاکس رزینی با فعالیت بالا، در جامعه لحیم‌کاری بسیار شناخته شده است، که با استفاده از سیم لحیم کِستِر، بهترین لحیم سریع و قوی را برای اتصالات الکترونیکی تضمین کرده است. این امر آن را به یکی از بهترین لحیم‌ها برای بردهای مدار چاپی برای متخصصان و علاقه‌مندان تبدیل کرده است. با توجه به کارایی و نتایج مداوم تولید شده توسط کِستِر ۴۴، کاربردهای متنوعی برای آن وجود داشته است.

آلفا فرای AT-31604

سیم لحیم Alpha Fry AT-31604 هم برای کاربران مبتدی و هم برای کاربران باتجربه مناسب است. این سیم لحیم جریان روان و دوام بالایی را با لحیم کاری قابل اعتماد فراهم می‌کند. از آنجایی که این سیم از روان کننده لحیم کاری رزینی استفاده می‌کند، لحیم کاری برد مدار چاپی را بسیار آسان‌تر می‌کند.

لحیم تمیز 63/37 شرکت MG Chemicals

بهترین ویژگی لحیم MG Chemicals 63/37 این است که فرمول آن نیازی به تمیز کردن پس از فرآیند لحیم کاری ندارد. این لحیم با ترکیب یوتکتیکی 63٪ قلع و 37٪ سرب موجود است که پس از اعمال لحیم مایع، اتصالات محکمی را به سرعت تشکیل می‌دهد.

سیم لحیم WYCTIN 60/40

سیم لحیم WYCTIN 60/40 به خاطر لحیم کاری با هسته رزینی و اتصالات لحیم قوی‌ترش شناخته شده است. این سیم لحیم امکان اتصالات روان و قابل اعتماد را فراهم می‌کند و به دلیل سادگی، آن را به یکی از بهترین لحیم‌ها برای برد مدار چاپی در بین علاقه‌مندان تبدیل می‌کند. با این سیم، عملکرد لحیم کاری همیشه در سطح خوبی است.

محصولات لحیم کاری SRA لحیم کاری هسته رزینی

محصولات لحیم‌کاری SRA، لحیم با هسته رزینی باکیفیتی ارائه می‌دهند که زمان اتصال را کاهش داده و اتصالات لحیم خوبی را ارائه می‌دهد. به دلیل عملکرد خوب و پایدار لحیم‌کاری و سهولت استفاده از لحیم، این نوع لحیم هم در بین آماتورها و هم در بین حرفه‌ای‌ها بسیار محبوب است.

سیم لحیم کارداس

سیم لحیم کارداس به دلیل ویژگی‌های منحصر به فرد لحیم‌کاری الکتریکی‌اش، در جامعه‌ی علاقه‌مندان به صدا بسیار مورد توجه است. این سیم ترکیبی از قلع، سرب، نقره و مس دارد که آن را برای کاربردهای سیم‌های صوتی با کیفیت بالا مناسب می‌کند. چنین ترکیبی منجر به کاهش اتلاف سیگنال و کیفیت صدای عالی می‌شود.

لحیم نقره هریس استی-برایت

هریس استی-برایت یک لحیم نقره‌دار است که قوی و کشسان است. بهتر است در مکان‌های با قابلیت اطمینان بالا مانند کاربردهای با کارایی بالا استفاده شود. وجود نقره به بهبود خواص بهترین لحیم برای اتصالات برد مدار کمک می‌کند.

سیم لحیم وورتینگتون 60/40

سیم لحیم Worthington 60/40 می‌تواند با بودجه‌ی مورد نیاز شما مطابقت داشته باشد و قابل اعتماد است. برای لحیم‌کاری عمومی عالی عمل می‌کند، بنابراین یک ابزار چندمنظوره‌ی عالی است. نسبت لایه و قلع آن به جریان و عملکرد خوب سیم کمک می‌کند که مورد نظر هر کسی است که با آن کار می‌کند، به این معنی که یکی از بهترین گزینه‌های لحیم‌کاری برای برد مدار چاپی برای علاقه‌مندان و متخصصان است.

عوامل کلیدی که باید هنگام انتخاب بهترین لحیم برای بردهای مدار چاپی در نظر بگیرید

ترکیب آلیاژ

ترکیب آلیاژ لحیم بر نقطه ذوب، رسانایی الکتریکی و استحکام مکانیکی آن تأثیر می‌گذارد. تصمیم‌گیری صحیح در مورد ترکیبات، هنگام اتصال یک اتصال، هم از نظر عملکرد و هم از نظر قابلیت اطمینان، تفاوت ایجاد می‌کند.

نقطه ذوب

نقطه ذوب، سهولت لحیم‌کاری و محدودیت تنش عنصر است. اکثر لحیم‌های بدون سرب معمولاً نقطه ذوب بالایی دارند، بنابراین هنگام لحیم‌کاری به کنترل دمای بالاتری نیاز دارند.

نوع شار

شار یکی از اجزای کلیدی است زیرا به خلاص شدن از هرگونه اکسیداسیون و افزایش خیس شدن لحیم کمک می‌کند تا الزامات دریافت بهترین لحیم برای برد مدار را برآورده کند. شار همچنین می‌تواند در انواع مختلفی مانند رزین، قابل شستشو با آب و بدون مواد شوینده وجود داشته باشد. انتخاب نوع شار به نیازهای تمیز کردن و همچنین هدف مورد نظر از کاربرد بستگی دارد.

قطر

قطر لحیم یا عرض سیم لحیم مهم است، زیرا نحوه استفاده از لحیم در قطعات یا اجزای مختلف را تعیین می‌کند. کارهای ظریف را می‌توان با سیم‌های نازک‌تر انجام داد، مانند استفاده از قطعات نصب سطحی با گام ریز، در حالی که سیم‌های لحیم بزرگتر و ضخیم‌تر با اتصالات بزرگتر و قطعات سوراخ‌دار کاملاً کار می‌کنند.

نکاتی برای لحیم کاری موفق بردهای مدار چاپی

ابزارهای مناسب را انتخاب کنید

تهیه ابزار مناسب می‌تواند تجربه لحیم‌کاری شما را تا حد زیادی بهبود بخشد و کل فرآیند را برای رسیدن به بهترین لحیم برای برد مدار آسان کند. اول از همه، داشتن یک هویه لحیم‌کاری خوب با کنترل تنظیم حرارت قابل تنظیم ضروری است. داشتن چندین نکته نیز مطلوب است زیرا به شما کمک می‌کند تا کارهای مختلف لحیم‌کاری را به طور موثر انجام دهید.

یک فضای کاری تمیز نگه دارید

به حداقل رساندن آلودگی از طریق یک فضای کاری تمیز و مرتب نیز به افزایش کیفیت لحیم کاری کمک می‌کند. هرگز از ابزار یا قطعات گرد و غبارآلود یا کثیف استفاده نکنید و مطمئن شوید که محلی که در آن کار می‌کنید، روشن و تهویه مناسبی دارد.

اجزای خود را آماده کنید

قطعات به خودی خود شکننده هستند و ممکن است آسیب ببینند؛ بنابراین، تمیز کردن اکسیداسیون‌ها و آلودگی‌ها قبل از لحیم کاری بسیار مهم است. برای تمیز کردن، از الکل ایزوپروپیل با یک پارچه بدون پرز استفاده کنید و محل اتصال لحیم را مالش دهید. مراقب باشید که اتصالات از هم جدا نشوند زیرا ظریف هستند. چنین تکنیک‌های دقیقی فقط باعث آب‌بندی بهتر و استحکام بیشتر پایه‌ها و اتصالات می‌شود.

از دمای مناسب اطمینان حاصل کنید

لحیم کاری یک روش ظریف است و مهم است که اطمینان حاصل شود که خازن ها و قطعات هنگام لحیم کاری بیش از حد گرم نمی شوند، که ممکن است منجر به نقض روش های کنترل شود. همیشه بهترین لحیم را برای مشخصات سازنده برد مدار بررسی کنید. همچنین، همیشه باید از دو دمای پایین اجتناب شود زیرا آنها تضمین کننده اتصالات لحیم سرد یا موارد مشابه نیستند.

نوک هویه را تمیز کنید

لکه‌های اکسیداتیو روی نوک لحیم‌کاری، سرعت آن را کاهش می‌دهند و ممکن است منجر به کالیبراسیون ضعیف نوک شوند، بنابراین اطمینان حاصل کنید که نوک لحیم‌کاری به طور مرتب با سیم برنجی یا قارچ‌های گردبادی در حین لحیم‌کاری تمیز می‌شود. علاوه بر این، می‌توان از یک اسفنج نیز برای جلوگیری از گرم شدن بیش از حد نوک استفاده کرد زیرا کالیبراسیون کافی نوک را حفظ می‌کند.

کار خود را بازرسی کنید

همیشه به کارهایی که انجام داده‌اید نگاهی بیندازید. هرگونه پشیمانی یا تغییری که باید ایجاد شود باید فوراً تغییر کند و نباید هنگام لحیم کاری اتصالات از آن چشم پوشی یا چشم پوشی کرد. لکه‌های لحیم کدر همچنین می‌توانند به لحیم کاری ضعیف، مونتاژ و گرمای بیش از حد مربوط باشند، بنابراین همه چیز را دوباره انجام دهید. برای اطمینان از صاف و براق بودن اتصالات، اقدامات لازم را انجام دهید زیرا اینها معیارهای بهترین لحیم برای جریان برد مدار هستند.

مشکلات رایج لحیم کاری برد مدار چاپی و نحوه جلوگیری از آنها

اتصالات لحیم سرد

برای جلوگیری از گرمای ناکافی، محل اتصال لحیم کاری را محکم کنید زیرا دمای پایین اغلب علت اصلی اتصالات لحیم سرد است.

باعث: حرکت اتصالات یا زمانی که زمان کافی برای جامد شدن لحیم وجود ندارد.

اثر: مانع از اتصالات الکتریکی و مکانیکی قوی می‌شود.

جلوگیری: دمای کاری مناسب برای هویه لحیم کاری حفظ می‌شود و محل اتصال برای چند ثانیه نگه داشته می‌شود تا لحیم سفت شود.

پل‌های لحیم و لحیم‌کاری بیش از حد

باعث: استفاده بیش از حد از لحیم یا ایجاد پل بین پدها/پین‌های مجاور.

جلوگیری: باید از مقدار مناسبی لحیم استفاده شود و لحیم اضافی را می‌توان با استفاده از فتیله لحیم یا پمپ لحیم‌زدایی پاک کرد. کار خود را بررسی کنید تا پل‌های اتصال را در اسرع وقت شناسایی و تعمیر کنید.

خیس شدن ضعیف و چسبندگی ناکافی

باعث: رسوبات قیر روی قطعات، اجزای کثیف، کمبود یا کمبود روان‌ساز لحیم و دمای لحیم‌کاری نادرست.

جلوگیری: شروع به تمیز کردن تمام سطوحی که قرار است لحیم شوند، به درستی کنید، از نوع مناسب فلاکس لحیم استفاده کنید و مطمئن شوید که نوک هویه به اندازه کافی داغ است تا خیس شدن خوب و پیوندهای قوی ایجاد شود.

نتیجه

برای ساخت بهترین لحیم برای بردهای مدار، باید لحیم مناسب و روش لحیم کاری به درستی انجام شود. دانستن انواع مختلف، ترکیب و روش‌های لحیم کاری به شما این امکان را می‌دهد که مهارت‌های لحیم کاری خود را تقویت کنید و در پروژه‌های خود نتایج بهتری بگیرید. این راهنما را به عنوان مرجعی برای انتخاب بهترین لحیم برای برد مدار مورد نظر خود در نظر بگیرید که شما را قادر می‌سازد تا با مشکلات رایج لحیم کاری مقابله کنید و دستگاه‌های الکترونیکی با کیفیت بالا را بدون دردسر زیاد بسازید. لحیم کاری خوبی داشته باشید!