Pematerian besi dan stesen pematerian

Pematerian adalah proses untuk menyertai bahagian-bahagian dengan memperkenalkan bahan lebur di antara mereka - solder, suhu yang, sebagai peraturan, adalah lebih rendah daripada suhu lebur bahagian yang disambungkan. Tujuan pematerian adalah untuk mendapatkan sambungan mekanikal atau hubungan elektrik. Di bawah ini, kami akan mempertimbangkan terutamanya pematerian komponen elektronik.

Sedikit sejarah

Pematerian logam telah digunakan pada zaman purba. Adalah dipercayai bahawa operasi teknologi ini telah wujud selama sekurang-kurangnya 5000 tahun. Walaupun manusia tidak tahu besi dan keluli, tembaga, emas dan aloi mereka menjadi tersebar luas. Tetapi pada masa itu, pemburu induk menggunakan sambungan bahagian-bahagian produk menggunakan penyolderan.

Ahli arkeologi telah menemui kapal emas, pemegangnya disolder dengan emas, serta aloi emas dan perak. Barang-barang emas dengan kesan pematerian didapati semasa penggalian makam-makam negara purba di Babel. Para saintis bertarikh 3200 SM

Barang kemas Brazed juga didapati di piramid Mesir. Fakta ini membuktikan bahawa seni pematerian diketahui di Mesir kuno pada milenium kedua SM. Perkara yang paling menarik adalah bahawa orang Mesir tidak menjual solder dengan emas tulen, tetapi mencipta cara untuk menurunkan titik lebur pateri emas.

Untuk tujuan ini, serbuk emas telah disebarkan dalam serbuk arang. Akibatnya, lapisan permukaan emas adalah tepu dengan karbon (dalam teknologi logam, proses ini dipanggil penyekatan), dan satu aloi emas emas diperolehi. Titik lebur aloi ini sedikit lebih rendah daripada emas tulen. Pemateri itu dipanggil pepejal.

Pateri lembut berdasarkan timah dan plumbum disebut dalam tulisan penulis Rom dan saintis Pliny, anak sulung yang hidup pada abad ke-1 Masihi. Oleh itu dalam esei "Sejarah Alam" menyebutkan penggunaan dua solder timah - tetrarium (2/3 plumbum, 1/3 tin) dan argentaria (50% plumbum dan tin 50%). Perkara yang paling menarik ialah aloi sedemikian masih digunakan. Yang pertama di antara mereka sering disebut tertiary, dan separuh kedua.

Semasa penggalian Pompeii, yang meninggal semasa letusan gunung berapi Vesuvius, ahli arkeologi menemui paip air paip, sambungannya dibuat oleh solder timah pam solder. Paip-paip yang sama didapati di penggalian di Libya dan Nubia.

Semasa penggalian pemukiman abad ke-4 ke-5 AD di wilayah wilayah Volga bahagian atas, barang-barang telah ditemui, khususnya pisau yang brazed dengan tembaga. Di Kievan Rus, tuan-tuan kunci pater, kunci, pisau dengan tembaga dengan pateri, yang menunjukkan pengetahuan teknikal yang tinggi tentang tuan-tuan pada tahun-tahun purba.

Pematerian Pematerian Tangan Pematerian

Oleh itu, ia boleh dianggap sebagai pematerian besi, tembaga dan aloinya, serta aluminium, hanya muncul selepas pematerian logam berharga. Kemudian, alat untuk pematerian manual muncul. Besi pematerian tersebut dipanggil pemanas dan dipanaskan dalam oven.

Kemudian, obor pancutan petrol mula digunakan untuk tujuan ini. Besi pematerian panas digunakan sehingga kini, dan anda boleh membeli besi pematerian seperti itu di kedai-kedai dalam talian. Penampilan seterika pematerian panas ditunjukkan dalam Rajah 1.

Rajah 1. Besi Pematerian Haba

Besi pematerian elektrik

Dan hanya pada tahun 1921 satu besi pematerian elektrik telah dibuat. Ernst Sachs, pengasas kemudian ERSA, menerima paten untuk ciptaan itu. Terima kasih kepada perusahaan inventif, besi pematerian elektrik dengan cepat mendapat simpati di seluruh dunia, sebagai prototaip untuk menghasilkan pelbagai reka bentuk peralatan pematerian. Ternyata pada masa ini besi pematerian elektrik mempunyai umur 93 tahun yang sangat dihormati. Iron pematerian elektrik pertama ditunjukkan dalam Rajah 2.

Rajah 2. Elektrik pematerian pertama

Besi pematerian mempunyai bentuk kapak, mirip dengan besi pematerian panas dan dimaksudkan untuk kerja-kerja tinning. Besi pematerian serupa wujud hingga ke hari ini. Kuasa besi pematerian tersebut berada dalam lingkungan 500 ... 800 watt. Mereka digunakan terutamanya untuk pematerian bahagian-bahagian besar, seperti radiator kereta, kalis air, baldi, dan sebagainya.

Bagaimanakah besi pematerian elektrik

Prinsip pengoperasian besi pematerian elektrik agak mudah. Sekitar rod penyolder, yang sering dipanggil sengat, adalah dawai dawai dengan kerintangan yang tinggi. Apabila melalui lingkaran semasa, ia dipanaskan, dan haba yang diterima diberikan kepada rod penyolder. Secara semulajadi, lingkaran itu diasingkan dari hujung dan dari badan dengan penebat tahan panas. Sebagai penebat, mika paling kerap digunakan. Inilah skema klasik besi pematerian yang telah bertahan hingga ke zaman kita.

Soviet pematerian besi

Pada masa Soviet, industri menghasilkan banyak besi pematerian. Dalam amalan radio amatur, besi pematerian siri EPSN dengan kuasa 25 ... 100W paling kerap digunakan, dan masih digunakan. Dalam pasport yang dilampirkan pada seterika, ia ditulis: "Reka bentuk besi pematerian tidak dapat dipisahkan." Benar, untuk kredit pengeluar ia mesti dikatakan bahawa besi pematerian ini berkhidmat untuk masa yang lama. Penampilan besi pematerian ini ditunjukkan dalam Rajah 3.

Rajah 3. Pematerian besi siri EPSN

Tetapi tidak semuanya sangat buruk dan keras. Dalam beberapa besi pematerian, lingkaran diletakkan di teras seramik dengan alur, terasnya pula dimasukkan ke dalam cawan seramik. Batang pemateri dimasukkan ke dalam lubang pusat teras - sengat, dan tiada mika. Pemanas yang dipasang dimasukkan ke dalam kes logam dengan pemegang kayu. Kelebihan reka bentuk ini adalah bahawa ia boleh dilipat, jadi lingkaran ganti dijual dalam kit.

Tidak lama kemudian, alat pematerian mini kecil siri ERA muncul, dengan kuasa 18 dan 25 W, yang cepat mendapat popular di kalangan radio amatur dan telemasters. Penampilan besi penyolder ditunjukkan dalam Rajah 4.

Rajah 4. ERA Series Soldering Iron

Dengan bantuan besi pematerian itu, ia cukup selesa untuk transistor pateri, serta mikrosirkuit dalam kes seperti DIP dan sejenisnya dengan pitch 2.54 mm. Untuk memastikan suhu pematerian yang diperlukan, adalah dinasihatkan untuk menghidupkan seterika pematerian melalui pengawal kuasa thyristor. Dengan kemasukan ini, kualiti sendi yang dipateri terutamanya bergantung kepada kelayakan, bahkan seni, pemasang.

Cip dalam pakej DIP sudah menjadi perkara yang lalu. Sekarang hampir semua peralatan elektronik dihasilkan menggunakan komponen SMD, dimensi yang sangat kecil. Oleh itu, sukar untuk memastikan pematerian berkualiti tinggi dengan besi pematerian yang diterangkan di atas. Besi pematerian moden digunakan, sebagai peraturan, sebagai sebahagian daripada stesen pematerian.

Baca lebih lanjut mengenai stesen pameran di sini:Cara memilih stesen pameran

Unsur-unsur pemanasan diperbuat daripada seramik dan mempunyai termokopel bersepadu, yang digabungkan dengan paparan digital membolehkan anda mengekalkan suhu yang diberikan ke atas pelbagai, lebih-lebih lagi, dengan tepat. Sesetengah seterika pematerian mempunyai termostat yang dibina ke dalam pemegangnya. Satu contoh besi penyolder ialah besi pematerian CT-96 yang dihasilkan oleh CT-Tools. Penampilan besi penyolder ditunjukkan dalam Rajah 5.

Rajah 5. Pematerian Besi CT-96

Rajah. 6. Stesen pematerian

Suhu pematerian bergantung terutamanya pada titik lebur para solder. Semasa pemasangan dan pembaikan peralatan elektronik, sebagai peraturan, solder lembut digunakan.

Jenis Peminta

Semua solder boleh dibahagikan kepada dua jenis: keras dan lembut. Alah memukul mempunyai titik lebur yang tinggi - lebih 300 ° C, dan memberikan kekuatan mekanikal sambungan yang tinggi. Yang paling banyak digunakan adalah aloi tembaga-zink padu jenama PMC, dan aloi berdasarkan perak PSR, yang merupakan aloi dengan bahan tambahan yang berbeza.

Suhu lebur gred solder ПСр-70 780 ° C, ПСр-10 830 ° C, ПМЦ-36 825 ° C, ПМЦ-51 870 ° C.Adalah jelas bahawa pateri semacam itu benar-benar tidak sesuai untuk pameran elektronik.

Oleh itu, solder lembut digunakan untuk pemasangan litar elektronik, suhu lebur yang tidak melebihi 300 ° C. Terutamanya digunakan adalah pemateri timah utama jenama POS-61. POS-63, titik lebur yang 190 ° C. Para solder ini eutectic, iaitu, mereka mempunyai suhu lebur dan penghabluran yang sama.

Nama itu sendiri bercakap tentang komposisi kimia pateri ini: POS-61 mengandungi timah 61%, selebihnya adalah plumbum, POS-63, tin 63%, selebihnya adalah plumbum. Para solder ini hanya digunakan untuk pematerian manual dan menyediakan sendi pateri yang berkualiti. Ia ditulis dalam pasport besi pematerian: "Pematerian harus brilian, kontur".

POS mempunyai konduktiviti elektrik yang tinggi, kecairan yang tinggi dalam keadaan lebur, dan kekuatan mekanikal yang mencukupi. Gabungan sifat-sifat ini membolehkan pematerian papan litar bercetak berkualiti tinggi, penggantungan instrumen pengukur musim bunga, wayar lenturan frekuensi tinggi nipis jenis Litzendrat, serta bahagian kritikal yang diperbuat daripada tembaga, tembaga, tembaga, keluli. Apabila menggunakan fluks untuk aluminium brazing, bahagian-bahagian aluminium juga dipateri sangat baik, contohnya lilitan transformer dan tercekik dalam peralatan rumah tangga.

Dalam kes-kes di mana terlalu panas bahagian-bahagian pateri adalah sangat tidak diingini, solder suhu rendah digunakan. Salah satunya adalah aloi Kayu: timah - 12.5%, plumbum - 25%, bismut - 50% dan kadmium - 12.5%. Titik lebur dari solder ini hanya 70 ° C. Suhu ini dipanggil terutamanya rendah. Aloi kayu juga digunakan sebagai bahan tambahan untuk mengurangkan titik lebur pateri bebas plumbum ketika menyolder bahagian dari papan litar bercetak. Aditif sedemikian membolehkan anda untuk memakai unsur solder tanpa merosakkan papan litar dan bahagian itu sendiri.

Memimpin, seperti yang anda tahu, dianggap sebagai beracun logam, wapnya sangat berbahaya kepada tubuh manusia. Oleh itu, baru-baru ini, pateri bebas plumbum semakin banyak digunakan untuk peralatan elektronik, khususnya rumah tangga. Pateri bebas timbal adalah penghormatan kepada keperluan ekologi dan perlindungan buruh.

Lead Solders Percuma

Pateri yang paling mesra alam dan selamat harus dipertimbangkan, nampaknya, timah tulen. Ia adalah timah yang digunakan dalam industri makanan untuk tin tin - timah. Tetapi, malangnya, kekurangan yang menjengkelkan adalah wujud dalam pateri seperti itu. Pertama sekali, ia adalah "wabak pewter."

Pada suhu di bawah 13.2 ° C, jumlah tin tulen tertentu meningkat lebih daripada 25%, yang membawa kepada pembentukan fasa lain bahan, timah kelabu yang dipanggil. Selain itu, semakin rendah suhu, proses penukaran yang lebih sengit. Pada suhu -33 ° C, timah berubah menjadi serbuk kelabu, catuan hanya runtuh. Adalah jelas bahawa pateri itu tidak baik.

Tetapi bukan hanya jatah jatah. Jadi pada tahun 1912, ia adalah wabak timah yang menyebabkan kematian ekspedisi Robert Falcon Scott ke Kutub Selatan. Ekspedisi itu ditinggalkan tanpa bahan bakar, yang bocor melalui lipatan soldered dalam tangki bahan bakar.

Oleh kerana wabak timah, banyak nilai kebudayaan, khususnya, koleksi tentera timah, meninggal dunia. Sebagai contoh, di dalam bilik stor Muzium Alexander Suvorov di St Petersburg, beberapa tentera timah kecil yang hancur menjadi habuk kerana kejayaan dalam pemanasan. Ini berlaku di muzium lain di seluruh dunia.

Untuk membuat pateri tanpa plumbum berasaskan timah, pelbagai komponen ditambahkan kepadanya: tembaga, zink, perak, emas, indium. Aditif ini membolehkan anda untuk mengelakkan pembentukan kaleng kelabu, melindungi diri anda daripada wabak timah.

Solders dari komposisi berikut paling sering digunakan untuk penyolderan komponen elektronik: timah - 52%, indium - 48%; timah - 91%, zink - 9%; timah - 97%, perak - 2.3%, tembaga - 0.7%. Tiada logam berbahaya yang diperhatikan. Titik lebur dari solder ini berada di rantau 300 ° C, yang jauh lebih tinggi daripada solder timah timah.Sesiapa yang pernah membaiki elektronik moden tahu ini dengan baik.

Harga untuk tidak berbahaya adalah semua pateri tanpa plumbum mempunyai ketidakstabilan dalam keadaan lebur, dan kelembapan permukaan yang lebih rendah. Fluks khas yang digunakan untuk pematerian dengan pateri bebas plumbum membantu melindungi terhadap kelemahan ini. Walau bagaimanapun, kualiti jahitan yang dibuat dengan pateri bebas plumbum adalah lebih buruk daripada ketika menggunakan pateri-pateri timah. Tetapi sains tidak berhenti, penyelidikan terus dijalankan untuk meningkatkan kualiti pateri bebas plumbum supaya penggantiannya setara.

Ramai microcircuits moden boleh didapati dalam kes BGA (pelbagai grid bahasa Inggeris Ball - pelbagai bola). Kesimpulan biasa - kaki sirkuit mikro ini tidak. Peranan mereka dimainkan oleh bola dari solder yang disimpan di pad kontak di bahagian bawah badan. Untuk pematerian mikrosirkuit seperti itu, jenis pateri baru muncul - pasta pateri yang digunakan oleh kaedah skrin.

Solder pastes terdiri daripada beberapa komponen: solder itu sendiri dalam bentuk serbuk halus, zarah padat fluks dengan ukuran yang sama. Komponen ini menjadi tampalan kerana adanya pengikat, komponen komponen fluks cair dan pelarut mudah berubah.

Sudah jelas bahawa mikrosirkuit tersebut tidak boleh dipateri dengan besi pematerian biasa. Ini memerlukan penggunaan kaedah pematerian khas di mana pemanasan dilakukan oleh udara panas atau sinaran inframerah. Untuk tujuan ini, stesen penyolder udara panas atau inframerah digunakan.

Penerusan artikel: Besi pematerian elektrik. Jenis dan reka bentuk