لحیم کاری از فرایندهای مهم صنعت برق و الکترونیک است. از این کار برای اتصال دو یا چند قطعه فلز به یکدیگر استفاده می‌شود.این ماده اتصال دهنده که ترکیبی از آلیاژ قلع و سرب است را لحیم می‌نامند. در حقیقت لحیم کاری به عمل اتصال لحیم در مکان موردنظر گفته می‌شود. لحیم توسط وسیله‌ای مانند هویه گرما دیده و با ذوب شدن در محل، باعث برقراری اتصال می‌شود. زمانی که لحیم سرد و سفت شود، لحیم کاری به پایان خواهد رسید. برای انجام یک لحیم کاری با کیفیت و درست، باید به نکات زیادی توجه داشت. در ادامه ویژگی‌های یک لحیم خوب را شرح داده و با ابزارهای مناسب این کار بیشتر آشنا خواهیم شد.
برای لحیم کاری با کیفیت نیاز به چه لوازمی است؟
برای انجام لحیم کاری باید در ابتدا ابزار و لوازمهای مورد نیاز را تهیه کرد. در اینجا به مهمترین و اصلی ترین لوازم لحیم کاری اشاره داریم:
انتخاب هویه خوب و مناسب
هویه از مهمترین ابزارهای لحیم کاری بوده و باید در انتخاب آن دقت زیادی شود. از آنجایی که نوع هویه با یک لحیم خوب مرتبط است، باید در خرید آن توجه شود. هویه‌ها انواع گوناگونی دارند و بر اساس توان‌های مختلف، دارای قیمت‌های متفاوتی هستند. هرچقدر توان هویه بالاتر باشد، قیمت هویه نیز بیشتر خواهد بود. البته قیمت هویه به عوامل دیگری نیز مانند برند و متریال ساخت آن نیز بستگی دارد. نوع هویه‌ای که خریداری می‌کنید، باید با نوع پروژه مطابقت داشته باشد. در صورتی که قصد لحیم یک مدار کوچک را داشته باشید، باید به سراغ یک هویه با ابعاد کوچک بروید. هویه با سر کوچک معمولا برای کارهای ظریف و مدارهای چاپی مناسب هستند. در مقابل اگر قصد لحیم قطعات بزرگتر را داشته باشید، بهتر است از هویه با توان بالا و اندازه بزرگتر استفاده کنید.
نقش هویه در یک لحیم خوب
همانطور که گفته شد نوع هویه در نتیجه لحیم کاری تاثیر زیادی دارد. با انتخاب درست یک هویه، میتوان لحیم کاری را با کیفیت مناسب و بالایی انجام داد. مهمترین بخش یک هویه، نوک آن است. نوک هویه معمولا قابلیت تعویض داشته و در صورت آسیب دیدن می‌تواند آن را عوض کرد. برخی مواقع با برخورد هویه با میز کار یا برد، نوک آن دچار آسیب خواهد شد. همچنین به دلیل حرارت بالایی که نوک هویه دارد، همیشه مقداری سیم و قلع بر روی آن باقی می‌ماند. برای همین بهتر است در حین لحیم کاری دائما آن را با احیا کننده یا اسفنج‌های مخصوص تمیز کنید. این کار باعث می‌شود تا لحیم‌های باقی مانده بر روی نوک هویه پاک شوند. در صورتی که نوک هویه در زمان مناسب تمیز نشود، باعث رسوب یا اصطلاحا اکسید خواهد شد. اکسید یا سیاه شدن نوک هویه باعث کاهش کارایی آن شده و شما را مجبور به تعویض آن خواهد کرد.
انتخاب سیم لحیم مناسب
سیم لحیم دومین ابزاری است که برای لحیم کاری الزامی است. بیشتر سیم‌های لحیم موجود در بازار از آلیاژهای سرب و قلع ساخته می‌شوند. درصد هرکدام از این آلیاژها بر روی قرقره سیم لحیم درج می‌شود. برای مثال مقدار 63.37، نشانگر وجود 63 درصد قلع و 37 درصد سرب در سیم لحیم است. مقدار عددی 63.37 بیشترین میزان شارش‌پذیری را دارد. برای انجام لحیم کاری، سیم لحیم باید در محل مورد نظر ذوب شود تا اتصال صورت بگیرد. برای این کار باید مقدار مناسبی از سیم لحیم را در محل قرار داده و سپس با نزدیک کردن هویه، به آن گرما اعمال کرد. زمانی که به سیم حرارت داده شود، سیم لحیم در محل ذوب خواهد شد. پس از ذوب شدن، لحیم در جای خود سفت شده و فرایند لحیم کاری و اتصال قطعات به پایان خواهد رسید.
تاثیرات قلع بر لحیم کاری
دلایل و خصوصیات قلع (Sn) باعث شده تا در لحیم کاری مورد استفاده زیادی قرار بگیرد. قلع ماده‌ای است که از دمای ذوب پایینی برخوردار است و می‌تواند در دماهای حدود 230 درجه سانتی‌گراد ذوب شود. همچنین این ماده از خواص رطوبت‌رسانی و مرطوب‌کنندگی برخوردار است. قلع به خوبی با اکثر آلیاژهای فلزی واکنش داده و در آنها حل می‌شود. این ویژگی باعث می‌شود تا یک ترکیب بین فلزی خوب که به آن IMC می‌گویند، صورت گیرد. کیفیت IMC تعیین کننده دوام اتصال است.
نقش سیم قلع در یک لحیم خوب
از آنجایی که سیم قلع یا سیم لحیم یکی از لوازمهای اصلی لحیم کاری است، باید در انتخاب آن نیز دقت زیادی شود. در صورتی که سیم لحیم از کیفیت مناسبی برخوردار نبوده و یا درصد قلع پایینی داشته باشد، لحیم کاری به درستی انجام نخواهد شد. بهتر است برای لحیم کاری از سیم‌هایی که حاوی روغن فلاکس هستند، استفاده شود. این روغن موجب لحیم کاری بهتر و آسان‌تر خواهد شد. در یک لحیم کاری خوب، سیم لحیم پس از ذوب به طور ثابت در جای خود باقی خواهد ماند. در صورتی که سیم لحیم ذوب شده از اتصال خوبی در محل برخوردار نباشد، یعنی لحیم کاری به درستی صورت نگرفته است.
چرا لحیم کاری سرد رخ می‌دهد؟
لحیم کاری سرد اصطلاحی است که بیشتر افراد الکترونیکی با آن آشنایی دارند. لحیم کاری سرد در واقع به نوعی لحیم گفته می‌شود که سیم قلع در محل به طور کامل ذوب نشده و نتوانسته اتصال محکمی ایجاد کند. زمانی که این اتفاق رخ دهد، اتصال الکتریکی بین قطعات ایجاد نخواهد شد. یعنی در واقع دو سطح یا دو قطعه ظاهرا به هم متصل شده‌اند، اما خبری از اتصال الکتریکی میانشان نیست. همین امر سبب بروز مشکلات زیادی در یک مجموعه الکترونیکی می‌شود. خوب است بدانید لحیم سرد از ظاهر نامنظم و نامناسبی برخوردار است و ظاهر آن کاملا برخلاف لحیم خوب و درست است. لحیم خوب را میتوان علاوه بر اتصال الکترونیکی صورت گرفته میان قطعات، از ظاهر نیز تشخیص داد. معمولا لحیم خوب از ظاهری صاف و یکنواخت برخوردار بوده و عاری از هرگونه نقص ظاهری می‌باشد.
نکاتی برای داشتن یک لحیم خوب
برای داشتن یک لحیم خوب باید علاوه بر استفاده از لوازم با کیفیت، به نکات زیادی توجه داشت. در اینجا به چند نکته مهم جهت انجام یک لحیم کاری خوب اشاره می‌کنیم.
- مدت زمان اتصال نوک هویه به محل نباید بیش از 2 الی 3 ثانیه باشد. در صورتی که گرمای زیادی از هویه به محل منتقل شود، ممکن است قطعه خراب شده و آسیب ببیند. همچنین حرارت زیاد سبب از کار رفتن مدارهای چاپی و مشکلاتی از این قبیل خواهد شد. پس برای داشتن یک لحیم خوب، باید به مدت زمان لحیم کاری توجه داشته باشید.
- برای جلوگیری از آسیب دیدن قطعاتی چون خازن و دیود، بهتر است از خمیر قلع در حین لحیم کاری استفاده شود.
- استفاده از لوازمهای دیگری چون پایه هویه، پنس، دم باریک، گیره و …در داشتن یک لحیم خوب تاثیرگذار هستند.
- از تماس سیم لحیم با نوک هویه خودداری کنید. از آنجایی که نوک هویه داغ است، با برخورد به سیم لحیم دچار آسیب خواهد شد. برای همین باید بین نوک هویه و سیم لحیم فاصله مشخصی در نظر گرفته شود.
- پس از پایان کار، حتما باید از اسفنج‌های مخصوص برای تمیز کردن نوک هویه استفاده شود. برای همین زمانی که نوک هویه کاملا سرد شد، باید آن را با یک برس نرم و یا با قرار دادن در اسفنج‌های مخصوص تمیز کرد.
- در زمان تمیز کردن نوک هویه، نباید آن را در جهت جلو و عقب کشید. این کار سبب قطع شدن المنت داخلی هویه خواهد شد.
- لحیم خوب از ظاهری صاف، یکنواخت و براق برخوردار است و عاری از هرگونه پستی و بلندی می‌باشد. در صورتی که لحیم دارای توپ‌های برآمده باشد، یعنی لحیم کاری به درستی صورت نگرفته است. یک لحیم خوب باید به طور یکنواخت در همه جا پخش شده باشد.
- درجه حرارت و مقدار ولوم هویه در داشتن یک لحیم خوب تاثیر دارد. برای همین پیش از شروع به کار، درجه حرارت مناسب را تنظیم نمایید.
نقش فلاکس در لحیم کاری خوب و با کیفیت
فلاکس ماده‌ای است که جهت بهبود کیفیت اتصال در لحیم کاری مورد استفاده قرار می‌گیرد. استفاده از فلاکس به سه منظور زیر است:
- سبب حذف اکسیداسیون سطوح در حین لحیم کاری می‌شود.
- پس از تمیز کردن سطوح، از اکسید شدن جلوگیری می‌کند.
- زمانی که لحیم کاری انجام می‌شود، سبب افزایش رطوبت در سطوح می‌شود. بدون وجود فلاکس، ممکن است یک مفصل خشک تشکیل شود که این مفصل سبب اتصال ضعیف و شکننده در محل می‌شود. برای همین اتصال دوامی نداشته و خیلی زود از بین می‌رود.
از کدام فلاکس برای لحیم کاری خوب و با کیفیت استفاده کنیم؟
فلاکس‌ها از نظر دشواری در حذف شدن، به سه دسته تقسیم می‌شوند.
- محلول در آب: مزیت اصلی فلاکس محلول در آب این است که حذف آن نسبتا ساده است. برای این کار باید مدار را زیر آب گرم بگیرید و در صورت نیاز از یک برس نرم هم برای پاک کردن آن استفاده کنید. همچنین میتوان از پاک کننده ultrasonic هم برای این کار استفاده کرد. با این حال اشکال اصلی فلاکس محلول در آب این است که حتما باید از روی سطوح حذف و برطرف گردد.
- فلاکس بر پایه رزین: فلاکس‌های این دسته، از ماده کلوفون موجود در درخت کاج ساخته می‌شوند. این فلاکس‌ها در سه حالت غیر فعال (R)، فعال ملایم (RMA) و فعال (RA) وجود دارند که از میان آنها RMA اسیدی‌ترین نوع است. بقایای فلاکس مبتنی بر رزین، کمی خورنده هستند و حتما باید پس از لحیم کاری حذف گردند. برای حذف این نوع از فلاکس میتوان از الکل ایزوپروپیل یا ایزوپروپانول و سپس شستشو با آب دیونیزه استفاده کرد. در صورت لزوم نیز میتوان از برس موی نرم هم برای برطرف کردن آن استفاده کرد.
- فلاکس بدون نیاز به تمیزکاری: این دسته از فلاکس‌ها نیازی به تمیزکاری ندارند؛ چرا که فرمولاسیون آنها به گونه‌ای است که پس از انجام کار، نیازی به برطرف کردنشان از سطوح نمی‌باشد. البته برخی معتقدند اگر فلاکس بدون نیاز به تمیزکاری هم باشد، باید حتما اثر آن از روی مدار برطرف گردد. با این حال باید بدانید که حذف این فلاکس‌ها از روی سطوح بسیار دشوار است و نیاز به تمیزکننده‌های قوی حاوی استون، هگزان و دیگر حلال‌های قوی دارد.
به جز موارد بالا، یک نوع دیگر از فلاکس وجود دارد و آن هم فلاکس بدون نیاز به تمیزکاری و قابل شستشو با آب است. در واقع این فلاکس نوعی از فلاکس شماره سه است که قابلیت تمیز شدن از طریق آب دارد.
سوالات متداول
1-هویه چه تاثیری بر روی لحیم شکل گرفته دارد؟
در صورتی که هویه کیفیت بالایی داشته و بتواند حرارت لازم را سریع انتقال دهد، سبب شکل گیری لحیم با کیفیت بالاتر می‌شود.
2- آیا اکسید و سیاهی نوک هویه بر روی لحیم کاری تاثیر دارد؟
بله. در صورتی که نوک هویه سیاه و یا اکسید شده است، باید نسبت به رفع اکسیداسیون آن اقدام نمایید.
3- بهترین سیم لحیم را از کجا میتوان خریداری کرد؟
برای خرید بهترین سیم لحیم از فروشگاه‌های معتبر اقدام کنید تا بتوانید این محصول را به صورت اورجینال و اصل دریافت نمایید. گیت الکترونیک از جمله فروشگاه‌هایی است که در آن انواع سیم لحیم به صورت اورجینال عرضه می‌شود.
4- آیا فلاکس موجود در سیم لحیم تاثیری در کیفیت کار دارد؟
بله سیم لحیم‌های حاوی فلاکس میتوانند منجر به بهبود فرآیند لحیم کاری شوند.
5- چگونه میتوان به اتصال سرد در لحیم پی برد؟
زمانی که سیم به طور کامل ذوب نشده و اتصال خوب و محکمی در محل ایجاد نکند، یعنی اتصال سرد شکل گرفته است. این اتصال را میتوان از روی ظاهر نامنظم و نامناسب به راحتی تشخیص داد.
6- اتصالات درست در لحیم کاری به چه شکلی هستند؟
لحیم خوب اغلب از ظاهری صاف و یکنواخت برخوردار است و عاری از نقص‌های ظاهری می‌باشد
