Методы сварки печатных плат и методы уменьшения количества проблем

Что касается сварки печатных плат, всегда ли работает ваш проект печатной платы (PCB)? Вас расстраивает, когда ваша печатная плата не работает только из-за короткого замыкания? Но что вызывает это короткое замыкание? Возможно, слишком много припоя. Но не волнуйтесь; даже опытные инженеры сталкиваются с проблемами в процессе пайки.

Итак, если вы ищете решения различных проблем, связанных с пайкой, мы вам поможем. В этой статье мы расскажем вам все о сварке или пайке печатных плат. Мы упомянем, как это сделать правильно и какие общие проблемы возникают во время или после процесса. А затем мы обсудим, как предотвратить или уменьшить эти проблемы со сваркой печатных плат.

https://youtu.be/yzkS-6yy7PA

Способы сварки печатных плат

1.1 Что такое сварка печатных плат?

Сварка — это метод размещения одного или нескольких электронных компонентов на печатной плате с помощью припоя. Припой плавится и фиксирует электронные компоненты на своих местах. Температура плавления припоя меньше, чем у деталей и печатной платы. Следовательно, сварка печатных плат также называется пайкой печатных плат.

Таким образом, процесс сварки имеет огромное количество применений. Его можно использовать в сантехнике, ремонте бытовой электроники, электроники, электрических проектов и т. д. Работа и производительность вашей электронной схемы во многом зависят от идеальной сварки печатных плат. Прежде всего, вы должны быть экспертом в разработке всей схемы печатной платы. А если вы неопытны, вам нужно знать о сварочных лайфхаках. Подходящие методы пайки — сварка.

В следующих разделах описаны различные методы сварки печатных плат. Не могли бы вы внимательно прочитать их и начать? Вам понадобится печатная плата, паяльник, паяльник и флюс. На рис. 1 показана сварка паяльником печатной платы.

1.2 Типы методов сварки печатных плат

Способы сварки бывают двух видов:сложная сварка и гладкая сварка. Кроме того, твердая сварка также делится еще на две категории:пайка твердым припоем и сварка серебром.

1.2.1 Жесткая сварка

Эта категория сварки или пайки включает соединение двух металлических компонентов твердым припоем, который проникает в зазоры элементов, видимые из-за высокой температуры. Присадочный металл зазоров выдерживает высокие температуры, которые могут превышать 840 ◦F. Это была основная концепция пайки твердым припоем. Теперь мы расскажем вам о пайке и сварке серебром.

1.2.2 Серебряная сварка

Вам нужно будет купить серебряный сплав, который будет служить металлом для заполнения зазоров. Это безупречный метод, полезный для изготовления мелких деталей, сборных инструментов и периодического обслуживания. Однако для заполнения зазоров не рекомендуется использовать серебряную пайку. Мы рекомендуем вам использовать другой флюс, чтобы получить точные результаты сварки серебром.

1.2.3 Сварка пайкой

При сварке пайкой два компонента соединяются путем создания жидкого металлического заполнителя зазора. Этот наполнитель будет следовать за сосудом и проходить через швы. Затем он остынет, чтобы обеспечить прочное соединение электронных компонентов. Атомный магнетизм и диффузия — процессы, ответственные за этот прочный союз. Вы увидите, что этот тип сварки обеспечивает надежное соединение. Латунный металл в основном используется для заполнения зазоров. На рис. 2 показан вид вблизи сложного для пайки медного элемента.

1.2.4 Мягкая сварка

Гладкая сварка — это метод, используемый для соединения очень маленьких составных деталей с низкой температурой плавления. В процессе сварки элементы компаунда растрескались. Можете ли вы догадаться, почему? Это связано с тем, что сварка производится при высоких температурах. Таким образом, в этом случае вам нужно будет получить сплав олова для металла заполнения зазора. Температура плавления металла для заполнения зазоров не должна быть ниже 752°F. Если вам нужен источник тепла, мы рекомендуем вам купить газовую горелку.

Не беспокойтесь, если вы не знакомы со сварочными терминами, такими как флюс для пайки, железо и т. д. В следующей главе мы подробно объясним эти термины. Кроме того, мы также дадим вам несколько советов по процессу сварки.

Инструменты и советы по сварке

Некоторые из вас уже знакомы со всеми инструментами, необходимыми для пайки печатной платы. Однако новички в электронике часто страдают из-за того, что начинают работать, не получив предварительно необходимой информации. Знание всего заранее является ключом к уменьшению различных проблем со сваркой.

В этой главе мы расскажем вам все о необходимых инструментах и ​​советах по пайке печатных плат. Таким образом, как новичок, вы сможете успешно паять электронные компоненты даже с первой попытки.

2.1 Инструменты, необходимые для сварки печатных плат

2.1.1 Паяльник

Паяльник является важным инструментом, необходимым для процесса сварки или пайки. Он действует как источник тепла для мягкого припоя. Вы можете использовать его для пайки электронных компонентов вручную. Он плавит паяльную проволоку, так что она может попасть в зазоры между двумя соединениями. Для большинства проектов в области электроники лучше всего подходят паяльники мощностью от 15 Вт до 30 Вт.

Более того, если вы хотите сварить тяжелый кабель и элементы, вам следует купить утюг с большей мощностью. В большинстве случаев для этой цели достаточно мощности 40 Вт или выше. Рисунок 3 демонстрирует паяльник и его подставку. На рис. 4 показан паяльник. Вы можете легко заметить разницу в их формах. Оружие всегда будет иметь более высокую мощность, и для прохождения через него потребуется электрический ток.

3 Паяльник на подставке

4 Паяльник, готовый к пайке электронных компонентов

2.1.2 Паяльный флюс и паяльная паста

Вам также нужно будет купить паяльную пасту или крем для идеальной сварки. Этот паяльный крем будет содержать припой. Паяльная паста используется для присоединения ножек интегральных схем (ИС) к точкам соединения на печатной плате. Ножки – это выводы микросхем или корпусов микросхем.

Входящий в комплект флюс для припоя представляет собой химический очищающий агент. Это полезно для процесса сварки, поскольку выполняет три основные функции. Во-первых, он удаляет ржавчину с электронных элементов, подлежащих пайке. Во-вторых, он не пропускает воздух и, таким образом, удаляет дополнительную ржавчину. И, в-третьих, улучшает впитывающую способность жидкого припоя. На рис. 5 показана паяльная паста.

5Паяльная паста

2.1.3 Пайка проводов и инструмент для зачистки проводов

Наконец, вам, несомненно, понадобится паяльная проволока и ее стриппер. Паяльная проволока — это металлическая проволока, которая будет действовать как мягкий припой. Он имеет низкую температуру плавления и действует как заполнитель швов на печатной плате. Другими словами, это просто «припой». Вы столкнетесь с оловянными и свинцовыми припоями для электронных проектов. На рис. 6 показана катушка с паяльной проволокой, а на рис. 7 — ее стриппер.

6 Катушка паяльной проволоки

7 Инструмент для зачистки проводов

2.2 Советы по предотвращению проблем со сваркой

Здесь мы обсудим несколько советов, которые помогут вам избежать многих проблем со сваркой. В первую очередь следует использовать радиаторы. Они необходимы для подключения проводов чувствительных электрических компонентов, таких как интегральные схемы и транзисторы.

Во-вторых, старайтесь содержать жало паяльника в чистоте и порядке. Отличный железный наконечник обеспечит лучшую теплопроводность и улучшит соединение. Вы можете использовать влажную губку, чтобы очистить конец. В-третьих, убедитесь, что паяные соединения выполнены правильно. Потому что в сложных схемах есть вероятность, что некоторых паяных соединений там нет. Таким образом, проверка каждого электронного компонента после пайки избавит от разочарований в конце. Вам нужно убедиться, что стыки есть.

В-четвертых, сначала следует припаять крошечные электронные компоненты. К мелким компонентам относятся диоды, резисторы, перемычки и тому подобное. И важные функции, такие как транзисторы и конденсаторы. Этот совет облегчит вам сборку деталей на печатной плате. Кроме того, вы также должны припаять чувствительные электронные компоненты в конце. Это поможет избежать их повреждения во время пайки других компонентов. К функциям Sharp относятся полевые МОП-транзисторы, КМОП, интегральные схемы, микроконтроллеры и т. д.

В конце концов, это совет для здоровья:обязательно работайте в помещении с достаточной вентиляцией. Было бы полезно, если бы вы избегали дыма от мягкого припоя. Этот дым токсичен, и хорошая вентиляция гарантирует, что он не скапливается в вашей комнате. На рис. 8 показан дым, образующийся в процессе пайки.

Рис. 8. Дым, образующийся в процессе пайки

Распространенные проблемы сварки

Некоторые проблемы со сваркой могут возникнуть при моделировании печатной платы. Эти проблемы могут увеличить ваши затраты и снизить производительность производства. Хуже всего то, что ваш продукт будет сталкиваться с задержками при переходе от чертежной доски к пользователю. И эти проблемы в основном возникают из-за ошибок в процессе производства или проектирования ваших проектов. К счастью, есть решения, позволяющие избежать этих проблем.

В этой главе мы обсудим распространенные проблемы пайки, а в следующей главе мы обсудим их решения.

3.1 Проблемы сварки, вызванные пайкой вручную

Ниже приведены шесть распространенных проблем, возникающих при пайке вручную:

Следующий пункт определяет, что такое холодный косяк. 1. Поврежденный сустав: Нарушение соединения возникает в результате движения припоя во время его затвердевания. Соединение может иметь кристаллическую, шероховатую или матовую поверхность. Его также иногда называют «холодным суставом». На рисунке ниже показан беспокоящий сустав.

Неровная или шероховатая поверхность часто определяет категорию сустава. 2. Холодное соединение :Вы вызовете «холодный стык», если не дадите припою полностью расплавиться. Соединение припоя будет некачественным, а разрывы в нем со временем могут увеличиваться. На рисунке ниже показано холодное соединение.

3. Перегретый сустав: Вы столкнетесь с перегревом соединения, если припой плохо работает. И заделка этого стыка затруднена из-за остатков сгоревшего флюса. На рисунке ниже показан перегретый стык.

4. Недостаточное смачивание: В этом случае припой хорошо смачивает выводы, но не образует надежного соединения с контактной площадкой. Эта проблема может быть вызвана тем, что вы не нагреваете штифт и место. На рисунке ниже показано недостаточное смачивание.

5.Голодный припой: Если вы не используете достаточное количество припоя, вы вызовете голодное паяное соединение. Это приведет к ослаблению сустава и со временем может вызвать стрессовые разрывы и повреждения. На рисунке ниже показано паяное соединение с голоданием.

6. Слишком много припоя: Вы не должны помещать слишком много припоя в соединение, так как это также вызывает проблемы. Есть шанс, что ни колодка, ни штифт не намокнут. Убедитесь, что поверхность пайки вогнута, как показано на рисунке ниже.

3.2 Проблемы со сваркой, вызванные производителями

Если вы думаете, что проблемы со сваркой возникают только при ручной работе, вы ошибаетесь. Даже производители печатных плат, использующие машины, могут вызвать проблемы с пайкой, которые необходимо решать. Ниже приведены четыре распространенные проблемы, вызванные производителями:

1. Паяный мост: В паяном мосту два паяных соединения образуют неожиданное соединение. Это соединение может привести к короткому замыканию в вашей цепи. На рисунке ниже показан паяный мост.

2.Поднятые компоненты: Во время процесса пайки волной припоя, выполняемого производителями, электронные компоненты могут оторваться от поверхности вашей печатной платы. На рисунке ниже показаны поднятые компоненты.

3.Поднятые подушки: Когда производители пытаются отпаять компоненты, их контактные площадки могут оторваться от поверхности вашей печатной платы. На рисунке ниже показаны приподнятые площадки.

4. Шарик припоя: При слипании припоя небольшой кусочек припоя прилипает к вашей печатной плате. Это происходит в процессе пайки волной припоя. На рисунке ниже показан шарик припоя.

Методы уменьшения проблем со сваркой

В этой главе подробно объясняется, как можно быстро устранить все ранее упомянутые проблемы с пайкой.

1. Восстановите поврежденный сустав: Вы можете снова нагреть его и дать ему время остыть без перерыва.

2. Ремонт холодного соединения: Опять же, вы можете повторно нагреть его, пока припой не начнет течь.

3. Ремонт перегретого соединения: Очистите печатную плату с помощью зубной щетки или небольшого количества изопропилового спирта. Он устранит пригоревший флюс.

Устранение недостаточного смачивания: Вам нужно просто приложить жало горячего утюга к концу соединения, пока припой не начнет течь. Этот жидкий припой покроет контактную площадку.

1. Восстановите поврежденный припой: Вы должны добавить больше припоя после повторного нагрева соединения.

2. Устраните слишком много припоя: Излишки припоя можно удалить с помощью наконечника горячего утюга, фитиля для припоя или присоски для припоя.

3. Восстановите паяльную перемычку: Излишки припоя можно удалить с помощью наконечника горячего утюга, фитиля для припоя или присоски для припоя.

Предотвратить поднятие компонентов: Производители должны использовать прочную печатную плату во время процесса пайки волной припоя. Плата не должна гнуться, если элементы остаются плоскими.

Ремонт приподнятой подушки: Вы можете соединить вывод с медной дорожкой, которая все еще находится на месте, с помощью пайки.

Предотвращение шариков припоя: Опять же, это может быть отремонтировано путем повторного нагревания. В целях профилактики производители не должны устанавливать слишком высокие температуры в паяльных машинах.

Заключение

В этой статье мы объяснили все, что вам нужно знать о сварке печатных плат. Наша главная цель состояла в том, чтобы рассказать вам о методах и технологиях, позволяющих уменьшить проблемы со сваркой. Но прежде чем перейти к нему напрямую, мы также упомянули необходимую справочную информацию. Moreover, we have also included tips that will help you avoid these problems in the first place.

If you still have any questions, you can contact us at [email protected] team of experts and engineers will be more than happy to help you out.