نقطه ذوب لحیم | نقشی حیاتی در لحیم کاری PCB

نقطه ذوب لحیم به دمایی اشاره دارد که در آن لحیم ذوب شده و به قطعات می‌چسبد. این دما به ساخت اسباب‌بازی‌ها و وسایل کاربردی کمک می‌کند. قلع، سرب و مس نمونه‌هایی از فلزاتی هستند که قابلیت‌های حرارتی متفاوتی برای ذوب شدن دارند. لحیم برای اتصال قطعات کوچک در اسباب‌بازی‌ها و سایر لوازم خانگی استفاده می‌شود. همچنین می‌تواند بین قطعات پیوند ایجاد کند.

نقطه ذوب لحیم چیست؟

لحیم تا دمای مشخصی جامد می‌شود و با گرم شدن بعدی، از حالت جامد به مایع تبدیل می‌شود. لحیم قلع-سرب، مشابه قلع-سرب، نقطه ذوب ۱۸۳ درجه سانتیگراد دارد. این گرما خازن‌ها و مقاومت‌ها را به هم متصل می‌کند. نقطه ذوب لحیم، دمایی است که در آن لحیم ذوب می‌شود و به اجزای روی پنل می‌چسبد. زبانه‌های مسی (Cu) برای نگه داشتن اجزا در کنار هم در هنگام داغ بودن هستند.

یک نمونه از لحیم بدون سرب، SAC305 Sn-Ag-Cu است که نقطه ذوب آن حدود ۲۱۷ درجه سانتیگراد است. دمای لحیم کاری باید دقیق باشد تا اتصال مناسب تضمین شود.

آنها در تجهیزات ایمن‌تر استفاده می‌شوند. با تنظیم هویه لحیم‌کاری روی ۳۵۰ درجه سانتیگراد، لحیم زودتر ذوب می‌شود. چیزی به نام فلاکس، یک خمیر مخصوص، کمک می‌کند. این برای داشتن پیوند نزدیک در الکترونیک مهم است.

درباره PCBasic

زمان در پروژه‌های شما حکم پول را دارد – و PCBasic آن را دریافت می کند. PCاساسی هست یک شرکت مونتاژ PCB که هر بار نتایج سریع و بی‌نقصی ارائه می‌دهد. خدمات جامع ما خدمات مونتاژ PCB شامل پشتیبانی مهندسی متخصص در هر مرحله، تضمین کیفیت برتر در هر تخته. به عنوان یک پیشرو سازنده مونتاژ PCB, ما یک راهکار جامع ارائه می‌دهیم که زنجیره تأمین شما را ساده می‌کند. با تیم پیشرفته ما همکاری کنید کارخانه نمونه اولیه PCB برای تحویل سریع و نتایج عالی که می‌توانید به آنها اعتماد کنید.

نقطه ذوب لحیم چیست؟

حرارتی که در آن لحیم جامد می‌شود، نقطه ذوب نامیده می‌شود. لحیم SAC305، با طراحی هسته شار، در دمای 217 درجه سانتیگراد ذوب می‌شود. نقطه ذوب لحیم بیشتر در بردهایی با اجزای کوچک کاربرد دارد. لحیم در چه دمایی ذوب می‌شود؟

لحیم قلع-سرب (Sn-Pb) به شکل خمیری است که در دمای 183 درجه سانتیگراد ذوب می‌شود و به راحتی قابل لحیم کاری است. استفادهلحیم با دمای ۳۵۰ درجه سانتیگراد خیلی سریع ذوب می‌شود زیرا هویه داغ است. این به خیس شدن پدهای PCB و همچنین اتصال قطعات توسط لحیم کمک می‌کند.

پل‌های لحیمی که در آنها اتصال به صورت تصادفی اتفاق می‌افتد، ایجاد نمی‌شوند. این امر برای ساخت دستگاه‌هایی مانند رادیو و تلفن مهم است.

چرا نقطه ذوب لحیم مهم است؟

لحیم باید محدوده دمایی خاصی داشته باشد که در آن بتوان به طور موثر از آن استفاده کرد. نقطه ذوب لحیم نشان می‌دهد که چگونه لحیم با قطعات کوچک روی PCB اعمال می‌شود.

سایر مواد بدون سرب، مانند SAC305، دمای ذوب ۲۱۷ درجه سانتیگراد دارند. همچنین تضمین می‌کند که قطعات متصل به هم، گرمای مناسب برای اتصال صحیح را داشته باشند. دمای بالای ۴۰۰ درجه سانتیگراد باعث سوختگی PCB می‌شود، در حالی که ۳۵۰ درجه سانتیگراد برای این فرآیند ایده‌آل است.

مقاومت‌ها، دیودها و ترانزیستورها برای عملکرد صحیح باید اتصالات لحیم خوبی داشته باشند. لحیم در نواحی کوچک نفوذ می‌کند و مسیرهای الکتریکی را به هم متصل می‌کند. علاوه بر این، شار سطح را تمیز می‌کند تا به این امر کمک کند. این فرآیند به ساخت قطعات الکترونیکی محکم و بادوام کمک می‌کند.

عوامل مؤثر بر نقطه ذوب لحیم!

· ترکیب لحیم

ترکیب لحیم بر سرعت ذوب شدن اجسام تأثیر می‌گذارد. قلع (Sn) و سرب (Pb) این کار را بسیار آسان‌تر می‌کنند. لحیم‌ها ۶۰٪ قلع و ۴۰٪ سرب دارند و در دماهای بین ۱۸۳ تا ۱۹۰ درجه سانتیگراد ذوب می‌شوند.

افزودن نقره (Ag) سرعت ذوب آن را کاهش می‌دهد و ممکن است در دمای ۲۲۱ درجه سانتیگراد ذوب شود. مس (Cu) نیز به این امر کمک می‌کند. نقطه ذوب را ۲۰ درجه سانتیگراد کاهش می‌دهد.

بعضی از لحیم‌ها از ایندیوم (In) ساخته شده‌اند و نقطه ذوب آنها ۱۵۷ درجه سانتیگراد است. لازم به ذکر است که نقطه ذوب لحیم با اضافه یا حذف شدن مواد مختلف تغییر می‌کند. این ترکیب فلزات برای قطعات الکترونیکی کوچک عالی است.

· ساختار آلیاژی

فلزات با هم ترکیب می‌شوند و لحیم را محکم می‌کنند. قلع و سرب به گونه‌ای ترکیب می‌شوند که شکل خاصی از جامد را تشکیل می‌دهند. مادهوقتی این فلزات را به همراه فلزات دیگر، مثلاً بیسموت (Bi) یا روی (Zn)، ذوب می‌کنند، نقطه ذوب لحیم 30 درجه سانتیگراد تغییر می‌کند.

این ماده در قسمت بیرونی و همچنین در داخل لحیم سخت می‌شود؛ کریستال‌های کوچکی ایجاد می‌شوند که آن را قوی‌تر می‌کنند. آن‌ها در زمینه‌های خاصی مانند فناوری نصب سطحی (SMT) کمک می‌کنند. برخی از ترکیبات در دمای نزدیک به ۱۸۳ درجه سانتیگراد جامد می‌شوند و مواد تشکیل‌دهنده، سرعت خنک شدن مخلوط جامد شده را تعیین می‌کنند.

این ساختار، ثابت نگه داشتن لحیم را در زمانی که احتمالاً داغ است، تسهیل می‌کند. نمودارهای فازی به نشان دادن چگونگی رفتار آلیاژها هنگام انجماد کمک می‌کنند.

· مواد افزودنی و روان کننده

افزودنی‌ها لحیم را تغییر می‌دهند. آنتیموان (Sb) حاوی لحیم، نقطه ذوبی معادل ۲۵ درجه سانتیگراد بالاتر از لحیم قلع-سرب دارد. روان‌ساز از طریق فرآیند تمیزکاری، لحیم را قادر می‌سازد تا بهتر روی قطعات فلزی بچسبد. چیزی که بسیاری از مردم نمی‌دانند این است که روان‌سازهای خاصی، مانند روی سیکلرید (ZnCl₂)، عملکردی برای گرمای کمتر.

سایر روان‌سازها حاوی هالید نیستند و بنابراین، به اندازه روان‌سازهای قبلی خطرناک نیستند. روان‌ساز همچنین نقطه ذوب لحیم را کمی کاهش می‌دهد تا تشکیل اتصالات آسان‌تر شود. نیکل (Ni) یک ماده تقویت‌کننده است که استحکام اتصال را بهبود می‌بخشد.

بازدارنده‌های خوردگی، طول عمر قطعات را بدون زنگ‌زدگی افزایش می‌دهند. این مواد در لحیم‌هایی مانند SaoC305 بسیار مهم هستند. این افزودنی‌ها و روان‌سازها مکمل یکدیگر هستند زیرا به ایجاد اتصالات خوب کمک می‌کنند.

· شرایط محیطی:

نحوه‌ی استفاده از لحیم، نحوه‌ی ذوب آن را تعیین می‌کند. اگر هوا مرطوب باشد، نقطه‌ی ذوب لحیم به سمت بالا افزایش می‌یابد. در این حالت، رطوبت حتی می‌تواند کیفیت لحیم را تا 30٪ تغییر دهد. در مکان‌های گرم، لحیم باید در محدوده‌ی 150 تا 200 درجه‌ی سانتیگراد نگهداری شود. در برخی موارد، هوا باعث زنگ‌زدگی لحیم می‌شود.

و از آنجایی که به دلیل رقیق‌تر بودن جو، دما با افزایش ارتفاع کاهش می‌یابد، لحیم در کوهستان ممکن است در دمایی ۱۰ درجه سانتیگراد کمتر از سایر مناطق ذوب شود. لحیم می‌تواند شکننده باشد و هنگام سرد شدن سریع، از هم بپاشد.

تغییراتی در محیط رخ می‌دهد که بر توانایی لحیم‌کاری در چسبیدن به اشیاء مختلف، به عنوان مثال، لوازم الکترونیکی بیرونی، تأثیر می‌گذارد.

لحیم در چه دمایی ذوب می‌شود؟

لحیم کاری باعث می‌شود که لحیم وقتی داغ می‌شود، حالت خود را از جامد به مایع تغییر دهد. در لحیم کاری، نقطه ذوب لحیم به این بستگی دارد که خود لحیم از چه چیزی ساخته شده است. برخی از لحیم‌ها در دمای ۱۸۳ درجه سانتیگراد (۳۶۱ درجه فارنهایت) ذوب می‌شوند. با این حال، انواع دیگر در دمای ۲۱۷ درجه سانتیگراد (۴۲۳ درجه فارنهایت) ذوب می‌شوند. بهترین حالت آن در دمای مناسب است.

بهترین دما برای لحیم کاری به مواد مورد استفاده بستگی دارد. معمولاً حدود ۲۵۰ درجه سانتیگراد توصیه می‌شود. آنها پیشنهاد کردند که در صورتی که برخی از قطعات به راحتی قابل شکستن هستند، از لحیم با نقطه ذوب ساده استفاده شود. هر نوع لحیم دمای ذوب متفاوتی دارد که برای لحیم کاری موثر باید رعایت شود.

به همین دلیل است که نوع لحیمی که باید در پروژه استفاده شود، عامل بسیار مهمی است که باید در نظر گرفته شود. لحیم کاری زمانی به خوبی می‌چسبد که در دمای مناسب باشد.

· لحیم کاری با دمای پایین

لحیم کاری با دمای پایین نقطه ذوب نسبتاً پایینی دارد، به این معنی که می‌توان آن را در دمای پایین‌تری لحیم کرد. نقطه ذوب لحیم برای این نوع می‌تواند ۱۳۸ درجه سانتیگراد (۲۸۰ درجه فارنهایت) باشد. CNC به ویژه در مورد جزئیات کوچک، مانند کانکتورها، مفید است چاپ شده بردهای مدار.

داخل سیم آن شار وجود دارد تا به راحتی بچسبد. لحیم با نقطه ذوب پایین، لحیمی است که برای ذوب شدن و جاری شدن در موقعیت صحیح، تنها به ۱۸۰ درجه سانتیگراد نیاز دارد. این امر استفاده از آن را بدون فشار آوردن به قطعات آسان می‌کند.

به سرعت ذوب می‌شود و بافت نرمی دارد. این بهترین دمای لحیم‌کاری در بسیاری از دستگاه‌های کوچک اعمال می‌شود. به طوری که آنها بیش از حد گرم نمی‌شوند و ترک نمی‌خورند. لحیم با دمای پایین مزیت جریان آسان را دارد، از این رو به اتصال مناسب کمک می‌کند.

· لحیم کاری با دمای بالا

لحیم کاری با دمای بالا می‌توان از آن برای ساخت اتصالات لحیم‌کاری شده استفاده کرد که در صورت بالا بودن دما، ذوب می‌شوند. همچنین لازم به ذکر است که دمای ذوب لحیم بسته به نوع لحیم می‌تواند به دمای ۴۵۰ درجه سانتیگراد یا بیشتر برسد. این لحیم قوی است. دماهای بالاتر را ترجیح می‌دهد، به خصوص هنگام لحیم‌کاری؛ بهترین دما باید ۳۵۰ درجه سانتیگراد یا بالاتر باشد.

این لحیم برای قطعات بزرگی مانند موتورها استفاده می‌شود. این نوع لحیم حتی وقتی خنک نمی‌شود، استحکام خود را حفظ می‌کند. برخی از انواع آن از نقره یا مس ساخته شده‌اند. آنها بادوام هستند و شکننده نمی‌شوند و بنابراین به راحتی نمی‌شکنند. به همین دلیل است که از لحیم با دمای بالا روی قطعاتی که اغلب خیلی داغ می‌شوند استفاده می‌شود. این لحیم‌ها سخت و محکم هستند.

جدول دمای ذوب لحیم!

نکات دیگر برای لحیم کاری!

· سطح تمیز

هنگام استفاده از لحیم کاری، بسیار مهم است که اطمینان حاصل شود سطحی که قرار است لحیم شود به اندازه کافی تمیز است تا اتصالات خوبی برقرار شود. هر نوع لایه روی PCB ها مانعی برای ایجاد اتصالات لحیم کاری به صورت مکانیکی می شود. روغن سبز یا گرد و غبار روی PCB ها می تواند لحیم کاری را دشوار کند. بهداشت در دمای 183 درجه سانتیگراد نقش مهمی ایفا می کند. در اینجا جایی است که لحیم قلع-سرب ذوب می شود.

تمیز کردن با الکل ایزوپروپیل ۹۹٪، از بین بردن کثیفی از طریق پاک کردن را تسهیل می‌کند. این باعث می‌شود لحیم بهتر بچسبد. کثیفی مانع از عبور گرما می‌شود و در نتیجه اتصالات بدی ایجاد می‌شود. این لحیم باید کار کند: پدها باید برای این کار شفاف باشند. برای اتصال خوب، نقطه ذوب لحیم نقش حیاتی ایفا می‌کند.

یک سطح تمیز به لحیم اجازه می‌دهد تا بدون هیچ مانعی ناشی از عوامل مسدودکننده، آزادانه جریان یابد.

· پیش گرم کردن (در صورت لزوم)

این ماده عمدتاً برای اطمینان از گرم بودن تخته استفاده می‌شود. چنین پیکربندی سطح، دما را در دمای ۲۰۰ درجه سانتیگراد حفظ می‌کند و باعث می‌شود توزیع گرما یکنواخت باشد.

پیش گرمایش مشکلات را متوقف می‌کند. لحیم قابلیت ذوب شدن در دمای ۱۸۳ درجه سانتیگراد را دارد و این برای ذوب شدن صحیح لحیم ضروری است. تفنگ حرارتی همچنین به گرم کردن اولیه پدها کمک می‌کند. این مرحله به جلوگیری از آسیب به برخی قطعات، مانند آی‌سی‌ها، کمک می‌کند زیرا آنها بدون دستکاری به دست می‌آیند.

در غیر این صورت، گرما می‌تواند باعث ترک خوردن شود. پیش گرمایش برای جلوگیری از وقوع این مشکلات در وهله اول مفید است. به طور خاص، گرمای مناسب حدود ۱۵۰ درجه سانتیگراد به قطعات محصول فشار وارد نمی‌کند.

به همین دلیل است که برخی از قطعات، مانند ترانسفورماتورها، برای عملکرد بهینه به گرمای بیشتری نیاز دارند. این امر کل فرآیند لحیم کاری را آسان‌تر و روان‌تر می‌کند.

· نوک هویه را تمیز نگه دارید

تمیز کردن نوک لحیم کاری تضمین می‌کند که گرما به درستی توزیع شود. وقتی کثیف باشد، کارایی فرآیند کاهش می‌یابد. هویه‌ها با یک اسفنج برنجی پاک می‌شوند تا تمیز شوند و کثیفی روی سطح آنها از بین برود. این کار باعث اتصال صاف می‌شود.

جالب است بدانید که برای بهترین نتیجه، نوک هویه باید در دمای ۳۵۰ درجه سانتیگراد باقی بماند. این اتفاق زمانی می‌افتد که لحیم در نقطه ذوب لحیم حدود ۱۸۳ درجه سانتیگراد ذوب شود که منجر به اتصال خوب می‌شود. به دلیل اکسیداسیون روی نوک هویه‌ها، گرما دیگر به طور مؤثر عمل نمی‌کند.

مشتریان بالقوه با اشاره به اینکه تمیزی در تشکیل اتصالات محکم نقش مهمی دارد، این موضوع را تصدیق کردند. خامی یا خلوص نوک هویه می‌تواند کیفیت اتصال یا اتصال اتصال را تعیین کند. این امر باعث می‌شود کار بدون خطا و دقیق انجام شود. برای لحیم‌کاری، یک نوک هویه خوب تفاوت زیادی ایجاد می‌کند.

· از مقدار مناسب لحیم استفاده کنید

همانند هر فرآیند لحیم‌کاری، انجام مقدار مناسب لحیم بسیار مهم است. اگر بیش از حد انجام شود، ممکن است منجر به نگرانی‌هایی مانند اتصال کوتاه شود. لحیم در نقطه ذوب لحیم تقریباً ۱۸۳ درجه سانتیگراد جامد می‌شود و اتصال را خیس می‌کند. لحیم ناکافی منجر به تشکیل ضعیف اتصال می‌شود، در حالی که لحیم بیش از حد منجر به تشکیل پل می‌شود.

مقدار زیاد یا خیلی کم آن به این معنی است که قطعه آنطور که باید به هم نمی‌چسبد. به همین دلیل است که کنترل میزان استفاده از آن اهمیت دارد. سیم‌های لحیم نازک‌تر، مانند ۰.۸ میلی‌متر، به دلیل انعطاف‌پذیری و صاف بودن، راحت‌تر قابل استفاده هستند. این کار باعث حفظ نظم و ترتیب کار می‌شود.

برای جلوگیری از مشکلاتی مانند داغ شدن بیش از حد، از لحیم کاری بیش از حد خودداری کنید. اتصالات خوب زمانی ایجاد می‌شوند که برای یک قطعه مشخص، مقدار کمی لحیم کاری انجام شود.

· از تکنیک مناسب استفاده کنید

بدیهی است که استفاده صحیح از تجهیزات و روش‌های بهینه عملکرد، سطح دشواری در یک کار خاص را کاهش می‌دهد. پد و پین باید در نقطه ذوب لحیم ۱۸۳ درجه سانتیگراد روی پد و پین گرم شوند. این کار به ذوب شدن صحیح لحیم کمک می‌کند. ترکیب لحیم برای اتصالات محکم بسیار مهم است. هرگز به لحیم فشار وارد نکنید.

در عوض، باید از گرما روی پد و قسمتی که نیاز به عملیات حرارتی دارد استفاده شود تا مانند بقیه قسمت‌ها شود. این بدان معناست که وقتی نوک هویه در دمای حدود ۳۵۰ درجه سانتیگراد است، لحیم به خوبی جریان می‌یابد. حفظ زاویه مناسب همچنین به اطمینان از پوشش کامل اتصال کمک می‌کند.

در مواردی که لحیم‌کاری نقطه به نقطه مورد نیاز است، باید سیم لحیمی با ضخامت کمتر از 0.8 میلی‌متر انتخاب شود. از شار زیاد خودداری کنید. این کار به جلوگیری از آسیب دیدن قطعاتی مانند مقاومت‌ها یا حتی خازن‌ها هنگام کار با مدار کمک می‌کند. به این ترتیب اتصالات محکم و تمیزی ایجاد می‌شود.

نتیجه

نقطه ذوب لحیم به محکم نگه داشتن قطعات کمک می‌کند زیرا آنها به هم نزدیک می‌شوند. به همین دلیل گرما مهم است. برای اطلاعات بیشتر در مورد نقاط ذوب لحیم، می‌توانید به وب‌سایت PCBasic.