Lehimleme, ne yaptığınızı bilmeniz koşuluyla edinilmesi şaşırtıcı derecede kolay bir beceridir. İkincisi kritiktir çünkü zanaat, 650°F'de çalışan bir aletle maksimum 250°F'ye dayanacak şekilde derecelendirilmiş bileşenleri manipüle etmeyi içerir.
Buradaki hata payı oldukça azdır ve hatalar genellikle felaket ve pahalıdır, bu da yeni başlayanların çoğunu ilk başarısızlıklara kadar ısrar etmekten caydırır. Bununla birlikte, temel bilgileri başlangıçta doğru bir şekilde alarak bu tamamen önlenebilir.
Lehimlemenin temellerini öğrenmek ve kendinizi kömürleşmiş elektroniklerin ve kırık hayallerin dehşetinden kurtarmak için okumaya devam edin.
Lehimlemeyi Neden Zahmet Etmelisiniz?
En temel düzeyde, lehimleme, iletken metal bileşenler arasında güvenilir elektriksel (ve dolayısıyla mekanik) bağlantılar oluşturur. Bu, bir çift kablonun veya bir elektronik bileşenin bir baskılı devre kartına (PCB) bağlanmasını içerir.
Aranızdaki eleştirel düşünürler, neden sadece kabloları birbirine bükmediğini veya somun ve cıvata kullanarak PCB'lere bileşenler takmadığını merak edebilir. Bu yaklaşımın iki temel sorunu vardır. Yeni başlayanlar için, bu tür bağlantılar hareket veya titreşim altında mekanik olarak kararlı değildir. İkincisi, mekanik olarak sağlam olmasına rağmen, bağlantı elemanları elektriksel olarak hiç kararlı değildir.
girdileri aradık Dr. Lakshmi Narayan Ramasubramanian itibaren Delhi Hindistan Teknoloji Enstitüsü Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bölümü, lehimlemenin daha teknik bazı yönlerine açıklık getirmek için.
Hassas elektronikler, ürünün kullanım ömrü boyunca tutarlı iletkenliği korumak için kesinlikle düşük dirençli elektrik bağlantılarına ihtiyaç duyar. Bileşenleri bağlantı elemanlarıyla basitçe eşleştirerek bunu başarmak zordur. Bu tür bağlantılardaki bileşenler arasındaki kaçınılmaz hava boşluğu, elektrik iletkenliğini önemli ölçüde azaltan oksidasyona (veya demirli metaller için paslanmaya) yol açar. Bu engeller, düşük voltajlı hassas elektronik uygulamaları için lehimlemeyi vazgeçilmez kılmaktadır.
İlgili: Ender-3 3D Yazıcınızı Nasıl Yükseltebilirsiniz?
İki bileşeni lehimlediğinizde, lehimin kendisi metalle (genellikle bakır) birleşerek tamamen yeni bir alaşım oluşturur. Lehimleme, esasen bileşenleri moleküler düzeyde bağlayarak hava boşluğu bırakmaz ve böylece oksidasyon olasılığını ortadan kaldırır. Eklenen mekanik stabilite bir hoşgeldin bonusudur.
Metalleri eriterek birbirine bağlamak, çoğu yarı iletken bileşenin maksimum 250°F sıcaklıkta çalışacak şekilde derecelendirildiği düşünüldüğünde riskli bir önermedir. Entegre bir çipin uçlarını PCB üzerindeki pedlerle kaynaştırmak için ısı kullanmak, bakırın 1984 ° F'de göz sulandıran bir sıcaklıkta eridiği için mümkün değildir. Güvenilir bir bağlantı kurmadan çok önce bileşeni kızartmanız gerekir.
Lehimin benzersiz bileşimi ve termodinamik özellikleri burada devreye girer.
Lehim, kurşun ve kalaydan oluşan ötektik bir alaşımdır. Ötektik uç önemlidir, çünkü alaşımın, oluşturan metallere kıyasla önemli ölçüde daha düşük bir sıcaklıkta erimesine izin verir. Saf kurşun ve kalay sırasıyla 620°F ve 450°F'de erirken, 63:37 oranında karıştırılan bu iki metalden oluşan bir lehim alaşımı sadece 361°F'de akmaya başlar.
Lehimleme, bakır tellerin veya bileşen kablolarının bir PCB'ye eritilmesini içeriyor gibi görünse de, gerçekte süreç, lehimin metal çözücü etkisinden yararlanarak çalışır. Bakır bileşen uçlarına sıcak lehim verildiğinde, açıkta kalan bakır yüzeylere nüfuz eden ve çözen bir çözücü görevi görür. Bu çözücü etkisi, intermetalik katmanda tamamen yeni bir alaşım oluşturmak için onları moleküler düzeyde birleştirir.
Bu fenomene ıslatma eylemi denir ve bu süreç için kesinlikle kritiktir. lehimleme - yani, farklı bileşenleri sürekli ve elektriksel olarak iletken bir gövdeye dönüştürmek hibrit alaşım.
İlgili: 15 Doların Altında Başa Çıkacak Heyecanlı Kendin Yap Elektronik Projeleri
Oksidasyonu Flux ile Yenmek
Lehimin metal çözücü etkisi, başarılı lehimli bağlantıların temelidir. Bununla birlikte, pratik anlamda, lehim kendi başına ıslatma eylemini başlatamaz. Bu işlem, hem lehime hem de bakır bileşen uçlarına ısı verilerek katalize edilir.
Bu bir problem çünkü ısı, açıkta kalan bakır yüzeylerin hava varlığında hızla oksitlenmesine de neden oluyor. Ardından gelen oksit sınır tabakası, ıslanmayı imkansız hale getiren bir bariyer görevi görür. Bileşen yüzeylerinde bulunan kir, pislik, parmak yağları, gres ve diğer kirleticilerle sorun daha da kötüleşir. Bunlar ayrıca başarılı bir lehimli bağlantı için gereken metal çözücü etkisini de engeller.
Yüzeyleri temizlemeyi deneyebilirsiniz, ancak bakır uçlara yeniden ısı uyguladığınız anda yepyeni bir oksit tabakasıyla karşılaşacaksınız. Keşke lehimleme sırasında oksit tabakasını çıkarmanın bir yolu olsaydı. İşte flux tam olarak bunu yapıyor.
Flux, bitkilerden elde edilen katı bir reçine olan reçineden oluşur. Elektronik amacıyla, reçine ya tek başına kullanılır ya da ortaya çıkan akının oda sıcaklığında aşındırıcı ve iletken olmayan kalmasını sağlayan hafif etkinleştiricilerle birleştirilir. Aynısı, yeterli ısı sağlandığında oksitleri ve diğer kirleticileri kimyasal olarak temizlemek için yeterince aktif hale gelir.
Lehimlenecek yüzeyleri flux ile kapladığınızda, lehimleme işlemi sırasında uygulanan ısı akıyı katalize eder ve safsızlıkları giderir. Bu saf bakırı açığa çıkarır ve ıslatma işlemini mümkün kılar. Akı, lehimlemeden önce bileşenlere uygulanabilir, ancak işlem sırasında lehim telinin kendisi aracılığıyla da verilir.
Çoğu modern lehim teli, lehimleme sırasında otomatik olarak dağıtılan reçine akıyla dolu bir iç çekirdeğe sahiptir.
Ne Zaman Lehimlenmeli ve Ne Zaman Lehimlenmemeli
Artık lehimlemenin ardındaki bilimi anladığımıza göre, ne zaman lehimleneceğini ve ne zaman lehimlemenin kötü bir fikir olduğunu bilmek de aynı derecede önemlidir. PCB içeren her şey neredeyse tamamen lehimlenmiştir. İşlem, elektronik projelerinizin toplam boyutunu önemli ölçüde azaltırken, mükemmel elektrik iletkenliği ve makul derecede mekanik sabitleme sunar.
Bununla birlikte, bazen lehimlemeye tam olarak ne zaman başvurmamanız gerektiğini bilmek öder.
Kablolar birbirlerine veya PCB'lere lehimlenebilirken, istenen uygulama herhangi bir derecede hareket veya titreşim içerdiğinde yeniden düşünmelisiniz. Otomotiv, robotik ve 3D Baskı uygulamaları, lehimlemenin genellikle PCB'lerle sınırlı olduğu ve tüm kablo sonlandırmaları için kategorik olarak kaçınıldığı harika örneklerdir.
Bunun nedeni, lehimli bağlantıların sert, ancak kırılgan olması ve dolayısıyla eğilme yorgunluğuna karşı savunmasız olmasıdır. Sürekli titreşime ve harekete maruz kalan elektrik bağlantıları için kesinlikle arzu edilen bir özellik değildir. Bu tür uygulamalarda lehimli kablolar eğilme yorulmasına maruz kalır ve sonuç olarak kırılgan bağlantılarda başarısız olur.
İşte bu nedenle, bu tür kuvvetlere maruz kalan kablo uçları bu uygulamalarda lehimlenmek yerine kıvrılır.
Bu kulağa mantıksız gelse de, gaz sızdırmaz, oksidasyona dirençli bağlantılar elde etmenin tek yolu lehimleme değildir. Sıkma sırasında oluşan muazzam basınç, bakır kabloları moleküler düzeyde kaynaştırır ve bu da onları mükemmel şekilde gaz geçirmez hale getirir.
Aslında, kıvrımlı bağlantılar hem mekanik hem de elektriksel olarak lehimli muadillerine göre üstündür ve aynı zamanda eğilme yorgunluğuna karşı dirençlidir. Dr. Ramasubramanian, lehimli bağlantılara göre geliştirilmiş iletkenlik sergileyen saf bakır arayüzünün birincil nedeni olarak kıvrımlı bağlantılarda intermetaliklerin yokluğunu belirtiyor.
Ayrıca, kıvrımlı bağlantıların bakır-bakır bağlantısının doğal olarak daha güçlü olduğunu çünkü benzer atomların güçlü, kararlı bağlar oluşturma eğiliminde olduğunu açıklıyor. Kapak tarafında, lehimli bağlantılarda bulunan farklı bakır, kurşun ve kalay atomları göreceli olarak oluşur. sabit gerilme altında olan daha zayıf bağlar, bu da mekanik koşullar altında yorulma çatlamasını hızlandırır. stres.
İlgili: Kendin Yap Voron 3D Yazıcılar İçin Başlangıç Kılavuzu
Bu nedenle aracınızın motor bölmesinde tek bir lehimli kablo ucu bulamazsınız. 3D yazıcılar ve sürekli titreşime ve harekete maruz kalan diğer cihazlar için aynı.
Daha fazla bilirsen
Lehimlemenin altında yatan mekanikleri bilmek ve bunu projelerinize ne zaman uygulamak uygun olduğunu bilmek, hasarlı elektroniklerde başarı ile yüz küsur dolar arasındaki farkı yaratacaktır.
Elektronikle ilgileniyorsanız, bir havyaya ihtiyacınız olacak. İşte sizin için en iyi havyalar.
Sonrakini Oku
- kendin yap
- Elektronik
Nachiket, 15 yıla yayılan bir kariyer boyunca video oyunları ve PC donanımından akıllı telefonlara ve DIY'e kadar çeşitli teknoloji vuruşlarını ele aldı. Bazıları, onun kendin yap makalelerinin, 3D yazıcısını, özel klavyesini ve RC bağımlılığını karısına “iş harcamaları” olarak yansıtmak için bir bahane olduğunu söylüyor.
Haber bültenimize abone ol
Teknik ipuçları, incelemeler, ücretsiz e-kitaplar ve özel fırsatlar için bültenimize katılın!
Abone olmak için buraya tıklayın
