Spajkanje tiskanih vezij je zapleten postopek. Če ste začetnik, se boste morda s tem že srečali. Najzahtevnejši del je določiti pravi čas za taljenje spajke in njeno pritrditev na komponento. Slabo kakovostno spajkanje včasih še bolj oteži postopek. Zato je izbira najboljše spajke za elektroniko ključna tema za razpravo.
Najboljša spajka za elektroniko vam lahko ponudi močne in zanesljive povezave na tiskanih vezjih. Prava spajka resnično zagotavlja kakovost, vzdržljivost in zmogljivost vašega projekta. Zato je razumevanje vrst spajk in njihove uporabe ključ do uspeha.
Ta članek običajno raziskuje svet spajkanja. Začne se z omembo različnih vrst spajkal, ki se uporabljajo v elektronskih projektih. Prav tako vam svetuje, kako izbrati najboljši spajkal za elektroniko.
Popolno spajkanje ni omejeno le na izbiro najboljšega spajka za tiskana vezja; mora biti opravljeno pravilno. Na koncu tega članka se bomo naučili, kako pravilno spajkati na tiskano vezje.
Pregled spajkanja v vezjih
Spajkanje je osnovna, a bistvena veščina v elektroniki. V glavnem gre za spajanje dveh ali več kovinskih delov s pomočjo staljenega polnila, imenovanega spajka. Na tiskanih vezjih spajkanje običajno združuje komponente na določenem mestu. Vrsta spajkanja se razlikuje glede na različne vrste komponent in tiskanega vezja.
Razen v proizvodnji se spajkanje pogosto uporablja tudi pri popravilih in izdelavi prototipov. Obstajajo različne vrste metod spajkanja. Ročno spajkanje, valovno spajkanje in spajkanje s ponovnim plovkom so nekatere standardne metode.
Ročno spajkanje običajno uporablja spajkalnik. Je najpogosteje uporabljena metoda za popravila in izdelavo vezij za splošno uporabo. Valovno spajkanje se običajno uporablja za masovno proizvodnjo tiskanih vezij skozi luknje. Po drugi strani pa je spajkanje s ponovnim spajkanjem prednostnejše za SMD (površinsko montažne naprave).
Če to počnete ročno, se morate naučiti, kako to narediti pravilno. Kupite visokokakovosten spajkalnik in najboljšo spajko za tiskana vezja. Razmislite lahko tudi o uporabi smole, ki odstrani okside s kovinske površine. To je potrebno za pravilen pretok spajke in oprijem. Smola je znana tudi kot spajkalni fluks.
Vrste spajkalnikov, ki se uporabljajo na tiskanih vezjih
Na voljo so različne vrste spajk. Nekatere so čisti kositrovo-svinčeni spajki, nekatere so brez svinca, nekatere pa so mešane. Nekatere spajke so v obliki žice, nekatere so v obliki paste, tretje pa so v različnih oblikah. Zato jih lahko razdelimo v dve glavni skupini.
Na podlagi prisotnosti potencialnih strank
Ta kategorija opisuje različne vrste spajkalnikov glede na prisotnost svinca v njihovi sestavi.
Svinec je kovina, ki pomaga, da se spajka tali pri nižji temperaturi. Večina tradicionalnih spajk vsebuje svinec. Vendar svinec ni varen za zdravje in okolje. Zato mnogi izdelki zahtevajo spajkanje brez svinca za svoje tiskane vezja.
Kositrovo-svinčena spajka (SnPb)
Kot že ime pove, je ta spajka sestavljena iz dveh osnovnih komponent: kositra (Sn) in svinca (Pb). Kombinacija teh dveh elementov ustvari zlitino. Je zelo razširjena pri spajanju kovin v različnih projektih.
Sestava zlitine kositra in svinca ali spajke se lahko razlikuje. Lahko je 60/40 (60 % kositra, 40 % svinca), 63/37 (63 % kositra, 37 % svinca), 50/50 (50 % kositra, 50 % svinca) ali druga razmerja. Specifično razmerje običajno vpliva na tališče in druge lastnosti.
Tako kositer kot svinec sta prevodni kovini. Vendar pa sestava obeh kovin izboljša prevodnost.
Med temi vrstami sta najpogostejši 60/40 in 63/37. 60/40 ima širok spekter uporabe, medtem ko je 63/37 evtektična zlitina. Tukaj evtektika pomeni, da ima določeno temperaturo taljenja. Takšna učinkovitost jo pretvori iz trdnega stanja v tekočino brez pastozne faze, zaradi česar je primerna za izdelavo občutljivih predmetov.
Spajka brez svinca
Kot že ime pove, ta vrsta spajke ne vsebuje svinca. Ker svinec ni varen in predstavlja različna zdravstvena tveganja, številne aplikacije običajno omejujejo njegovo uporabo. Zato se imenuje spajka brez svinca. Je tudi vrsta kovinske zlitine, ki se uporablja za spajanje elektronike ali drugih električnih naprav.
Običajno spajka brez svinca uporablja kositer (Sn) kot primarni element. Poleg tega vsebuje tudi druge komponente, med drugim srebro in baker.
Med pogoste vrste te spajke spada SAC305, ki je priljubljena izbira za tiskana vezja. Poleg tega obstajajo tudi druge vrste, kot so kositer-srebro-baker (SnAgCu), kositer-baker (SnCu) in kositer-bizmut (SnBi). Te zlitine se uporabljajo v specifičnih aplikacijah.
Mešani / legirani spajkalni material
Spajka iz mešanih zlitin je vrsta spajka, ki za izdelavo zlitine uporablja dva ali več elementov. Elementi se razlikujejo glede na namen posamezne zlitine in njene zahteve. Kot že omenjeno, je brezsvinčena zlitina zlitina, ki služi kot alternativa za preprečevanje zdravstvenih in okoljskih tveganj. Glavni namen njene izdelave je gradnja močnih spojev med komponentami.
Vrste teh zlitin so lahko SAC (kositer-srebro-baker), kositer-antimon, bizmut-kositer in številne druge. Vsaka ima edinstvene lastnosti in potrebe po uporabi. Zato se prepričajte, da imate pravilno zlitino za izdelavo spojev.
Na podlagi oblik in uporabe
Ta kategorija na splošno opisuje različne oblike spajke. Specifična oblika običajno izhaja iz proizvodnih zahtev. Na primer, spajkalna žica je boljša za ročno spajkanje. Po drugi strani pa je spajkalna pasta primerna za SMD ali valovno spajkanje.
Spajkalna žica
Spajkalna žica je tanka in vsestranska možnost, primerna za ročno spajkanje. Pogosto vsebuje jedro iz talila in kemikalij, ki čistijo kovinsko površino. Debelina se razlikuje glede na namen opravila. Običajno se giblje od 0.8 mm do 1 mm in se uporablja s spajkalnikom.
Lepilo za spajkanje
Spajkalna pasta je mešanica praškastega spajka in lepljivega fluksa. Ta pastozna ali siva, lepljiva snov pomaga pri povezovanju električnih komponent v vezju. Nanesete jo lahko s šablono ali razpršilnikom, da zagotovite popolno poravnavo. Nato jo lahko odnesete v peč za reflow, da dodatno utrdite povezavo.
Spajkalne palice
Spajkalne palice so pravokotni, trdni bloki spajkalne zlitine. Proizvajalci jo uporabljajo predvsem v masovni proizvodnji za valovno spajkanje. V industrijskih aplikacijah se spajkalne palice stalijo v loncu in se spremenijo v staljeni val. Nato se steče po spodnji strani tiskanega vezja in hitro opravi delo. To je hiter in učinkovit način, zlasti v množični proizvodnji.
Najboljši spajkalnik za tiskana vezja (PCB): Kako izbrati?
Izbira najboljšega spajkala za elektroniko zahteva nekaj skrbnega premisleka. Najprej morate poznati zahteve svojega projekta. Ne glede na to, ali vaš projekt zahteva spajkanje brez svinca, se lahko odločite za pravo sestavo. Poleg tega morate razmisliti tudi o tem, kako boste to storili.
Poleg tega, ali obstajajo kakšne posebne fizikalne ali električne lastnosti? Ali se bo uporabljal v medicinskih aplikacijah? Kakšna je politika pošiljanja?
Svinec in brezsvinčeno spajkanje: kateri je boljši?
Spajkanje je ključni korak pri ustvarjanju električnih vezij. Svinec in tehnike na osnovi svinca so izjemno priljubljene po vsem svetu. Izbira najboljše je odvisna od vrste uporabe. Spajkanje s svincem je morda bolj priljubljeno za ljubitelje ali za posebne namene. Razlog za to je lahko nizka temperatura taljenja.
Po drugi strani pa se spajkanje brez svinca pogosto uporablja v industrijskih aplikacijah. Poleg tega predstavlja relativno manj zdravstvenih in okoljskih tveganj, kar je v nekaterih državah temeljna zahteva.
Spajka na osnovi svinca
- Spajka na osnovi svinca je običajno zlitina kositra in svinca z razmerjem 60/40 ali 63/37.
- Tališče zlitine kositra in svinca je sorazmerno nižje. Kot rečeno, tališče je okoli 361 °F oziroma 183 °C.
- Zlitina ima odlične lastnosti omočenja.
- Trdnost je precejšnja, vendar lahko trpi zaradi kositrnih brkov.
- Z njegovo uporabo je povezano zdravstveno tveganje in ni v skladu z direktivo RoHS.
Spajka brez svinca
- Brez svinca je zlitina kositra, srebra in bakra (običajno SAC)
- Tališče je višje (okoli 423 °F ali 217 °C)
- Vlažilne lastnosti niso tako učinkovite
- Zlitina je močnejša in bolj odporna na kositrove laske
- Ni zdravstvenega tveganja in je skladen z RoHS.
Ostalo je odvisno od vaših nalog in zahtev. Pri izbiri med tema dvema spajkama se prepričajte, da izberete tisto, ki izpolnjuje vse vaše zahteve.
Enostavnost uporabe: žica v primerjavi s pasto v primerjavi s palicami
Spajkalna žica je najlažji način za ročno delo in manjše projekte. Z lahkoto jo lahko uporabite za popravilo ali spajkanje posameznih spojev. Njena tanka oblika igra pomembno vlogo, saj omogoča natančen nadzor med spajkanjem.
Spajkalna pasta ni tako enostavna za uporabo kot spajkalna žica. Zato ni primerna za hobiste, ki bi opravljali ročno delo. Namenjena je avtomatizirani montaži. Zahteva šablono in specializirano peč za reflow. Vendar pa je pasta enostavna za masovno proizvodnjo.
Spajkalne palice so najkompleksnejše za uporabo pri posameznem izdelku. Zahtevajo velike posode za staljeno spajko in stroje za valovno spajkanje. Zaradi tega so primerne za uporabo v tovarniških okoljih za masovno proizvodnjo.
Fizikalne in električne lastnosti
Kar zadeva svinčene spajke, so njihove fizikalne lastnosti dobre. Zaradi nizkega tališča in odličnih omočljivih lastnosti se zlahka razmažejo in razmažejo. Svinčene spajke imajo tudi visoko električno prevodnost.
V nasprotju s tem spajke brez svinca niso duktilne in manj prevodne. Kot veste, je tudi tališče višje in bolj nagnjeno k nastanku kositrnih laskov. Nekatere bistvene fizikalne lastnosti so mat, kristaliničen videz in širše območje zmrzovanja.
Stroški in razpoložljivost
Spajke na osnovi svinca so cenejše, ker je svinec cenejši material. Prav tako je široko dostopen. Vendar pa je zaradi okoljskih predpisov njegova razpoložljivost v nekaterih regijah omejena. Vendar pa so spajke brez svinca na voljo povsod. Stroški se morda zdijo višji, vendar je korist vredna tega, saj so okolju prijazni. Poleg tega so standardna izbira za sodobno elektroniko.
Priljubljen najboljši spajkalnik za elektronske projekte
Na trgu lahko najdete različne znamke in vrste spajkalnikov za elektroniko. Izbira pravega je lahko težka. Da bi ta postopek posplošili, smo zbrali tri najbolj priljubljene in najboljše spajkalnike za elektroniko na trgu.
Upoštevajte, da če teh izdelkov ne najdete na vašem trgu, lahko izberete druge prodajalce s podobnimi specifikacijami ali lastnostmi. Ključno je, da se osredotočite na kakovost in primernost za vaš projekt.
Kester 44 spajka za jedra iz kolofonije
Kester 44 spajkalna masa z jedrom smole je visokokakovostna spajka, ki se pogosto uporablja v elektroniki. Običajno se uporablja za sestavljanje elektronskih vezij. Smola v njenem jedru takoj očisti kovinsko površino.
Cene se lahko razlikujejo glede na vrsto zlitine, debelino žice ali velikost tuljave. Niti od 0.5 do 1 unče lahko stanejo med 4 in 15 dolarji, večje velikosti pa od 30 do 100 dolarjev.
Alpha Fry AT-31604
Tudi to je spajkalna palica z jedrom iz kolofonije in razmerjem kositra in svinca 60/40. Hobisti jo uporabljajo predvsem za splošna opravila, vključno s spajkanjem in popravilom. Cene za 4-gramsko tuljavo se običajno gibljejo med 15 in 25 dolarji.
MG Chemicals 63/37 Spajka brez čistega materiala
Gre za dobro znano spajko s sestavo kositra in svinca 63/37. Ker ima evtektične lastnosti, je idealna za delo z občutljivimi vezji in popravila elektronike. Ostanki, ki jih pusti, ne potrebujejo nadaljnjega čiščenja. Majhna tuljava lahko stane med 5 in 10 dolarji, večje pa med 30 in več kot 60 dolarji.
Kako pravilno spajkati na tiskano vezje
Popolno spajkanje ni omejeno le na izbiro najboljšega spajka za tiskana vezja. Namesto tega ga morate izvesti pravilno. Pravilen način spajkanja zahteva posebno pozornost, zlasti pri taljenju spajka in poskusu spajanja komponent na tiskanem vezju.
Včasih se spajka ne stopi niti po daljšem segrevanju. Zato je izbira pravega orodja in spajkalnih materialov ključnega pomena.
Izberite pravo orodje za spajkanje
Uporaba pravega orodja pomeni uspešno spajkanje. Izberite spajkalnik in z gobico očistite konico. Poleg tega izberite visokokakovosten spajkalnik z dobrim rezalnikom. To vam bo pomagalo doseči optimalen rezultat.
Izberite najboljši električni spajkalnik
Za tiskana vezja lahko uporabite tanko spajkalno žico s premerom od 0.5 do 1 mm. Glede na vaše zahteve in predpise lahko uporabite svinčeno ali brezsvinčeno zlitino. Za začetnike bi bila odlična izbira zlitina kositra in svinca 63/37.
Razmislite o uporabi spajkalne smole ali fluksa.
Fluks je kemično sredstvo, ki se uporablja za čiščenje in je bistvenega pomena za dobre spoje. Pomaga pri pravilnem povezovanju z odstranjevanjem oksidov in nečistoč iz spojev. Nasprotno pa je smola sama po sebi sestavni del nekaterih vrst spajkalnega fluksa. Pri spajkanju izberite med tema dvema vrstama ustrezno.
Pripravite tiskano vezje in komponente
Preden začnete s spajkanjem, se prepričajte, da so vaša plošča in komponente čiste ter brez olja in umazanije. V tem koraku lahko za čiščenje uporabite izopropilni alkohol in majhno krtačko. Ko je vsa oprema pravilno očiščena, lahko nadaljujete z naslednjim korakom.
Pravilno segrejte spoj
Uporaba pravilne temperature je tukaj najpomembnejši del. Prenizka temperatura lahko prepreči pravilno tečenje spajke. Po drugi strani pa lahko pretirano visoke temperature poškodujejo komponente. Zato za boljši rezultat izberite temperaturo med 350 °C in 375 °C (662 °F do 707 °F).
Pravilno nanesite spajko (težavnejši del)
Po približno dveh ali treh sekundah segrevanja se s spajkalno žico dotaknite spoja. Ne dotikajte se železne konice. Vroč spoj lahko stopi spajko, kar ji omogoči, da steče na blazinico in žico. Nato odstranite spajko in nato še železno konico. Na tej točki se bo spoj lahko ohladil brez premikanja in preprečil hladne spajkalne spoje.
Preglejte spoj
Dober spajkalnik mora biti sijoč in gladek, videti kot majhen kupček v obliki vulkana. Zato preglejte spajkalnik. Če je spajkalnik fin in enakomerno nanesen, je v redu. Vendar pa lahko motni, grudasti spoji povzročijo slabe povezave, ki lahko privedejo do okvare. Nato nanesite več spajkalnika in ga ponovno segrejte, da izboljšate povezave.
Očistite desko
Po pregledu in ohladitvi je treba morebitne ostanke očistiti. V tem koraku čiščenja lahko za odstranitev ostankov talila uporabite čistilo za talilo in krtačo ali vatirano palčko. Ta korak je še pomembnejši za preprečevanje korozije skozi čas. Poleg tega izboljša profesionalen in čist videz vaše tiskane vezja.
Strokovni nasvet
Spajkanje je bistvena veščina v elektroniki, ki običajno spaja komponente na tiskanem vezju. V tem primeru ima spajkalni material ključno vlogo. Zdaj pa pride izziv.
V resnici imajo različne vrste projektov različne zahteve. Nekateri izdelki morajo biti varni za ljudi, drugi pa zahtevajo cenejše in trpežnejše rešitve. Ta raznolikost običajno prinaša različne vrste spajkalnika. Tukaj je ključnega pomena izbira najboljšega spajkalnika za elektroniko.
Pravilno vrsto spajke lahko izberete glede na potrebe vašega projekta. Spajkanje brez svinca je varnejše, medtem ko je spajkanje s svincem enostavno za uporabo. Obe metodi imata svoje edinstvene prednosti in slabosti. Spajka je na voljo tudi v različnih oblikah, vključno z žico, pasto in palicami. Izbira je odvisna predvsem od vaše proizvodne metode.
Med spajkanjem je bistveno tudi upoštevati ustrezen standardni operativni postopek (SOP). Če ste začetnik, se morate osredotočiti na enostavne spajke in razumeti osnovne metode. Pred spajkanjem poskusite očistiti tiskano vezje in komponente. Po potrebi odstranite ostanke talila.
Priporočljivo je tudi čiščenje delovnega prostora. Prepričajte se, da je spajkalnik nastavljen na pravilno temperaturo, da se izognete pregrevanju. Redno čistite konico spajkalnika. To bo izboljšalo prenos toplote in preprečilo slab pretok spajke.
Upoštevanje teh preprostih nasvetov vam lahko pomaga doseči boljše rezultate. Če vas zanima izdelava tiskanih vezij, nas kontaktirajte. Podpora strankam UETPCB.
