PCB lehimleme, iki küçük parçayı bir elektrik devre kartının yüzeyinde lehim kullanarak birleştirme tekniğidir. Bu, elektrik bileşenlerini baskılı devre kartına (PCB) dönüştürmek için gerekli bir işlemdir ve PCB kartının amaçlandığı gibi çalışması için önemlidir. Elektrik devreleriyle çalışan herkes PCB lehimlemeyi bilmelidir. PCB lehimlemenin farklı türlerini ve lehimleme adımlarını detaylıca tartışalım!
Tipleri Syaşlılar
PCB lehimlemenin farklı türleri şunlardır:
1. Kalay/kurşun (Sn/Pb) Sbüyük Aalaşımlar
Kalay/kurşun bileşimi, daha düşük erime noktasına sahip bir lehimleme devre kartı oluşturur. İki parça, aynı ana metalin yardımıyla kaynak yoluyla birleştirilir. Ancak, bakır ve diğer lehimleme bileşenleri yüksek erime sıcaklıklarına sahip olduğundan, malzemenin sıcaklığının lehim zorlu bir iş olabilir. İşte bu yüzden kalay/kurşun karışımı, iki metali, bakır ve pirinci başarıyla birleştirir.
Dirençler ve kapasitörler gibi hassas bileşenler arasındaki elektriksel bağlantılar, düşük erime sıcaklığına sahip lehim kullanılarak yapılabilir. Elektrik lehimlemede sıklıkla kullanılan alaşımlardan biri 60/40 Sn-Pb'dir. 63/37 Sn-Pb alaşımı ise çoğunlukla elektrik işlerinde kullanılır ve 188 °C'de (370 °F) erir.
2. Kurşunsuz Sbüyüks
Birçok kurşunsuz lehim alaşımı daha önce geleneksel ötektik Sn–37Pb'yi ayarlamış ve bunlardan bazıları önemli ilgi görmüştür. Kurşunsuz lehimlerin özel bileşeni kalaydır (Sn), gümüş (Ag), bakır (Cu), çinko (Zn), indiyum (In) vb. gibi az miktarda alaşım metalleri içerir. Üçlü ve ikili sistemler için kurşunsuz lehimler mevcuttur. Sn–Ag, Sn–Cu, Sn–Zn, Sn–Bi ve Sn–In dahil olmak üzere birkaç iyi bilinen ikili sistem zaten araştırılmıştır. Sn–Ag–Cu, Sn–Ag–Bi ve Sn–Zn–Bi üçlü sistemlere örnektir.
3. Akı Ccevher Sbüyüks
Telin ortasında akı bulunan tel lehime genellikle akı çekirdekli lehim denir. Tel lehimde genellikle ağırlıkça %2 ila %3 oranında akı konsantrasyonu bulunur.
Bağlantıyı iyileştirmek için akı önce erir ve metal yüzeyleri temizler. Sıvı veya jel akı, akı özlü tel lehimlemeyle birlikte sürekli olarak kullanılır. Bu ekstra akı, özellikle zorlu yüzeylerde lehimlemeyi daha da iyileştirir.
Delikli, karma ve yüzeye monte bileşenlerin onarımını içeren birçok elektrik uygulamasına akı çekirdekli lehim denir. Ticari el lehimleme uygulamaları için en iyi seçimdir.
Akı özlü lehim, birinci sınıf bir bağ sağlar ve eritme işlemi sırasında metal yüzeyleri temizleyerek tel lehimlemeyi kolaylaştırır. Boşlukları en aza indirerek akı, lehim bağlantılarını güçlendirir ve teması ve bağlantıyı iyileştirir. FCT Assembly tarafından sunulanlar gibi belirli akı özlü lehimleme türleri, pirinç, nikel ve oksitlenmiş bakır gibi zorlu metalleri lehimlemek için kullanılabilir. Tipik lehim alaşımları, temiz veya suda çözünen akılara ihtiyaç duymadan akı özlü tel lehimlemeyi mümkün kılar.
4. Gümüş Aalaşımlar Syaşlılar
Gümüş alaşımlı lehimler, bakır, gümüş ve diğer metallerden yapılır ve farklı elementleri birleştirir. Yüksek erime noktaları nedeniyle, tesisat, elektronik ve mücevher üretimi gibi dayanıklılık ve sağlamlık gerektiren kullanımlar için en uygunudur.
Gümüş lehimler, her biri eşsiz özelliklere sahip çeşitli şekillerde gelir. Kadmiyum içermeyen gümüş lehim, insan sağlığına zarar verebilen zehirli bir metal olduğu için birçok uygulamada daha güvenli bir seçenektir.
Gümüş askerlerin en önemli avantajlarından biri, aşınma ve çürümeye karşı dayanıklılıklarıdır. Bu, gelişmiş lehimleme kalitesi ve uzun bir kullanım ömrü sağlar.
Gümüş lehim seçerken, bağlanacak metalin cinsi, istenilen bağlantı şekli ve sıcaklık aralığı göz önünde bulundurulmalıdır.
Elektronik Lehimleme Sıcaklığı
Elektronik parçaların lehimlenmesinde doğru sıcaklığa ulaşmak, dayanıklı ve güvenilir bağlantılar sağlamak için çok önemlidir. Tipik sıcaklıklar lehim türüne göre değişir:
• Kurşun bazlı lehim: 180-190°C (356-374°F)
• Kurşunsuz lehim: 217-227°C (423-440°F)
• Gümüş alaşımlı lehim: 250°C (482°F) veya daha yüksek
Lehimleme elektroniğinde sabit bir sıcaklığın korunması, aşırı ısınmayı ve lehimleme bileşenlerinin hasar görmesini önler.
Farklı PCB Lehimleme Teknikleri
PCB lehimleme tekniklerinin farklı türleri şunlardır:
1. Yumuşak Lehimleme
Küçük elemanları daha büyük PCB'ye bağlama yöntemi, en çok kullanılan lehimleme tekniği olan yumuşak lehimlemeyi içerir. Isı kaynağının yüksek sıcaklıkları altında, genellikle düşük sıvılaştırma sıcaklığına sahip olan bu küçük bileşenler parçalanmaya başlar. Elemanı karta bağlamak için parçayı eritmek yerine, başka bir işlem daha yapılması gerekir. Bu durumda, bu ek adım genellikle kalay-kurşun alaşımı olan bir dolgu metalidir.
Bu alaşımın erime noktası 752 Fahrenheit derecenin üzerinde olmalıdır, bu da onu önemli bir element yapar. Bu alaşım, bileşen ile kart arasında bağlayıcı bir kuvvet görevi görerek ikisini sıkıca bir arada tutar ve lehimleme işlemi boyunca gerekli kılar. Bu proje için gereken ısı genellikle alaşımı parçalayan ve bileşenleri karta bağlayan bir gaz meşalesi ile sağlanır.
2. Sert Lehimleme
Sert lehimleme, iki farklı metal elemanın, yüksek sıcaklıklara maruz kaldığında serbest kalan bileşen deliklerine katı bir lehim yayarak birleştirilmesidir. Bu işlem daha güçlü bir bağ oluşturur. Gümüş lehimleme ve sert lehimleme, daha büyük sert lehimleme işlemini içeren iki küçük alt işlemdir.
Adından da anlaşılacağı gibi, gümüş lehimleme, boşluk doldurucu metal olarak genellikle kadmiyum-gümüş karışımından oluşan bir gümüş alaşımı kullanır. Bu işlem, bir devre kartındaki küçük parçaların bakımı ve üretimi için uygulanır. Gümüş, akışkan bir özgünlük sağlar, ancak genellikle boşluk doldurmak için en iyi malzeme değildir. Bu nedenle, güvenilir gümüş lehimleme elde etmek için genellikle farklı akılar kullanılır.
Lehimleme, iki ana metal terminalini sıvı dolgu metali kullanarak birleştiren bir lehimleme işlemidir. Bu dolgu, kartın birleşim yerlerinden bir kap çeker ve soğuduktan sonra difüzyon ve atomik manyetizma yoluyla bir birleşme oluşturur. Sonuç olarak, iki ayrı uç sağlam bir birleşimle birleştirilir. Lehimlemede dolgu maddesi olarak genellikle pirinç kullanılır.
Gerekli PCB Lehimleme Ekipmanları
PCB lehimleme için farklı gerekli aletler kullanılır. Devre kartları için hangi lehim türünün kullanıldığını inceleyelim:
1. Havya
Bu dayanıklı alet, lehimi eritmek için gereken ısı kaynağını sağlar. Genellikle kalem şeklinde olan lehim havyaları, rahat, kullanışlı ve basit bir alet oluşturmak için bir araya gelen farklı bileşenlerden oluşur.
Daha büyük lehim tabancaları da mevcuttur, ancak çoğu havya orta ısılıdır. Bu lehim tabancaları genellikle mücevher yapımı da dahil olmak üzere daha hassas uygulamalar için aşırı ısı gerektiğinde kullanılır. Ayrıca, lehim tabancaları önemli ölçüde daha hızlı soğur. Boyut veya şekil ne olursa olsun, tüm lehim havyaları aynı önemli parçalara sahiptir:
Bahşiş: Bunu, kalemin ucundaki uç ve lehimle temas edecek olan demirin yüzeyi olarak hatırlayın. Bu alan lehimi eritmek için kullanılır. Uç, bakır bir çekirdek üzerinde demir kaplamaya sahiptir. İyi lehimleme için temiz bir uca sahip olmak önemlidir. Ayrıca, uçlar dönüştürülebilir ve üzerinde çalıştığınız işin türüne göre ayarlanmalıdır.
• asa: Tutacağınız demir parçası sapıdır. Genellikle, asanın, sizi ütünün ısısından korurken tutunabileceğiniz bir şey sağlayan yastıklı bir tutma yeri vardır.
• Lehim fitili: Lehim havyanızın ucu bir kalemin ucundan yapılmışsa, lehim fitilini silgi olarak düşünün. Lehim fitili, bakır telleri örerek ihtiyaç duyulmayan fazla lehimi yok eder. Fazla lehimi ortadan kaldırmak için lehim emiciler de kullanabilirsiniz.
• Dinlenme: Ütünün bir parçası olmasa da, geri kalanı ütüyü ellerinizin serbest kalması için bırakmanızı sağlayan gerekli bir eklentidir. Sıcak ütüyü doğrudan masanıza, tezgahınıza veya çalışma alanınıza koyarsanız, geri kalanı onu zarar görmekten korur.
2. Lehim Akısı
Lehim akısı bir temizleme maddesidir. Akı, lehimlemede üç özelliği bir arada sunarak her iş için önemli bir unsurdur:
1. Lehimlediğiniz elemanın üzerindeki pası temizler.
2. Maddeyle temas edebilecek ilave havayı dışarıda bırakarak daha fazla paslanmayı önler.
3. Lehimin kendine özgü damlama kalitesini artırır.
3. Lehim macunu
Lehim macunu, macun kıvamında gri bir maddedir. Çip paketlerinin farklı uçları, bu macun kullanılarak PCB üzerindeki konnektör uçlarına bağlanır.
Devre Kartı Nasıl Lehimlenir?
Aşağıdaki PCB lehimleme adımlarını izleyin:
1. Lehim Demirini Kalaylayın
Renklendirme, lehim havyası hazırlama sürecinin önemli bir parçasıdır. Kalaylama, ucu gereksiz aşınmalardan korumanın yanı sıra, ısının havyadan lehim yüzeyine geçmesine de yardımcı olur. Havyanın ucunun keskinliğini korumak ve ömrünü uzatmak için, her kullanımdan önce ve sonra kalaylayın.
Yeni bir projeye başlamadan önce, havyanın ucunu ısındıktan sonra nemli bir süngerle silin. Temizledikten sonra, havyanın ucunu tamamen kaplayacak şekilde lehime batırın. Lehimleme için birçok lehim teli kullanılır ve muhtemelen düşecektir. Lehimin uç etrafında eşit şekilde akmasını sağladıktan sonra kullanıma hazırdır.
2. PCB'yi veya diğer yüzeyi hazırlayın
PCB veya başka bir alanı lehimlerken, temiz bir yüzeyle başlamanız önerilir. Lehimlemenizi engelleyen toz veya diğer kalıntıları temizlemek için alanı endüstriyel bir temizleme mendili veya aseton temizleyici ile temizleyin. Ayrıca, basınçlı hava yüzeyin kurumasını hızlandırır ve küçük parçacıkların giderilmesine yardımcı olur.
3. Bileşenleri Konumlandırın
Çoğu lehimleme projesi, birkaç parçanın birkaç seansta tek tek lehimlenmesini gerektirir. Alanın düzensiz bir şekilde durmasını ve ağır bir parça tarafından aşağı bastırılmasını önlemek için, küçük parçalardan başlayıp büyük parçalarla bitirmeniz önerilir.
Önce üzerinde çalışacağınız küçük parçaları seçin, ardından yüzeydeki yerlerine yerleştirin. PCB'ye bileşenleri takarken, bunları deliklerden geçirin. Gevşemeye başlarlarsa, elemanların yerinde kalması için kabloları kartın altından hafifçe bükün.
4. Eklem bölgesini ısıtın
Lehimleme için, havyanın ısısının karta aktarılması için bağlantı noktasını ısıtın. Üzerinde biraz lehim bulunan havyanın ucuyla, bileşen ucuna ve karta dokunun. Lehimin etkili bir şekilde yapışması ve ısınması için her iki parçanın uçlarının birbirine değmesi gerekir. Aşırı ısıtma kabarcıklanmaya neden olacağından, havyayı bağlantı noktasında sadece birkaç saniye tutun. Bu aşamada aşırı ısınmayı önlemek için dikkatli olun.
5. Bağlantıyı Lehimleyin
Bağlantı noktası artık lehimlemeye hazır. Lehim teli, bağlantı noktasına yakın tutulsa bile, havya ile temas etmemelidir. Bunun yerine, sıcak bağlantı noktası lehimi doğrudan almalıdır. Sıcak bağlantı noktası tamamen ve uygun şekilde ısıtılmışsa, lehimin erimesi ve serbestçe akması için yeterli olmalıdır. Küçük bir tümsek oluşana kadar lehim telini bağlantı noktasına değdirmeye devam edin.
Bağlantı yerinin soğumasını bekleyin ve lehim telini kenara koyun. Soğuma sırasında alan düz ve hareketsiz kalmalıdır, aksi takdirde donuk ve pürüzlü bir yüzey elde edersiniz.
6. Bağlantıyı inceleyin ve uçları kesin
Bağlantı parçası soğuduktan sonra, uygun göründüğünden emin olmak için görsel olarak kontrol edin. Lehimleme işlemi tatmin edici olduğunda, fazla teli kesin ve doğrudan bağlantı parçasının üzerinden geçirin. Tamamlanan lehim bağlantısı, parlak ve pürüzsüz bir koni ile uyumlu olmalıdır. Ürünü tamamlamak için kalan parçaları lehimleyin ve yüzeydeki fazla akıyı giderin.
Sonuç
Sonuç olarak, PCB lehimleme, sağlam metal bağlantıların birleştirilip oluşturulması işlemidir. Farklı lehimleme türleri, çeşitli lehimleme adımları ve elektronik parçaların lehimlenmesi için uygun sıcaklık bilgisi, etkili PCB lehimleme tekniklerinin anahtarıdır. Doğru aletler, güvenlik uygulamaları ve deneyimle profesyonel düzeyde lehim bağlantıları yapabilirsiniz. Basit kendin yap projelerinden görüntü sensörü onarımlarına kadar, uzmanlar ve amatörler PCB lehimleme becerilerinde ustalaşarak birçok elektronik proje ve onarımın üstesinden güvenle gelebilirler.
