kategorier: Praktisk elektronikk, Hvordan fungerer det
Antall visninger: 21071
Kommentarer til artikkelen: 1
Loddejern og loddestasjoner
Lodding er prosessen med å sammenføye deler ved å innføre smeltet materiale mellom dem - lodding, hvis temperatur som regel er lavere enn smeltetemperaturen for delene som skal skjøtes. Formålet med lodding er å oppnå en mekanisk tilkobling eller elektrisk kontakt. Nedenfor vil vi hovedsakelig vurdere lodding av elektroniske komponenter.
Litt historie
Lodding av metaller ble brukt i antikken. Det antas at denne teknologiske operasjonen har eksistert i minst 5000 år. Selv når menneskeheten ikke kjente jern og stål, ble kobber, gull og legeringene deres utbredt. Men selv da brukte masterchasere tilkoblingen til deler av produkter ved hjelp av lodding.
Arkeologer har funnet gullkar, hvor håndtakene ble loddet med gull, samt legeringer av gull og sølv. Gullgjenstander med spor etter lodding ble funnet under utgravninger av gravene i den gamle staten Babylon. Forskere datert funn 3200 f.Kr.
Loddede smykker ble også funnet i de egyptiske pyramidene. Dette faktum beviser at loddingskunsten ble kjent i det gamle Egypt i det andre årtusenet f.Kr. Det mest interessante er at egypterne ikke loddet med rent gull, men oppfant en måte å senke smeltepunktet for gulllodde.
For dette formålet ble gullpulveret glødet i kullpulver. Som et resultat ble overflatesjiktet av gull mettet med karbon (i teknologien til metaller kalles denne prosessen sementering), og en gull-karbonlegering ble oppnådd. Smeltepunktet til denne legeringen var litt lavere enn for rent gull. Slike selgere kalles solide.
Myke selgere basert på tinn og bly er nevnt i skriftene til den romerske forfatteren og forskeren Plinius, den eldste som levde på 1000-tallet e.Kr. Så i essayet nevner "History of Nature" bruken av to tinn-bly-selgere - tetrarium (2/3 bly, 1/3 tinn) og argentaria (50% bly og 50% tinn). Det mest interessante er at slike legeringer fortsatt brukes. Den første av dem kalles ofte en tertiær, og andre omgang.
Under utgravningene av Pompei, som døde under utbruddet av vulkanen Vesuv, oppdaget arkeologer blyvannsledninger, hvis forbindelse ble gjort av lodding av tinn-bly-selgere. De samme rørene ble funnet ved utgravninger i Libya og Nubia.
Under utgravninger av bosetninger fra det 4. til det 5. århundre e.Kr. ble det funnet gjenstander i territoriet til Upper Volga-regionen, særlig kniver som var loddet med kobber. I Kievan Rus mester loddede låser, nøkler, kniver med kobber ved lodding, noe som indikerer den høye tekniske kunnskapen til mestrene fra de gamle årene.
Håndlodding Loddejern
Dermed kan det vurderes at lodding av jern, kobber og legeringer, så vel som aluminium, først dukket opp etter lodding av edle metaller. Senere dukket verktøy for manuell lodding opp. Slike loddejern ble kalt varmeovner og oppvarmet i en ovn.
Senere begynte å bruke bensinblåselykter til disse formålene. Varme loddejern brukes til dags dato, og du kan kjøpe et slikt loddejern selv i nettbutikker. Utseendet til varme-loddejernet er vist i figur 1.
Figur 1. Varme Loddebolt
Elektrisk loddejern
Og først i 1921 ble det opprettet et elektrisk loddejern. Ernst Sachs, senere grunnleggeren av ERSA, fikk patent på oppfinnelsen. Takket være den oppfinnsomme bedriften fikk det elektriske loddejernet raskt verdensomspennende sympati, og var prototypen for å lage forskjellige design av loddeverktøy. Det viser seg at for øyeblikket det elektriske loddejernet har en veldig respektabel alder på 93 år. Det første elektriske loddejernet er vist i figur 2.
Figur 2. Det første elektriske loddejernet
Loddejernet hadde form som en luke, liknet et loddebolt og var hovedsakelig beregnet på tinningarbeid. Lignende loddejern eksisterer den dag i dag. Kraften til slike loddejern er i området 500 ... 800 watt. De brukes hovedsakelig til lodding av store deler, for eksempel bilradiatorer, hage vanning bokser, bøtter, etc.
Hvordan er et elektrisk loddejern
Prinsippet om drift av et elektrisk loddejern er ganske enkelt. Rundt loddestangen, som ofte kalles en brodd, er en spiral av wire med høy motstand. Når du passerer gjennom en strømspiral, blir den oppvarmet, og den mottatte varmen blir gitt til loddestangen. Naturligvis er spiralen isolert fra tuppen og fra kroppen av en varmebestandig isolator. Som isolator brukes glimmer ofte. Dette er det klassiske opplegget med et loddejern som har overlevd til vår tid.
Sovjetidens loddejern
I sovjettiden produserte industrien mange forskjellige loddejern. I amatørradio-praksis ble EPSN-serien loddejern med en effekt på 25 ... 100W ofte brukt, og brukes fremdeles. I passet festet til loddejernene ble det skrevet: "Utformingen av loddejernet kan ikke skilles." Riktignok må produsentens ære si at disse loddejernene tjente i lang tid. Utseendet til disse loddejernene er vist i figur 3.
Figur 3. Loddejern i EPSN-serien
Men ikke alt er så ille og tøft. I noen loddejern plasseres spiralen i en keramisk kjerne med et spor, kjernen blir på sin side satt inn i en keramisk kopp. En loddestang settes inn i det sentrale hullet i kjernen - en brodd og uten glimmer. Den samlede varmeren settes inn i et metallhus med et trehåndtak. Fordelen med denne designen er at den er sammenleggbar, så det ble solgt en ekstra spiral i settet.
Litt senere på salg dukket miniatyr loddejern fra ERA-serien med en kapasitet på 18 og 25 W, noe som raskt fikk popularitet blant radioamatører og telemasters. Utseendet til loddejernet er vist i figur 4.
Figur 4. Loddejern i ERA-serien
Ved hjelp av slike loddejern var det ganske behagelig å lodde transistorer, samt mikrokretsløp i tilfeller som DIP og lignende med en tonehøyde på 2,54 mm. For å sikre den nødvendige loddetemperatur anbefales det å slå på disse loddejernene gjennom en tyristor-kraftregulator. Med denne inkluderingen avhenger kvaliteten på loddede skjøter hovedsakelig av kvalifikasjoner, ikke engang kunst, installatøren.
Chips i DIP-pakker er allerede en saga blott. Nå er nesten alt elektronisk utstyr produsert ved hjelp av SMD-komponenter, hvis dimensjoner er veldig små. Derfor er det vanskelig å sikre lodding av høy kvalitet med loddejernene beskrevet ovenfor. Moderne loddejern brukes som regel som en del av loddestasjoner.
Les mer om loddestasjoner her:Hvordan velge en loddestasjon
Varmeelementene er laget av keramikk og har integrert termoelement, som i kombinasjon med et digitalt display lar deg opprettholde en gitt temperatur over et bredt spekter, dessuten veldig nøyaktig. Noen loddejern har termostater innebygd rett i håndtaket. Et eksempel på et slikt loddejern er CT-96 loddejern produsert av CT-Tools. Utseendet til loddejernet er vist i figur 5.
Figur 5. Loddejern CT-96
Fig. 6. Loddestasjon
Loddetemperaturen avhenger først og fremst av selgerenes smeltepunkt. Under installasjon og reparasjon av elektronisk utstyr brukes som regel myke selgere.
Typer soldater
Alle selgere kan deles inn i to typer: hard og myk. Loddinglegeringer har et høyt smeltepunkt - over 300 ° C, og gir høy mekanisk styrke på tilkoblingen. De mest brukte er solide kobber-sinklegeringer av PMC-merket, og legeringer basert på sølv PSR, som er legeringer med forskjellige tilsetningsstoffer.
Smeltepunktet for loddekvaliteten ПСр-70 780 ° C, ПСр-10 830 ° C, ПМЦ-36 825 ° C, ПМЦ-51 870 ° C.Det er åpenbart at slike selgere er helt uegnet til lodding av elektroniske tavler.
Derfor brukes myke selgere for installasjon av elektroniske kretsløp, hvis smeltetemperatur ikke overstiger 300 ° C. Brukes hovedsakelig tinn-bly-selgere av POS-61-merket. POS-63, hvis smeltepunkt er 190 ° C. Disse selgerne er eutektiske, det vil si at de har de samme smelte- og krystalliseringstemperaturene.
Selve navnet snakker om den kjemiske sammensetningen til disse selgerne: POS-61 inneholder 61% tinn, resten er bly, henholdsvis POS-63, 63% tinn, resten er bly. Disse selgerne brukes bare til manuell lodding og gir loddefuger av god kvalitet. Det ble skrevet i passene til loddejern: "Lodding skal være strålende, kontur".
POS-selgere har høy elektrisk ledningsevne, høy fluiditet i smeltet tilstand og tilstrekkelig mekanisk styrke. Kombinasjonen av disse egenskapene gjør det mulig for lodding av trykte kretskort av høy kvalitet, fjæroppheng av måleinstrumenter, flerkjære høyfrekvente ledninger av typen Litzendrat, samt kritiske deler laget av kobber, bronse, messing, stål. Når du bruker flukser for lodding av aluminium, er aluminiumsdeler veldig loddet, for eksempel viklinger av transformatorer og choker i husholdningsapparater.
I tilfeller hvor overoppheting av de loddede delene er ekstremt uønsket, brukes selgere med lav temperatur. En av dem er Woodlegeringen: tinn - 12,5%, bly - 25%, vismut - 50% og kadmium - 12,5%. Smeltepunktet til dette loddet er bare 70 ° C. Denne temperaturen kalles spesielt lav. Woods legering brukes også som tilsetningsstoff for å redusere smeltepunktet for blyfrie selgere ved lodding av deler fra kretskort. Et slikt tilsetningsstoff lar deg lodde elementer uten å skade kretskortet og selve delen.
Bly regnes som kjent som et giftig metall. Dampene er ekstremt skadelige for menneskekroppen. Nylig blir blyfrie selgere i økende grad brukt til lodding av elektronisk utstyr, spesielt husholdningsapparater. Blyfrie selgere er en hyllest til kravene til økologi og arbeidsbeskyttelse.
Lead Free Solders
Det mest miljøvennlige og trygge loddetallet bør tilsynelatende betraktes som rent tinn. Det er tinn som brukes i matindustrien til blikkbokser - tinn. Men dessverre er irriterende feil iboende i en slik lodding. Først av alt er det "tinnplagen."
Ved temperaturer under 13,2 ° C øker det spesifikke volumet av ren tinn med mer enn 25%, noe som fører til dannelse av en annen fase av stoffet, den såkalte grå tinn. Dessuten, jo lavere temperatur, desto mer intens blir konverteringsprosessen. Ved en temperatur på -33 ° C blir tinn til et grått pulver, rasjoner smuldrer ganske enkelt. Det er tydelig at en slik lodding ikke er bra.
Men ikke bare rasjoner faller fra hverandre. Så i 1912 var det tinnplagen som forårsaket døden av ekspedisjonen til Robert Falcon Scott til Sydpolen. Ekspedisjonen ble stående uten drivstoff, som lekket gjennom loddede sømmer i drivstofftankene.
På grunn av tinnplagen døde mange kulturelle verdier, særlig samlingene av tinnsoldater. For eksempel, i bodene på Alexander Suvorov-museet i St. Petersburg, smuldret flere titalls tinnsoldater rett og slett i støv på grunn av et gjennombrudd i oppvarmingen. Dette skjedde i andre museer rundt om i verden.
For å lage blyfrie selgere basert på tinn, blir forskjellige komponenter lagt til det: kobber, sink, sølv, gull, indium. Disse tilsetningsstoffene lar deg unngå dannelse av grått tinn, beskytte deg mot tinnpest.
Soldater av følgende sammensetninger brukes ofte til lodding av elektroniske komponenter: tinn - 52%, indium - 48%; tinn - 91%, sink - 9%; tinn - 97%, sølv - 2,3%, kobber - 0,7%. Ingen skadelige metaller blir observert. Smeltepunktet for disse selgerne ligger i området 300 ° C, noe som er betydelig høyere enn for tinn-bly-selgere.Alle som noen gang har reparert moderne elektronikk, vet dette veldig godt.
Prisen for ufarlighet er at alle blyfrie selgere har mindre flyt i smeltet tilstand og lavere fuktbarhet for de loddede overflatene. Spesielle flukser som brukes til lodding med blyfrie selgere, beskytter mot denne ulempen. Likevel er kvaliteten på en søm laget med blyfrie selgere dårligere enn når du bruker tinn-bly-selgere. Men vitenskapen står ikke stille, det forskes kontinuerlig for å forbedre kvaliteten på blyfrie selgere slik at erstatningen tilsvarer.
Mange moderne mikrokretser er tilgjengelige i BGA-saker (engelsk ball grid array - en rekke baller). De vanlige konklusjonene - benene på disse mikrokretsene gjør det ikke. Deres rolle spilles av baller fra loddetinn som er avsatt på kontaktputene i den nedre delen av kroppen. For lodding av slike mikrokretser dukket det opp nye typer lodding - loddepasta brukt på skjermmetoden.
Loddepasta består av flere komponenter: selve loddetinn i form av et fint pulver, faste partikler med en flux av samme størrelse. Disse komponentene blir pasta på grunn av tilstedeværelsen av bindemidler, først og fremst flytende flukskomponenter og flyktige løsningsmidler.
Det er tydelig at slike mikrokretser ikke kan loddes med et vanlig loddejern. Dette krever bruk av spesielle loddemetoder der oppvarming utføres med varm luft eller infrarød stråling. Til disse formål brukes varmluft- eller infrarød loddestasjoner.
Fortsettelse av artikkelen: Elektriske loddejern. Typer og design
Se også på elektrohomepro.com
: