Forrasztóállomások elektronikai alkatrészek összekötéséhez
Mindenki, aki biztonságosan és kényelmesen szeretne elektronikus alkatrészeket csatlakoztatni a szakmai szabványok szerint, tapasztalhatta, hogy a klasszikus forrasztópáka nem éppen a legjobb eszköz erre a célra, legalábbis akkor, ha nagyon gyakran használják. A profik ezért forrasztóállomást használnak, ami jelentősen többet nyújt, mint egy egyszerű forrasztópáka. Ismerje meg a modern forrasztóállomások előnyeit, tudjon meg többet a funkcióikról és felépítésükről. Ezenkívül hasznos ötleteket is adunk a beszerzésükhöz.
-
Háttértudnivalók az elektronikus alkatrészek forrasztásához
-
A forrasztóállomások felépítése
-
Választási kritériumok a beszerzéshez
-
GYIK (gyakran ismételt kérdések)
Háttértudnivalók az elektronikus alkatrészek forrasztásához
A forrasztás nem rögtön a forrasztást jelenti. Míg a vízvezeték-szerelők általában a rézcsöveket szerelvényforrasztó pasztával és gázforrasztóval kötik össze, az elektronikai technikusoknak sokkal kisebb léptékben kell dolgozniuk. Itt azonban nemcsak az alkatrészek mérete határozza meg a szerszámot, hanem a hőérzékenységük is. A félvezetők, például a diódák vagy a tranzisztorok ugyanolyan érzékenyek a túlzott hőmérsékletre, mint a mikrochipek. Egy túl hosszú forrasztási folyamat során a túl forró forrasztóhegy gyorsan tönkreteheti az alkatrészt. Egy fém csipesz vagy fogó a bekötésre helyezve segíthet, de ez a hőelvezetési trükk bonyolulttá és fárasztóvá teszi a munkát.
Másik szempont: Míg néhány évtizeddel ezelőtt a "repülő" szerkezetek uralták az elektronikus áramköröket, amelyekben a forrasztási pontok körül nagy hely volt, addig ma az alkatrészek egyre kisebb paneleken helyezkednek el. Még a prototípusok építésénél is gyakran olyan lyukraszteres panelen valósítják meg a kapcsolásokat, ahol a forrasztási pontok egymástól mindössze 2,54 milliméterre vannak. Még szűkebb a hely számos nyomtatott áramköri lapon. Az itt található alkatrészek néha csak milliméterek töredékére vannak egymástól, ami a kézi összeszerelést és az azt követő forrasztási folyamatot sziszifuszi feladattá teheti.
A fenti háttér egyértelművé teszi, hogy az elektronikai alkatrészek forrasztásához ösztön és megfelelő felszerelés is szükséges. És itt a professzionális forrasztóállomások egyértelmű előnnyel rendelkeznek a hagyományos forrasztópákákhoz képest.
A forrasztóállomások felépítése
Alapvetően megkülönböztetünk analóg és digitális, valamint forrólevegős technológiával működő forrasztóállomásokat. Az első két változat ún. kontakt forrasztóállomás: A tápellátó egységre csatlakoztatott forrasztópáka felolvasztja a forraszanyagot és a forrasztási pontot, közvetlen érintkezés útján. A forrólevegős készülékeknél a forrasztási feladatot a generátor által fejlesztett forró levegő veszi át.
Mindegyik forrasztóállomás fontos jellemzője a szabályozható hőmérséklet. A forrasztóállomások alapvetően ezzel a a tulajdonsággal térnek el a klasszikus forrasztópákáktól, amelyek hőmérsékletének alakulását csak a névleges teljesítmény megválasztása tudja befolyásolni.
Egy szabványos, 16 W-os teljesítményű forrasztópáka el tudja érni az általánosan használt 350 Celsius fokos forrasztási hőmérsékletet, de ezt a hőmérsékletet nem lehet sem növelni, sem csökkenteni. A tipikus 30 W-os forrasztópákáknál a csúcshőmérséklet 380 Celsius fok, a 40 W-os modelleknél akár 420 Celsius fok is lehet.
Az analóg és digitális forrasztóállomások viszont lehetővé teszik a fokozatos hőmérsékletszabályozást. Az analóg forrasztóállomások hátránya azonban, hogy a forrasztóhegy hőmérséklet-beállítása csak hozzávetőlegesen becsülhető meg szimbólumok vagy a forgatószabályozó körül található értékek segítségével. Ezzel szemben a digitális forrasztóállomásokon van egy kijelző, amely a tényleges hőmérsékletet mutatja Celsius fokban. A digitális csúcskészülékek emellett opciókat kínálnak az egyéni hőmérsékletek mentésére egyetlen gombnyomással, vagy egy automatikus készenléti funkciót biztosítanak, amely néhány percnyi használaton kívüli után automatikusan megszakítja a fűtési folyamatot, majd újraindítja, ha folytatjuk a munkát.
A forrólevegős forrasztóállomások különlegességet jelentenek a digitális forrasztás területén. Ugyanis itt nem a forrasztóhegy melegedik a forrasztópákában, hanem forró levegőt fújunk a forrasztási pontra a kézi szerszámon lévő fúvókán keresztül, és így olvasztjuk meg a forrasztóanyagot. Általában a levegő hőmérséklete és a levegő mennyisége is beállítható. Ennek a forrasztási technikának a fő alkalmazási területe az SMD alkatrészek kiforrasztása, azaz az olyan elektronikus alkatrészeké, amelyeket közvetlenül az áramköri lap felületére szerelnek fel. A fúvóka átmérőjétől függően a forró levegő áramlása egyszerre több forrasztási pontot is lefedhet, így a hőre kevésbé érzékeny miniatűr alkatrészek, például az SMD ellenállások rövid időn belül teljesen eltávolíthatók az áramköri lapról. Ez a technika azonban csak korlátozottan alkalmas digitális forrasztásra.
Választási kritériumok a beszerzéshez
Mivel a szabályozható forrasztóállomás az az elektronikai laboratórium egyik legfontosabb eszköze, a beszerzését optimálisan az elvégzendő munkához kell igazítani. Az, hogy analóg vagy digitális forrasztóállomás, az végső soron egyyéni döntés kérdése, viszont a precízen állítható hőmérsékletű digitális készülékeknél a nagy kijelző és az automatikus kikapcsolás mindenképpen nagyobb előnyt jelent.
Szóba jöhet esetleg egy univerzális állomás beszerzése forrasztópákával és forró levegős egységgel egyetlen rendszerben. Az ebbe a kategóriába tartozó legjobb készülékek gyakran tartalmaznak kiforrasztópákával ellátott ónszippantó pumpát az SMD alkatrészek gyors és biztonságos eltávolításához. A kiforrasztópáka alternatívájaként a kiforrasztó csipeszek is megtalálhatók. A két kivezetésű alkatrészek - jellemzően ellenállások és kondenzátorok - a csipesz két fűtött hegyével megfoghatók és egyetlen mozdulattal eltávolíthatók a panelről.
Munkahely kialakítás | Teljesítmény és hőmérséklet |
| A biztonságos forrasztáshoz egyrészt világos munkahely megvilágítás, másrészt a forrasztási pont és a forrasztócsúcshegy jó láthatósága szükséges. Mindkét feltételnek eleget tesznek a forgatható állványra szerelt beépített világítással ellátott munkanagyítók. Közkedvelt segítség az ún. harmadik kéz: Ez egy kis eszköz rögzíthető krokodilcsipeszekkel, például a panelem vagy alkatrészek fixen tartásához a forrasztási munka során. A kínált "kezek" némelyikén nagyító is található. Mivel a gyakorlatban használt elektronikus forrasztóanyagok többsége folyasztószermagot, például gyantát tartalmaznak, elkerülhetetlenül gőzök távoznak a forrasztási folyamat során. Egészségügyi szempontból ezek nem problémamentesek. Ezenkívül a forrasztási gőz lerakódik az alkatrészekre és az áramköri lapokra, és működési problémákat okozhat, ezért a közvetlenül a munkahely feletti szűrős elszívóberendezések használatát javasoljuk. A VBG 15 szerint ezek az eszközök egyébként is kötelezőek az ipari szektorban. | A forrasztóállomás névleges teljesítménye közvetlen hatással van a forrasztóhegy maximálisan elérhető hőmérsékletére. Míg kis elektronikai munkáknál a 350°C körüli csúcshőmérséklet eléréséhez 10-30 W is elegendő, addig például a vázon végzett forrasztási munkákhoz nagyobb névleges teljesítmény szükséges. Az állomások többségének teljesítménye 50-80 W a 150 - 450 °C forrasztási hőmérséklet elérése érdekében.
|
GYIK (gyakran ismételt kérdések)
Mi a legjobb módja a forrasztóhegyek tisztításának?
A tisztítás történhet vegyileg és mechanikusan is. A vegyi tisztítás eltávolítja a folyasztószer- és forrasztásmaradványokat. Az általános mechanikai gyakorlat az, hogy vízbe áztatott kis szivacsokat használunk a folyasztószer és a forrasztási maradék eltávolítására.
Ugyanilyen gyakoriak a sárgarézgyapotot tartalmazó kis dobozkák vagy készüléknyílások, különösen a forrasztóállomásokon. Minden forrasztási folyamat előtt, után valamint szükség szerint a forrasztóhegyet többször bele kell nyomni a gyapjúba, és az felesleges forrasztóanyagot eltávolítja a hegyről.
Az ólomtartalmú forraszanyag bizonyítottan könnyebben használható, de évek óta betiltották. Igaz ez?
Az RoHS-irányelv szerint az ólomtartalmú forraszanyag használata valójában 2006 óta tilos. Azonban csak az „újonnan forgalomba hozott elektromos és elektronikus berendezésekre” vonatkozóan. Ez azt jelenti, hogy aki magáncélra forraszt vagy a cég meglévő készletéből javít egy eszközt, továbbra is használhat ólomtartalmú forrasztóanyagot. Mivel azonban az ólmot alapvetően az egészségre veszélyesnek minősítik, jobb az ólommentes forrasztóanyag használata. Folyasztószere a szokásos 350 Celsius fokos forrasztási hőmérsékleten elég gyorsan elpárolog, de ez egy trükkel orvosolható: egyszerűen csökkentse néhány fokkal a forrasztási hőmérsékletet. A forrasztási folyamat ezután egy kicsit tovább tart, de tökéletes forrasztott kötéseket kaphat, potenciális egészségügyi kockázatok nélkül.