Lituoti yra stebėtinai lengvas įgūdis, jei žinote, ką darote. Pastarasis yra labai svarbus, nes plaukiojantis laivas turi manipuliuoti komponentais, kurie gali atlaikyti ne daugiau kaip 250 ° F, įrankiu, kuris veikia 650 ° F temperatūroje.
Klaidų riba čia yra gana maža, o klaidos dažnai yra katastrofiškos ir brangios, todėl dauguma pradedančiųjų neatgraso nuo pirminių nesėkmių. Tačiau to galima visiškai išvengti, iš karto išsiaiškinus pagrindus.
Skaitykite toliau, kad sužinotumėte litavimo pagrindus, ir pasigailėkite apdegusios elektronikos siaubo ir sugedusių svajonių.
Kodėl turėtumėte nerimauti dėl litavimo?
Paprasčiausiu lydmetaliu sukuriamos patikimos elektrinės (taigi ir mechaninės) jungtys tarp laidžių metalinių komponentų. Tai apima laidų poros arba elektroninio komponento prijungimą prie spausdintinės plokštės (PCB).
Kritiškai mąstantiems iš jūsų gali kilti klausimas, kodėl ne tik susukti laidus arba pritvirtinti komponentus prie PCB naudojant veržles ir varžtus. Yra dvi pagrindinės šio požiūrio problemos. Pradedantiesiems tokios jungtys nėra mechaniškai stabilios judant ar vibruojant. Antra, nors tvirtinimo detalės nėra mechaniškai patikimos, jos nėra elektriškai stabilios.
Mes ieškojome informacijos iš Daktaras Lakshmi Narayanas Ramasubramanianas nuo Indijos technologijos instituto Delio Medžiagų mokslo ir inžinerijos katedra, kad būtų aiškiau kai kurie techniškesni litavimo aspektai.
Jautriai elektronikai būtinai reikia mažo atsparumo elektros jungčių, kad būtų išlaikytas pastovus laidumas per visą gaminio naudojimo laiką. Tai sunku pasiekti tiesiog sujungus komponentus su tvirtinimo detalėmis. Neišvengiamas oro tarpas tarp tokių jungčių komponentų sukelia oksidaciją (arba juodųjų metalų rūdis), o tai žymiai sumažina elektros laidumą. Dėl šių kliūčių litavimas yra būtinas mažos įtampos tiksliajai elektronikai.
Susijęs: Kaip atnaujinti „Ender-3“ 3D spausdintuvą
Kai lituojate du komponentus, pats lydmetalis sujungiamas su metalu (dažniausiai variu), kad susidarytų visiškai naujas lydinys. Litavimas iš esmės sujungia komponentus molekuliniu lygiu, nepalikdamas oro tarpo ir taip pašalindamas oksidacijos galimybę. Papildomas mechaninis stabilumas yra sveikintina premija.
Sujungti metalus, juos lydant, yra rizikingas pasiūlymas, atsižvelgiant į tai, kaip dauguma puslaidininkinių komponentų yra veikiami maksimalioje 250 ° F temperatūroje. Šilumos naudojimas integruoto lusto laidams sujungti su PCB trinkelėmis yra neįmanomas, nes varis lydosi akį traukiančioje 1984 ° F temperatūroje. Jūs privalote kepti komponentą ilgai prieš sukurdami patikimą jungtį.
Čia atsiranda unikali litavimo sudėtis ir termodinaminės savybės.
Lydmetalis yra eutektinis lydinys, sudarytas iš švino ir alavo. Eutektinis antgalis yra svarbus, nes leidžia lydiniui lydytis žymiai žemesnėje temperatūroje, palyginti su jo metalais. Nors grynas švinas ir alavas lydosi atitinkamai 620 ° F ir 450 ° F temperatūroje, lydmetalio lydinys, sudarytas iš šių dviejų metalų, sumaišytų santykiu 63:37, pradeda tekėti vos 361 ° F temperatūroje.
Nors litavimas gali atrodyti kaip vario laidų ar komponentų laidų lydymas ant PCB, iš tikrųjų procesas veikia panaudojant lydmetalio metalo tirpiklio poveikį. Į vario komponentų laidus įvedus karštą lydmetalį, jis veikia kaip tirpiklis, prasiskverbiantis ir ištirpdantis atvirus vario paviršius. Šis tirpiklio veiksmas sulydo juos molekuliniu lygiu ir sudaro visiškai naują lydinį tarpmetaliniame sluoksnyje.
Šis reiškinys vadinamas drėkinimo veiksmu ir yra labai svarbus jo procesui litavimas - tai yra skirtingų elementų pavertimas ištisiniu ir elektrai laidžiu korpusu hibridinis lydinys.
Susijęs: Įdomūs „pasidaryk pats“ elektronikos projektai, skirti kovoti su mažiau nei 15 USD
Nugalėti oksidaciją naudojant srautą
Lydmetalio metalo tirpiklio veikimas yra sėkmingų lituotų jungčių pagrindas. Tačiau praktiškai lydmetalis negali pats pradėti drėkinimo veiksmų. Šis procesas katalizuojamas tiekiant šilumą tiek lydmetalio, tiek vario komponentų laidams.
Tai yra problema, nes dėl karščio taip pat veikiami variniai paviršiai greitai oksiduojasi esant orui. Vėlesnis oksido ribinis sluoksnis veikia kaip kliūtis, dėl kurios neįmanoma sudrėkinti. Problema pablogėja dėl nešvarumų, nešvarumų, pirštų aliejų, riebalų ir kitų teršalų, esančių komponentų paviršiuose. Tai dar labiau slopina metalo tirpiklio veikimą, reikalingą sėkmingam lituotam sujungimui.
Galite pabandyti švariai nušveisti paviršius, tačiau tą pačią akimirką, kai vėl įkaitinsite varinius laidus, susidursite su oksido sluoksniu. Jei tik būtų būdas pašalinti oksido sluoksnį litavimo metu. Na, būtent tai daro flux.
Flux susideda iš kanifolijos, kuri yra kieta dervos forma, gaunama iš augalų. Elektronikos tikslais kanifolija naudojama arba atskirai, arba kartu su švelniais aktyvatoriais, kurie leidžia gautam srautui išlikti korozijai ir nelaidžiai kambario temperatūroje. Tas pats tampa pakankamai aktyvus, kad chemiškai nuvalytų oksidus ir kitus teršalus, kai jiems tiekiama pakankamai šilumos.
Kai padengiate paviršius, kurie turi būti lituojami, srautas, litavimo proceso metu naudojama šiluma katalizuoja srautą ir pašalina nešvarumus. Tai atskleidžia gryną varį ir leidžia sudrėkinti. Srautas gali būti taikomas komponentams prieš litavimą, tačiau jis taip pat įvedamas proceso metu per patį litavimo laidą.
Daugelyje šiuolaikinių lydmetalio laidų yra vidinė šerdis, užpildyta kanifolijos srautu, kuris automatiškai išpilstomas litavimo metu.
Kada lituoti, o kada ne lituoti
Dabar, kai išsiaiškinome litavimo mokslą, ne mažiau svarbu žinoti, kada lituoti, o kada tai daryti yra bloga mintis. Viskas, kas susiję su PCB, yra beveik vien tik lituojama. Šis procesas pasižymi puikiu elektros laidumu ir tinkamu mechaniniu tvirtinimu, tuo pačiu žymiai sumažinant bendrą jūsų elektronikos projektų dydį.
Tačiau kartais verta tiksliai žinoti, kada neturėtumėte griebtis litavimo.
Nors laidai gali būti lituojami vienas prie kito arba ant PCB, turite iš naujo apsvarstyti, kai norima programa apima bet kokį judesį ar vibraciją. Automobilių, robotikos ir 3D spausdinimo programos yra puikūs pavyzdžiai, kai litavimas paprastai apsiriboja PCB ir yra kategoriškai vengiamas visų kabelių galų.
Taip yra todėl, kad lituotos jungtys yra kietos, bet trapios ir todėl pažeidžiamos lenkimo nuovargiui. Tikrai nėra pageidautinas bruožas elektrinėms jungtims, veikiamoms nuolatinės vibracijos ir judėjimo. Lituoti kabeliai tokiose srityse patiria lenkimo nuovargį ir dėl to lūžta trapiuose sujungimuose.
Būtent todėl šioms reikmėms veikiamos kabelių jungtys yra gofruotos, o ne lituojamos.
Nors tai gali atrodyti priešingai, litavimas nėra vienintelis būdas pasiekti sandarias, oksidavimui atsparias jungtis. Milžiniškas slėgis, susidarantis gofravimo metu, jungia varinius laidus molekuliniu lygiu, todėl jie yra visiškai nepralaidūs dujoms.
Tiesą sakant, gofruotos jungtys yra mechaniškai ir elektriškai pranašesnės už lydmetalius, tuo pat metu yra atsparios lenkimo nuovargiui. Daktaras Ramasubramanianas nurodo, kad gofruotose jungtyse nėra intermetalinių medžiagų, kaip pagrindinę gryno vario sąsajos, turinčios geresnį laidumą lydmetalių atžvilgiu, priežastį.
Jis taip pat paaiškina, kad gofruotų sąnarių vario ir vario jungtis iš esmės yra stipresnė, nes panašūs atomai linkę formuoti tvirtus, stabilius ryšius. Kita vertus, litavimo jungtyse esantys skirtingi vario, švino ir alavo atomai susidaro palyginti silpnesnės jungtys, kurios yra nuolatos įtemptos, o tai savo ruožtu pagreitina nuovargio įtrūkimus mechaniniu būdu stresas.
Susijęs: „Pasidaryk pats“ „Voron“ 3D spausdintuvų vadovas pradedantiesiems
Dėl šios priežasties savo automobilio variklio skyriuje nerasite nė vieno lituoto kabelio galo. Tas pats tinka 3D spausdintuvams ir bet kuriam kitam įrenginiui, kuris nuolatos vibruoja ir juda.
Kuo daugiau žinai
Žinant pagrindinę litavimo mechaniką ir kada tikslinga ją pritaikyti savo projektams, bus skirtumas tarp sėkmės ir šimto nelyginių dolerių sugadintos elektronikos.
Jei domitės elektronika, jums reikės lituoklio. Čia yra geriausi lituokliai jums.
Skaityti toliau
- Pasidaryk pats
- Elektronika
„Nachiket“ per 15 metų trukusią karjerą apėmė įvairius technologinius žingsnius, pradedant vaizdo žaidimais ir kompiuterine įranga, baigiant išmaniaisiais telefonais ir pasidaryk pats. Kai kurie sako, kad jo „pasidaryk pats“ straipsniai yra pasiteisinimas žmonai perduoti savo 3D spausdintuvą, pasirinktinę klaviatūrą ir priklausomybę nuo RC.
Prenumeruokite mūsų naujienlaiškį
Prisijunkite prie mūsų naujienlaiškio, kad gautumėte techninių patarimų, apžvalgų, nemokamų el. Knygų ir išskirtinių pasiūlymų!
Norėdami užsiprenumeruoti, spustelėkite čia
