Thể loại: Điện tử thực hành, Nó hoạt động như thế nào
Số lượt xem: 21071
Bình luận về bài viết: 1
Bàn là hàn và trạm hàn
Hàn là quá trình nối các bộ phận bằng cách giới thiệu vật liệu nóng chảy giữa chúng - hàn, nhiệt độ, theo quy luật, thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của các bộ phận được nối. Mục đích của hàn là để có được một kết nối cơ học hoặc tiếp xúc điện. Dưới đây, chúng tôi sẽ chủ yếu xem xét việc hàn các linh kiện điện tử.
Một chút lịch sử
Việc hàn kim loại đã được sử dụng trong thời cổ đại. Người ta tin rằng hoạt động công nghệ này đã tồn tại ít nhất 5000 năm. Ngay cả khi nhân loại không biết sắt và thép, đồng, vàng và hợp kim của chúng đã trở nên phổ biến. Nhưng ngay cả khi đó, các thợ săn chính đã sử dụng kết nối các bộ phận của sản phẩm bằng cách sử dụng hàn.
Các nhà khảo cổ đã tìm thấy các tàu bằng vàng, tay cầm được hàn bằng vàng, cũng như hợp kim của vàng và bạc. Các vật phẩm bằng vàng có dấu vết hàn đã được tìm thấy trong quá trình khai quật các ngôi mộ của bang Babylon cổ đại. Các nhà khoa học tìm thấy 3200 trước Công nguyên
Đồ trang sức hàn cũng được tìm thấy trong các kim tự tháp Ai Cập. Thực tế này chứng minh rằng nghệ thuật hàn đã được biết đến ở Ai Cập cổ đại đã có trong thiên niên kỷ thứ hai trước Công nguyên. Điều thú vị nhất là người Ai Cập không hàn bằng vàng nguyên chất, mà đã phát minh ra một cách để hạ thấp điểm nóng chảy của chất hàn vàng.
Với mục đích này, bột vàng đã được ủ trong bột than. Kết quả là, lớp bề mặt của vàng đã được bão hòa bằng carbon (trong công nghệ kim loại, quá trình này được gọi là xi măng), và thu được một hợp kim vàng-carbon. Điểm nóng chảy của hợp kim này thấp hơn một chút so với vàng nguyên chất. Người bán như vậy được gọi là rắn.
Người bán mềm dựa trên thiếc và chì được đề cập trong các tác phẩm của nhà văn và nhà khoa học La Mã Pliny, người lớn tuổi nhất sống ở thế kỷ 1 sau Công nguyên. Vì vậy, trong bài tiểu luận "Lịch sử tự nhiên" đã đề cập đến việc sử dụng hai chất hàn chì thiếc - tetrarium (2/3 chì, 1/3 thiếc) và argentaria (chì 50% và 50% thiếc). Điều thú vị nhất là hợp kim như vậy vẫn được sử dụng. Đầu tiên trong số họ thường được gọi là một đại học, và nửa thứ hai.
Trong cuộc khai quật ở Pompeii, đã chết trong vụ phun trào núi lửa Vesuvius, các nhà khảo cổ đã phát hiện ra các ống dẫn nước, kết nối được tạo ra bởi những người hàn chì thiếc. Các đường ống tương tự đã được tìm thấy tại các cuộc khai quật ở Libya và Nubia.
Trong các cuộc khai quật các khu định cư của thế kỷ thứ 4 đến thứ 5 sau Công nguyên, các vật phẩm đã được tìm thấy trong lãnh thổ của vùng Thượng Volga, đặc biệt là những con dao được bện bằng đồng. Ở Kievan Rus, các bậc thầy đã hàn các ổ khóa, chìa khóa, dao bằng đồng bằng cách hàn, điều này cho thấy kiến thức kỹ thuật cao của các bậc thầy trong những năm xa xưa đó.
Bàn tay hàn hàn
Vì vậy, có thể coi rằng việc hàn sắt, đồng và hợp kim của nó, cũng như nhôm, chỉ xuất hiện sau khi hàn các kim loại quý. Sau đó, các công cụ để hàn thủ công xuất hiện. Bàn là hàn như vậy được gọi là lò sưởi và làm nóng trong lò nướng.
Sau đó, ngọn đuốc thổi xăng bắt đầu được sử dụng cho những mục đích này. Bàn là hàn nhiệt được sử dụng cho đến nay, và bạn có thể mua một bàn ủi hàn như vậy ngay cả trong các cửa hàng trực tuyến. Sự xuất hiện của sắt hàn nhiệt được thể hiện trong Hình 1.
Hình 1. Sắt hàn nhiệt
Sắt hàn điện
Và chỉ trong năm 1921, một sắt hàn điện đã được tạo ra. Ernst Sachs, sau này là người sáng lập ERSA, đã nhận được bằng sáng chế cho phát minh này. Nhờ vào sự sáng tạo của nhà phát minh, một bàn ủi hàn điện đã nhanh chóng nhận được sự đồng cảm trên toàn thế giới, là nguyên mẫu để tạo ra các thiết kế khác nhau của các công cụ hàn. Hóa ra tại thời điểm này, sắt hàn điện có tuổi đời rất đáng nể là 93 tuổi. Sắt hàn điện đầu tiên được hiển thị trong Hình 2.
Hình 2. Sắt hàn điện đầu tiên
Sắt hàn có hình dạng của một cái rìu, tương tự như sắt hàn nhiệt và chủ yếu dành cho công việc đóng hộp. Bàn ủi hàn tương tự tồn tại cho đến ngày nay. Sức mạnh của bàn ủi hàn như vậy nằm trong khoảng 500 ... 800 watt. Chúng chủ yếu được sử dụng để hàn các bộ phận lớn, chẳng hạn như bộ tản nhiệt ô tô, bình tưới vườn, xô, v.v.
Làm thế nào là một hàn điện
Nguyên lý hoạt động của bàn ủi hàn điện khá đơn giản. Xung quanh que hàn, thường được gọi là sting, là một vòng xoắn của dây có điện trở suất cao. Khi đi qua một vòng xoắn hiện tại, nó nóng lên và nhiệt nhận được được cung cấp cho thanh hàn. Đương nhiên, xoắn ốc được cách ly khỏi đầu và khỏi cơ thể bằng một chất cách điện chịu nhiệt. Là một chất cách điện, mica thường được sử dụng nhất. Đây là sơ đồ cổ điển của một mỏ hàn đã tồn tại đến thời đại chúng ta.
Bàn là hàn thời Xô Viết
Thời Xô Viết, ngành công nghiệp sản xuất nhiều loại bàn ủi hàn khác nhau. Trong thực tế vô tuyến nghiệp dư, dòng hàn hàn EPSN có công suất 25 ... 100W thường được sử dụng nhất và vẫn được sử dụng. Trong hộ chiếu gắn với bàn ủi hàn, nó được viết: Nhẫn Thiết kế của bàn hàn là không thể tách rời. Đúng như vậy, đối với tín dụng của các nhà sản xuất phải nói rằng những bàn ủi hàn này phục vụ trong một thời gian dài. Sự xuất hiện của các bàn ủi hàn này được thể hiện trong Hình 3.
Hình 3. Bàn là hàn của loạt EPSN
Nhưng không phải mọi thứ đều tồi tệ và khắc nghiệt như vậy. Trong một số bàn ủi hàn, xoắn ốc được đặt trong lõi gốm với một rãnh, lần lượt, lõi được đưa vào cốc gốm. Một que hàn được đưa vào lỗ trung tâm của lõi - một vết chích và không có mica. Lò sưởi lắp ráp được chèn vào vỏ kim loại có tay cầm bằng gỗ. Ưu điểm của thiết kế này là có thể thu gọn, do đó, một vòng xoắn ốc dự phòng đã được bán trong bộ sản phẩm.
Một lát sau, bàn ủi hàn thu nhỏ của sê-ri ERA xuất hiện, với công suất 18 và 25 W, nhanh chóng trở nên phổ biến trong giới nghiệp dư vô tuyến và telemasters. Sự xuất hiện của sắt hàn được thể hiện trong Hình 4.
Hình 4. Dòng hàn sắt ERA
Với sự trợ giúp của bàn ủi hàn như vậy, thật thoải mái khi hàn các bóng bán dẫn, cũng như các vi mạch trong các trường hợp như DIP và tương tự với khoảng cách 2,54 mm. Để đảm bảo nhiệt độ hàn yêu cầu, nên bật các bàn ủi hàn này thông qua bộ điều khiển công suất thyristor. Với sự bao gồm này, chất lượng của các mối hàn chủ yếu phụ thuộc vào trình độ, thậm chí không phải là nghệ thuật, trình cài đặt.
Chip trong các gói DIP đã là quá khứ. Bây giờ hầu như tất cả các thiết bị điện tử được sản xuất bằng các thành phần SMD, kích thước của chúng rất nhỏ. Do đó, rất khó để đảm bảo hàn chất lượng cao với bàn ủi hàn được mô tả ở trên. Bàn là hàn hiện đại được sử dụng, như một quy luật, như là một phần của trạm hàn.
Tìm hiểu thêm về các trạm hàn ở đây:Cách chọn trạm hàn
Các yếu tố làm nóng được làm bằng gốm và có cặp nhiệt điện tích hợp, kết hợp với màn hình kỹ thuật số cho phép bạn duy trì nhiệt độ nhất định trên một phạm vi rộng, hơn nữa, rất chính xác. Một số bàn ủi hàn có bộ điều nhiệt được tích hợp ngay trong tay cầm. Một ví dụ về sắt hàn như vậy là sắt hàn CT-96 được sản xuất bởi CT-Tools. Sự xuất hiện của sắt hàn được thể hiện trong Hình 5.
Hình 5. Hàn sắt CT-96
Hình. 6. Trạm hàn
Nhiệt độ hàn phụ thuộc chủ yếu vào điểm nóng chảy của người bán. Trong quá trình lắp đặt và sửa chữa thiết bị điện tử, theo quy định, người bán mềm được sử dụng.
Các loại lính
Tất cả người bán có thể được chia thành hai loại: cứng và mềm. Hợp kim hàn có điểm nóng chảy cao - trên 300 ° C và cung cấp độ bền cơ học cao của kết nối. Được sử dụng rộng rãi nhất là hợp kim kẽm đồng PMC rắn và hợp kim bạc PSR, là hợp kim với các chất phụ gia khác nhau.
Điểm nóng chảy của cấp độ hàn được đánh giá cao hơn so với các trường hợp khácRõ ràng là những người bán như vậy là hoàn toàn không phù hợp để hàn bảng điện tử.
Do đó, chất hàn mềm được sử dụng để lắp đặt các mạch điện tử, nhiệt độ nóng chảy không vượt quá 300 ° C. Chủ yếu được sử dụng là những người bán chì chì của thương hiệu POS-61. POS-63, điểm nóng chảy trong đó là 190 ° C. Những người bán này là eutectic, nghĩa là, họ có cùng nhiệt độ nóng chảy và kết tinh.
Cái tên nói lên thành phần hóa học của những người bán này: POS-61 chứa 61% thiếc, phần còn lại là chì, POS-63, tương ứng, 63% thiếc, phần còn lại là chì. Những người bán chỉ được sử dụng để hàn thủ công và cung cấp các mối hàn chất lượng tốt. Nó được viết trong hộ chiếu của bàn ủi hàn: Nhạc hàn nên rực rỡ, đường viền.
Người bán POS có độ dẫn điện cao, tính lưu động cao ở trạng thái nóng chảy và độ bền cơ học đủ. Sự kết hợp của các đặc tính này cho phép hàn chất lượng cao của bảng mạch in, hệ thống treo lò xo của dụng cụ đo, dây cao tần mỏng nhiều sợi thuộc loại Litzendrat, cũng như các bộ phận quan trọng làm bằng đồng, đồng, đồng thau, thép. Khi sử dụng từ thông để hàn nhôm, các bộ phận bằng nhôm được hàn rất tốt, ví dụ, cuộn dây của máy biến áp và cuộn cảm trong các thiết bị gia dụng.
Trong trường hợp quá nhiệt của các bộ phận hàn là cực kỳ không mong muốn, người bán nhiệt độ thấp được sử dụng. Một trong số đó là hợp kim Gỗ: thiếc - 12,5%, chì - 25%, bismuth - 50% và cadmium - 12,5%. Điểm nóng chảy của vật hàn này chỉ là 70 ° C. Nhiệt độ này được gọi là đặc biệt thấp. Hợp kim của gỗ cũng được sử dụng làm phụ gia để giảm nhiệt độ nóng chảy của chất hàn không chì khi hàn các bộ phận từ bảng mạch in. Một phụ gia như vậy cho phép bạn hàn các phần tử mà không làm hỏng bảng mạch và chính bộ phận đó.
Chì, như bạn đã biết, được coi là chất độc kim loại, hơi của nó cực kỳ có hại cho cơ thể con người. Do đó, gần đây, người bán không chì đang ngày càng được sử dụng để hàn các thiết bị điện tử, đặc biệt là các thiết bị gia dụng. Người bán không chì là một cống nạp cho các yêu cầu của sinh thái và bảo hộ lao động.
Người bán hàng miễn phí
Chất hàn an toàn và thân thiện với môi trường nhất nên được xem xét, rõ ràng, thiếc tinh khiết. Đó là thiếc được sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm để đóng hộp thiếc - thiếc. Nhưng, thật không may, sai sót gây phiền nhiễu là cố hữu trong một hàn như vậy. Trước hết, đó là "bệnh dịch hạch".
Ở nhiệt độ dưới 13,2 ° C, khối lượng riêng của thiếc tinh khiết tăng hơn 25%, dẫn đến sự hình thành một pha khác của chất, được gọi là thiếc xám. Hơn nữa, nhiệt độ càng thấp, quá trình chuyển đổi càng dữ dội. Ở nhiệt độ -33 ° C, thiếc biến thành bột màu xám, khẩu phần đơn giản là vỡ vụn. Rõ ràng là một hàn như vậy là không tốt.
Nhưng không chỉ khẩu phần rơi ra. Vì vậy, vào năm 1912, chính bệnh dịch hạch đã gây ra cái chết của đoàn thám hiểm Robert Falcon Scott đến Nam Cực. Đoàn thám hiểm bị bỏ lại không có nhiên liệu, bị rò rỉ qua các đường nối hàn trong thùng nhiên liệu.
Do bệnh dịch hạch, nhiều giá trị văn hóa, đặc biệt, các bộ sưu tập của những người lính thiếc, đã chết. Ví dụ, trong các nhà kho của Bảo tàng Alexander Suvorov ở St. Petersburg, vài chục binh sĩ thiếc chỉ bị vỡ vụn thành bụi do sự đột phá trong sưởi ấm. Điều này đã xảy ra trong các bảo tàng khác trên khắp thế giới.
Để tạo ra các chất hàn dựa trên thiếc không chì, các thành phần khác nhau được thêm vào nó: đồng, kẽm, bạc, vàng, indi. Những chất phụ gia này cho phép bạn tránh sự hình thành của thiếc xám, bảo vệ bản thân khỏi bệnh dịch hạch.
Người lính của các chế phẩm sau đây thường được sử dụng để hàn các linh kiện điện tử: thiếc - 52%, indium - 48%; thiếc - 91%, kẽm - 9%; thiếc - 97%, bạc - 2,3%, đồng - 0,7%. Không có kim loại có hại được quan sát. Điểm nóng chảy của các chất hàn này nằm trong khu vực 300 ° C, cao hơn đáng kể so với các chất hàn chì.Bất cứ ai đã từng sửa chữa thiết bị điện tử hiện đại đều biết điều này rất rõ.
Cái giá cho sự vô hại là tất cả các chất hàn không chì có ít tính lưu động hơn ở trạng thái nóng chảy và độ ẩm thấp hơn của các bề mặt được hàn. Thông lượng đặc biệt được sử dụng để hàn với chất hàn không chì giúp bảo vệ chống lại nhược điểm này. Tuy nhiên, chất lượng của một đường may được làm bằng chất hàn không chì là kém hơn so với khi sử dụng chất hàn chì. Nhưng khoa học không đứng yên, nghiên cứu liên tục được tiến hành để cải thiện chất lượng của người bán không chì để thay thế là tương đương.
Nhiều microcircuits hiện đại có sẵn trong các trường hợp BGA (mảng lưới English Ball - một mảng các quả bóng). Các kết luận thông thường - chân của các vi mạch này thì không. Vai trò của họ được chơi bởi những quả bóng từ chất hàn lắng đọng trên các miếng tiếp xúc ở phần dưới của cơ thể. Để hàn các vi mạch như vậy, các loại vật hàn mới xuất hiện - bột hàn được áp dụng bằng phương pháp màn hình.
Bột hàn bao gồm một số thành phần: bản thân chất hàn ở dạng bột mịn, các hạt rắn có từ thông có cùng kích thước. Các thành phần này trở nên sền sệt do sự có mặt của chất kết dính, chủ yếu là các thành phần từ thông lỏng và dung môi dễ bay hơi.
Rõ ràng là các vi mạch như vậy không thể được hàn với một sắt hàn thông thường. Điều này đòi hỏi sử dụng các phương pháp hàn đặc biệt trong đó sưởi ấm được thực hiện bằng không khí nóng hoặc bức xạ hồng ngoại. Đối với những mục đích này, các trạm hàn không khí nóng hoặc hồng ngoại được sử dụng.
Tiếp tục bài viết: Bàn là hàn điện. Các loại và thiết kế
Xem thêm tại electro-vi.tomathouse.com
: