اصول لحیم کاری و مونتاژ

سرویس آموزش و آزمون برق نیوز:

اصول لحیم کاری و مونتاژ

۱) تمیز کردن سطوح لحیم کاری:

ابتدا سطوحی را که می‌خواهید به هم لحیم کنید، خوب تمیز کنید، اگر قصد لحیم کاری قطعات الکترونیکی روی برد مدار چاپی یا برد مسی سوراخ دار را دارید، با یک سمباده نرم یا پارچه زبر تمیز و یا برس مخصوص، محل‌های اتصال پشت برد را سمباده بزنید، با این کار رسانش گرمایی و الکتریکی افزایش یافته و مونتاژ خیلی راحت‌تر انجام می‌شود. می‌توانید به جای برس مخصوص PCB از یک مسواک کهنه و کمی الکل، استون یا حتی آب و صابون کمک بگیرید.

۲) جاگذاری قطعات:

هر قطعه را برای لحیم کاری در جای مناسب خود قرار دهید و با خم کردن پایه‌ها در جای خود محکم کنید یا آن را با وسیله‌ای مثل یک انبر یا پَنس در محل مورد نظر نگه دارید. اگر قطعات الکترونیکی را روی برد لحیم می‌کنید، می‌توانید پس از عبور دادن پایه آن‌ها از سوراخ برد، انتهای پایه قطعه را اندکی کج کنید تا قطعه در جای خود ثابت شود و بتوانید به آسانی این کار را انجام دهید. این کار در قطعاتی که پایه‌های بلند دارند مناسب‌تر است. در مونتاژ استاندارد پایه‌ها به صورت کامل خم نمی‌شوند، چرا که این کار باعث می‌شود لحیم به میزان برابر به دور تا دور پایه نرسد و اتصال ناقص می‌گردد.

ترتیب جاگذاری قطعات: در لحیم کاری قطعات روی برد مدار چاپی نکته مهم دیگری که بهتر است رعایت شود ترتیب لحیم کاری است. اگر از قطعات با ارتفاع کمتر شروع کنید به مشکل نخواهید خورد. ابتدا قطعاتی مثل مقاومت که بصورت خوابیده روی برد نصب می‌شود را لحیم کنید، سپس سوکت آی سی یا خود آی سی‌ها و سپس خازن و ترانزیستور و …

توجه: در لحیم کاری ترانزیستور‌ها و آی سی‌ها (در صورتی که از سوکت آی سی استفاده نمی‌کنید) خیلی محتاطانه عمل کنید چرا که حرارت بیش از حد باعث خرابی قطعه می‌شود. پس از لحیم کردن هر پایه کمی صبر کنید تا قطعه خنک شود و سپس پایه دیگر آن را لحیم کنید.‌
می‌توانید برای اتلاف وقت تا خنک شدن آن، قطعه دیگری را لحیم کنید و مجددا برگردید به قطعه قبلی.
تحمل گرمایی قطعات مختلف متفاوت هستند. مثلا معمولا مقاومت‌ها، توانایی تحمل گرمای بیشتری را دارند، ولی در بسیاری موارد گرمای بالا منجر به خرابی در ترانزیستور‌های حساس، LED ها، آی سی‌های حساس و یا کریستال‌ها می‌شوند.

هیت سینک یا گرما گیر: برای جلوگیری از افزایش دمای بالا از یک گرماگیر یا یک هیت سینک استفاده می‌کنند. هیت سینک‌ها قطعاتی هستند که برای گرم شدن نیاز به انرژی زیادی دارند و به دلیل رسانش دمایی خوب در صورت اتصال به یک قطعه انرژی گرمایی را از قطعه خارج و منجر به کاهش دما می‌شوند. نام گذاری قطعات آلومینیومی پره پره که روی قطعات یا فن‌های خنک کننده هستند نیز به همین جهت است.

۳) بررسی محکم بودن اتصالات:

لحیم کاری برای اتصال قطعات الکترونیکی به هم یا به مدار، اتصال مناسب سیم‌ها به هم و… بکار می‌رود. برای انجام لحیم کاری باید دقت فراوان نمود تا قطعات لحیم شده به صورت محکم و مناسب به هم یا به مدار متصل گردند. پیش از لحیم کاری قطعات به صورت فیزیکی به هم متصل گردند.
در تصویر زیر شیوه اتصال دو سیم را می‌بینید:

۴) دما و زمان:

دو فاکتور اصلی تعیین کننده کیفیت لحیم، می‌باشند. به طور کلی گرما دادن سریع در لحیم کاری مناسب‌تر می‌باشد هر چند دلیل اکثر لحیم کاری‌های نا موفق، کافی نبودن حرارت می‌باشد. در صورتی که حرارت برای مدت زمان طولانی به محل اتصال قطعات برای لحیم کاری اعمال گردد، می‌تواند باعث خراب شدن قطعه، اکسید شدن و از بین رفتن مدار و ایجاد مشکلاتی از این دست گردد.
دمای نقطه اتصال به فاکتور‌های متعددی وابسته است. هر نقطه اتصال با لحیم متفاوت از دیگری است و نیاز به میزان حرارت متفاوتی دارد. این فاکتور‌ها عبارتند از:

• جنس پایه قطعه
• اندازه پایه قطعه (طول و مقطع) که رسانش گرمایی متفاوتی ایجاد می‌کند
• سطح فیبر مسی (مساحت بیشتر نیاز به حرارت بیشتر دارد)
• جنس و درصد خلوص سیم لحیم
• دمای اتاق کار
• نوع قطعه (میزان حساسیت به حرارت)
• و ...

زمان لحیم کاری (نگه داشتن هویه برای ذوب شدن لحیم) نیز کاملا وابسته به جنس و ابعاد سیم لحیم است.

۵) دمای هویه:

باید به قدری باشد که تنها سیم لحیم را ذوب نماید و به مدار و قطعات آن آسیبی وارد ننماید، دمای بین ۲۴۲ تا ۳۲۲ درجه سانتی گراد معمولا مناسب است.
ضخامت سیم لحیم استفاده شده نیز عاملی مهم می‌باشد. هر چه سطح مقطع سیم لحیم کمتر باشد مسلما حرارت کمتری برای ذوب کردن آن مورد نیاز خواهد بود. در تصویر زیر نتیجه لحیم کاری در دما‌های مختلف را می‌بینید.

• سیم سمت راست به علت دمای بیش از حد به این شکل در آمده و تمام فلاکس داخل آن بخار شده و یک اتصال خشک ایجاد شده است.
• سیم میانی نتیجه حرارت و زمان کافی در لحیم کاری است که کاملا یکپارچه و براق است.
• در سیم سمت چپ نیز به دلیل نرسیدن حرارت کافی لحیم به خوبی ذوب و جاری نشده است و یک نقطه جوش نا مناسب و متمرکز در نوک قطعه را ایجاد نموده است، به این شکل از لحیم، لحیمِ سرد می‌گویند.

محل لحیم کاری باید پیش از نزدیک کردن سیم لحیم به قدر کافی گرم شود.

۶) تمیز کردن ابزار‌ها قبل از شروع کار:

• لحیم کاری باید با هویه‌ای با نوک تمیز انجام گیرد.
• بهتر است دست‌ها را قبل از آغاز به کار نیز بشویید تا آلودگی دست‌ها حین کار برد را کثیف نکند.
• قطعات هم باید تمیز باشند.

۷) اعمال لحیم به نقطه لحیم کاری:
•ابتدا هویه را یک طرف قطعه و سیم لحیم را یک طرف دیگر قطعه قرار دهید. اول سیم لحیم را خارج کرده و هویه را چند ثانیه دیگر همان جا نگه دارید. این باعث می‌شود که لحیم همچنان به ذوب شدن ادامه داده و اتصال به خوبی برقرار شود. سپس، می‌توانید هویه را خارج کنید. کل این فرآیند نباید بیشتر از ۵ ثانیه طول بکشد. در حالت عادی، ۳ تا ۴ ثانیه کافی است.

حرکت دادن یا فوت کردن اتصال باعث خراب شدن آن می‌شود. یک اتصال نامرغوب لحیم ظاهری شبیه به اکسایش، بیش از حد تیره و دانه دانه دارد. همچنین ممکن است توپی از لحیم روی منطقه اتصال باقی بماند. یک اتصال خوب باید دارای ظاهر صاف و یک دست بوده و طرفین آن مقعر باشند. اتصال خوب شبیه یک توپ برآمده نخواهد بود، بلکه ظاهری مسطح خواهد داشت. همانند شکل زیر:

پیش از تکان دادن یا جا به جا نمودن محل اتصال باید اجازه دهیم قلع کاملاً سرد شود و خود را بگیرد.

در صورت کثیف شدن سر هویه، آن را توسط اسفنج نسوز یا اسفنج مرطوب تمیز کنید تا کاملاً براق گردد و سپس کار را ادامه دهید.

در زیر چند نمونه لحیم کاری نامناسب را مشاهده می‌کنید.

ملاحضات مهم در هنگام لحیم کاری