Запояване на електрически връзки - Основна информация
Запояване на електрически връзки
Основното изискване за електрически спойки е да се осигури ниско контактно съпротивление и висока надеждност.
Запояването на почти всички електрически връзки на REA се извършва по три начина:
1) ръчно с електрически поялник; 2) потапяне в разтопена спойка с помощта на специално оборудване; 3) вълна от разтопена спойка.
Работата на електротехника в момента се усложнява от увеличената плътност на монтажа. В съвременния REA плътността само на самите полеви връзки е 10,15 връзки на 1 cm 2.
Използването на фолийни диелектрици с подобрени якостни характеристики позволи драстично да се намалят празнините между печатните проводници (до 0,25 mm) и да се намалят контактните площадки (до 0,3 mm ширина). Поради ограничената топлоустойчивост на печатните проводникови елементи е необходимо да се намали температурата на запояване, поддържайки я в тесен диапазон, както и да се намали времето за запояване.
Високата плътност на монтажа ограничава размерите на фугите и затяга изискванията за точност на тяхното изпълнение и осигуряване на стабилността на свойствата.
Запояването на монтажни фуги с електрически поялник трябва да осигурява високо качество и надеждност на електрическия контакт, както и необходимата здравина на спойката.
Марката на спойка и флюс за запояване на полеви съединения се избира в зависимост от металите, които ще се запояват, допустимото нагряване на запоените части, конструктивните изисквания и условията на работа на частите и възлите.
Основните критерии за избор на електрически поялник са:
максимална работна температура;
топлинен капацитетнакрайник и времето за неговото загряване;
маса и топлинен капацитет на запоени (свързани чрез запояване) части.
Трябва да се има предвид, че работната температура и топлинният капацитет са тясно свързани с мощността и конструкцията на поялника.
Максималната работна температура се избира, като се вземе предвид установеният топлинен режим, когато количеството топлина, отделена от нагревателната намотка, е равно на количеството топлина, изгубено в околната среда. Препоръчителната максимална температура на върха е 50,70°C над точката на топене на припоя.
Топлинният капацитет на върха е мярка за количеството топлина, съхранявана в него за запояване. Това количество топлина трябва да бъде предадено от върха на поялника до кръстовището на частите за определено време, което обикновено не надвишава 3,5 s.
Топлинният капацитет зависи от геометричните размери на върха, неговия материал и мощността на поялника (по-често той е или малък, или твърде висок, което води до незапояване на нагряване на зоната за запояване).
Времето за повторно загряване на накрайника представлява периода, през който той се нагрява до максималната работна температура след всеки цикъл на запояване (от момента, в който електрическият поялник бъде изваден от запоения възел до момента, в който електрическият поялник докосне новозапоения възел). Това време зависи от мощността на поялника, неговия топлинен капацитет и размера на спойката и трябва да бъде минимално (до 10 s). Масата на работния накрайник и електрическата мощност на електрическото поялник трябва приблизително да съответстват на масата на частите, които трябва да бъдат свързани. Данните за избор на диаметъра на медния накрайник в зависимост от мощността на електрическия поялник са дадени в табл. 1.3.
Размерът на диаметъра на медния накрайник, в зависимост от мощността на електрическия поялник
Площ на напречното сечение на върха, mm 2
Диаметър на върха, мм
Мощност на електрически поялник, W
При окабеляване и запояване на части като основен инструмент се използват електрически поялници (фиг. 1.2) със захранващо напрежение не повече от 36 V. Корпусът на електрическия поялник и върха трябва да бъдат заземени.
По време на работа електрическият поялник трябва да се намира на работното място от дясната страна на електротехника. Проводимият кабел на електрически поялник трябва да е гъвкав, тъй като удобството при работа с електрически поялник и скоростта на запояване зависи от неговата еластичност.
Дизайнът на електрическия поялник зависи от предназначението му и начина на изработване на нагревателния елемент. Електрическите поялници се разделят на следните групи:
с нагревателен елемент под формата на нихромова спирала (с вътрешно и външно нагряване на върха);
с импулсен нагревателен елемент под формата на нихромен контур, който също е връх;
с електроконтактно нагряване (клещи за запояване).
За запояване на електрически радиоелементи, печатни кабели, микропроводници и интегрални схеми се използват малки електрически поялници с различна мощност (от 12 до 50 W) с вътрешен нагревателен елемент. Температурата на нагряване на края на поялника трябва да бъде 260 °C.
Запояването на монтажни проводници с конектори се извършва с 60,90 W поялник със сменяем нагревателен елемент (фиг. 1.3).
За запояване на печатни платки с полупроводникови елементи се използват електрически поялници с автоматичен контрол на температурата. В този случай температурният сензор е термодвойка, чийто възел е разположен в накрайника на запояване на разстояние 30,40 mm от работния крайпоялник. Показанията на термодвойките от номограмите се преизчисляват, като се вземе предвид работната температура. Точността на регулиране на нагряването трябва да бъде ±2 °C при прехода на термодвойката, а в работния край на върха температурата може да падне до 20,30 °C поради инерцията на топлинното поле.
За запояване на кабелни накрайници от различни видове и сечения с монтажни проводници, както и големи електрически радиоелементи с масивни проводници, се използват електрически поялници с външни нагревателни елементи (фиг. 1.4) с мощност 90,120 W. Температурата на нагряване на края на поялника на такива поялници може да достигне 400 °C.
За запояване на електрически връзки с твърди припои (PSr) с точка на топене 400 "C и по-висока се използва специален електрически поялник с накрайник от нихромова тел под формата на контур, който действа като нагревателен елемент (фиг. 1.5). Преди запояване, контурът на нихромовата тел се запоява с припой, който се запоява. За запояване на големи електрически връзки с твърди припои, в някои случаи контактни клещи с Използват се въглеродни електроди.
Накрайниците за запояване се отличават с геометрични параметри (дължина, диаметър, форма на огъване на върха, форма на заточване на работния му край); характеристики на дизайна и оформлението (метод на поставяне на нагревателния елемент); метод на закрепване към тялото на поялника; основните технологични показатели (топлинен капацитет, топлопроводимост, пренос на топлина в атмосферата, материал на върха и неговото покритие). Дължината на върха, в зависимост от местоположението на спойките във веригата, може да бъде от 2,10 до 30,50 мм. За производството на накрайници обикновено се използва мед клас Ml (по-рядко M2, MZ), никел и волфрам.
В ходПри запояване работната част на медния накрайник се износва и окислява доста бързо, следователно, за да се увеличи експлоатационният живот, медните накрайници на електрическите поялници са покрити с тънък слой желязо или никел с дебелина 40,60 микрона, а работната част на накрайника е калайдисана с припой POS-60, като се използва цинков хлорид като поток ..
Геометрията на работната част на върха на електрическия поялник трябва да осигури улавянето на необходимата доза течен припой, за да се осигури висококачествено запояване. Основните видове върхове за запояване и формата на заточване на работната част са показани на фиг. 1.6.
За разпояване на микросхеми от платката се използват специални дюзи, които се поставят на върха на електрическия поялник (фиг. 1.7).
Материалът за запознаване е взет от учебника „Радиоелектронна апаратура и устройства. Монтаж и настройка. Автор: Ярочкина Г.В.
Можете да закупите учебника от тук.
За придобиване на умения за запояване е много удобно да използвате поялник с керамичен нагревател 220 V 60 W и вграден регулатор на мощността. Подробно отвръзка.
Предимството на този поялник е лесната смяна на накрайника (за различни видове запояване) и лесната смяна на нагревателния елемент. Подробности в линка.
За по-напредналите специалисти има комплект за самосглобяване на легендарната станция за запояване HAKKO T12 с контрол на температурата на поялника. Самостоятелното сглобяване на това устройство ще спести бюджета ви 2,5 пъти. Подробности в линка.
За сериозни професионалисти има друга версия на 24V 50W поялник с вграден температурен сензор (термодвойка тип K). Подробности в линка.
Тук е показан нагревателят Core1322 с вграден температурен датчик.