كل ما تحتاج لمعرفته حول لحام لوحة الدوائر المطبوعة

أولاً وقبل كل شيء، يُعد لحام لوحات الدوائر المطبوعة من أهم المهارات الأساسية التي يمكنك تعلمها في عالم الإلكترونيات. والحقيقة أنهما مرتبطان ببعضهما البعض، تمامًا مثل الجزر والبازلاء. ورغم إمكانية تعلم المزيد عن الإلكترونيات وصنعها دون الحاجة إلى استخدام مكواة لحام، إلا أن مهارة كهذه ستفتح لك آفاقًا جديدة كليًا. في هذه المدونة، سنقدم لمحة عامة عن لحام لوحات الدوائر المطبوعة، بما في ذلك تعريفه وأنواعه وطريقة عمله، وما إلى ذلك، فلنبدأ...

ما هو لحام PCB بالضبط؟

إذا لم تكن تعرف، فاللحام هو عملية دمج عنصرين أو أكثر من خلال صهر ووضع معدن حشو، وهو اللحام، في المفصل. كل ما تحتاجه لإتمام أبسط عملية لحام هو لحام الحديدبعض اللحام، والأجزاء المراد لحامها معًا. يُستخدم الجزء العلوي من المكواة عادةً لتسخين اللحام، مما يُمكّنه من التدفق على جميع الأجزاء. علاوة على ذلك، يلتصق اللحام بطرف المكواة للمساعدة في نقل الحرارة ورفع درجة حرارة الجزء المعدني إلى درجة انصهاره. وهذا يُمكّن المكون من الالتصاق جيدًا بلوحة الدوائر المطبوعة.

تجدر الإشارة إلى أن المعدن الحشوي له في الواقع نقطة انصهار أقل بكثير من المعدن المجاور. يختلف اللحام عن اللحام التقليدي، إذ لا علاقة له بصهر القطع.

كذلك، في اللحام باللحام، لا يُصهر معدن قطعة العمل، بل معدن الحشو هو الذي يذوب عند درجات حرارة عالية جدًا أثناء اللحام. على مدى عقود مضت، كانت جميع اللحامات تقريبًا تحتوي على الرصاص، في حين تزايدت المخاوف البيئية والصحية لتفرض استخدام السبائك الخالية من الرصاص للأغراض الكهربائية والإلكترونية.

فيما يلي قائمة بأنواع مختلفة من لحام PCB والتي تشمل:

• إنحسر لحام

إنها التقنية الأكثر شيوعًا. فيها، تُوضع كمية محددة من اللحام المتين في مكان محدد على جسم ما، ثم تُرسل مباشرةً إلى ما يُعرف بفرن إعادة التدفق.

بعد ذلك، تعمل حرارة عملية إعادة التدفق على تسييل اللحام، ويتصلب بمجرد خروجه من الفرن - وهذا يساعد في إنشاء وصلة اللحام.

• موجة لحام

هذا نوع من اللحام الانتقائي، حيث تُلحم أجزاء محددة من اللوحة لتثبيت المكونات عليها. يُجرى ذلك عن طريق توليد موجة لحام سائلة.

إنها عملية متعددة الاستخدامات إلى حد كبير نظرًا لأن آلات اللحام بالموجات قادرة بدرجة كبيرة على القيام بمفاصل سهلة مثل سحب اللوحة والمكونات عبر الموجة.

• لحام اليد

تذكر أن تقنية اللحام التقليدية في تاريخ البشرية تقريبًا كانت اللحام اليدوي. يُعتبر هذا اللحام حرفةً بكل معنى الكلمة، إذ ينطوي على علم وفن.

يتطلب اللحام اليدوي دقةً وتفاصيل دقيقة. ويرجع ذلك إلى وجود وصلات محددة لا تستطيع آلات التحكم الرقمي أو إعادة التدفق القيام بها.

العيب الذي ينطوي عليه هذا اللحام اليدوي هو حقيقة أنه لا يوجد الكثير من المنتجات التي تتطلب ذلك.

كما أن عدد الأشخاص الذين يدخلون هذا المجال قليل جدًا، كما أن النضال من أجل تدريب الشخص حتى يتمكن من تنفيذ العملية بشكل مكثف أمر مكلف.

• لحام بالليزر

إنها تُشبه إلى حد كبير لحام إعادة الصهر. بمعنى آخر، يُوضع لحام متين على لوح، ثم يُسخّن حتى يبدأ بالتدفق ويُكمل وصلة اللحام. ولكن، تُنفَّذ هذه العملية بمساعدة الليزر في مواقع مُحددة.

إنه الأكثر مرونةً ودقةً. يمكن لحام مكونات التركيب الآمن والثقوب بالليزر. علاوةً على ذلك، يُقلل هذا النوع من لحام لوحات الدوائر المطبوعة من المخاطر نظرًا لاستخدامه مشرطًا جراحيًا بدلًا من سيف عريض.

عملية لحام لوحة الدوائر المطبوعة

سنلقي نظرة سريعة على عملية لحام لوحة الدوائر المطبوعة. تتضمن هذه العملية:

• تحضير السطح

إذا كنت تبحث عن وصلة لحام قوية وذات مقاومة منخفضة، فالسطح النظيف ضروري. يجب تنظيف جميع الأسطح المراد لحامها جيدًا. يمكنك استخدام وسادات سكوتش برايت من 3M المتوفرة في ورش تصليح هياكل السيارات.

هذا لأنها تُزيل آثار التشويه السطحي بسرعة دون التأثير على مادة لوحة الدوائر المطبوعة التي ترغب بالعمل عليها. بعد تنظيف اللوحة نهائيًا حتى تصبح نحاسية لامعة، يمكنك استخدام مذيب مثل الأسيتون.

• وضع المكون

بعد الانتهاء من تنظيف كلٍّ من المكوّن واللوحة، يمكنك تركيب المكونات على اللوحة. بما أن دائرتك سهلة وتتضمن مكونات قليلة، فلا يمكنك تركيب جميع المكونات على اللوحة ولحامها فورًا.

على الأرجح، ستحتاج إلى لحام بعض المكونات واحدًا تلو الآخر قبل قلب اللوحة ووضع المزيد منها. بشكل عام، يُفضل البدء بالمكونات الأصغر والأسطح، ثم الانتقال إلى المكونات الكبيرة لاحقًا.

• تطبيق الحرارة

ستحتاج إلى وضع كمية صغيرة جدًا من اللحام على طرف المكواة، لأنه سيساعد على توصيل الحرارة إلى كلٍّ من اللوحة والمكون. ولكن، ليس اللحام هو المسؤول عن تكوين المفصل.

لتسخين المفصل، يجب وضع طرف المكواة بحيث يستقر على سلك المكون واللوحة. من الضروري تسخين كلٍّ من السلك واللوحة، وإلا سيتجمع اللحام بسهولة ولن يلتصق بالجسم غير المسخن.

علاوة على ذلك، فإن الكمية القليلة من اللحام التي وضعتها على الطرف قبل البدء في تسخين المفصل سوف تساعد في إنشاء اتصال بين الرصاص واللوحة.

• تطبيق اللحام على المفصل

بعد تسخين سلك المكوّن ولوحة اللحام بنجاح، اعلم أنك مستعد لدفع ثمن اللحام. ما ستفعله هو وضع طرف خيط اللحام على كلٍّ من لوحة اللحام وسلك المكوّن، وليس على طرف المكواة.

لاحظ أنه إذا كانت جميعها ساخنة بما يكفي، فسيتدفق اللحام بحرية على الوسادة والرصاص. ستشاهد أيضًا كيف يذوب اللحام ويتحول إلى سائل.

استمر في إضافة اللحام إلى المفصل حتى يتم تغطية الوسادة بالكامل، ويشكل اللحام تلة صغيرة ذات جوانب مقعرة.

مع ذلك، إذا بدأ بالتكتل، فسيتعين عليك استخدام كمية كبيرة من اللحام، أو إذا لم تكن الوسادة الموضوعة على اللوحة ساخنة كما توقعت. في النهاية، لا تحرك المفصل حتى يتماسك اللحام.

• فحص المفصل وتنظيفه

بعد الانتهاء من تركيب المفصل، الخطوة التالية هي فحصه. يجب عليك التأكد من عدم وجود أي مفاصل باردة، أو قمصان ذات وسادات متقابلة، أو ضعف في تدفق الهواء. إذا كان المفصل سليمًا، يمكنك الانتقال إلى الخطوة التالية.

الخطوة التالية هي قصّ الرصاص باستخدام قواطع جانبية صغيرة، ثم قصّه من أعلى وصلة اللحام. بعد الانتهاء من جميع وصلات اللحام، عليك تنظيف بقايا اللحام الزائدة على اللوحة.

بعض المواد المانعة للتسرب استرطابية، وتمتص كميات كبيرة من الماء، مما يجعلها موصلة جيدًا للكهرباء. يمكن تنظيف معظم المواد المانعة للتسرب بسهولة باستخدام هيدرات الميثيل وقطعة قماش، بينما قد يتطلب بعضها مذيبًا أقوى بكثير.

المشاكل الشائعة أثناء لحام لوحة الدوائر المطبوعة

بعض المشاكل التي قد تواجهها أثناء عملية لحام PCB هي:

• مفصل مضطرب

هي مشكلة تتعلق بالتعرض للحركة أثناء تصلب اللحام. في هذه الحالة، يكون سطح المفصل خشنًا أو بلوريًا أو يبدو متجمدًا. غالبًا ما يُخلط بينها وبين المفصل البارد لتشابه مظهرهما.

• المفصل البارد

يحدث هذا عندما لا يذوب اللحام تمامًا. يتميز عادةً بسطح متكتل أو خشن. هذه العيوب غير موثوقة، وتظهر شقوق في رابط اللحام.

• المفصل الساخن

هنا، لا يتدفق اللحام بشكل جيد، وبقاياه من اللحام المحروق تجعل إصلاح المفصل صعبًا للغاية.

• ترطيب غير كافي (وسادة)

هنا، تُظهر المفصلتان علامات عدم تبليل وسادة اللحام بشكل كافٍ. تجدر الإشارة إلى أن اللحام يبلل الأسلاك جيدًا، ولكنه لا يُشكّل رابطًا مثاليًا مع الوسادة. قد يكون ذلك نتيجةً لاتساخ لوحة الدائرة الكهربائية أو عدم تسخين الوسادة والدبوس.

بعد سرد هذه المشاكل، قد تتساءل عن كيفية معرفة وجود مشكلة في لحام لوحة الدوائر المطبوعة. حسنًا، لمعرفة وجود مشكلة في لحام لوحة الدوائر المطبوعة، يعتمد ذلك على نوع المشكلة التي تواجهها.

على سبيل المثال، إذا كان جسر لحام، فستلاحظ عدم وجود مساحة كافية بين طبقة قناع اللحام والوسادات. هنا، يذوب مفصلا اللحام الأيسران معًا لتكوين اتصال غير مقصود.

عندما يلاحظ المُصنِّع ذلك، يُمكنه إصلاحه بسحب طرف مكواة ساخنة جدًا بين المفصلين المُلتحمين. أما إذا كان اللحام زائدًا عن الحد، يُمكن للمُصنِّع استخدام ماصة لحام أو فتيل للتخلص منه.

كيفية تجنب هذه المشاكل وحلها

في الحالات التي يلاحظ فيها المشتري أيًا من المشكلات المذكورة سابقًا مع لحام PCB الخاص به، فمن المستحسن عدم الذعر حيث يمكن إصلاحها جميعًا بقليل من الصبر.

إذا أراد المشتري جعل اللحام يتدفق، ولكنه لم يتدفق في الاتجاه الصحيح، مما أدى إلى مشاكل، فيمكنه الاسترخاء وترك المفصل ليبرد، ثم تنظيف الحديد وتغليفه بالقصدير. يجب تنظيف أي تدفق محترق من المفصل بحذر.

الخطوة التالية هي تسخين المكواة حتى تصل إلى درجة حرارة طبيعية. يلي ذلك إعادة تسخين المفصل ومحاولة السماح للحام بالتدفق مرة أخرى.

تجدر الإشارة إلى أنه مهما كانت المشكلة التي تواجهها في لحام لوحة الدوائر المطبوعة، يُمكن حلها. إذا لم تكن لديك، كمشتري، فكرة واضحة عن كيفية إصلاحها، يُمكنك دائمًا أخذها إلى الشركة المُصنِّعة.

نصائح لحام PCB

عندما تبدأ رحلتك في لحام PCB، يجب عليك:

• تجنب لمس رأس أو عنصر مكواة اللحام، لأن عنصر مكواة اللحام يُسخّن دائمًا إلى حوالي أربعمائة درجة.
• لا تلمس الجزء المرن الرئيسي بطرف اللحام الخاص بك لأن معظم محطات اللحام تحتوي على جزء مرن مقاوم للحرارة لمزيد من الحماية والأمان.
• تأكد من إعادة مكواة اللحام إلى وضعها الطبيعي. لا تضع مكواة اللحام على طاولة العمل، حتى لو كانت قريبة من منطقة العمل.
• حاول اللحام في أماكن جيدة التهوية. لأن الأبخرة المنبعثة من اللحام المنصهر قد تكون مزعجة للغاية. يُنصح دائمًا بتحريك رأسك إلى جانب المشروع وليس فوقه. بهذه الطريقة، يمكنك دائمًا تجنب إضاعة الوقت.
• تأكد من غسل يديك بعد اللحام. لأن اللحام يحتوي على الرصاص، وهو معدن سام جدًا. بعد الانتهاء من اللحام، اغسل يديك جيدًا على الفور.
• لا ترتدي ملابس فضفاضة، فقد تُسبب لك السقوط بسهولة في مكان عملك.

أخيرًا، قبل أن يفكر أي شخص في تركيب محطة اللحام، يجب أن يكون لديه حقيبة إسعافات أولية. ومن الضروري أيضًا أن تكون مستعدًا دائمًا لحوادث العمل. انتبه جيدًا لبيئتك وتوخَّ الحذر الشديد عند استخدام رأس مكواة اللحام.

اختتام عنه           

لقد تمكنا بنجاح من شرح كل ما يتعلق بلحام PCB بالتفصيل وحتى كيف ظهر PCB في دائرة الضوء، والخطوات المشاركة في لحام PCB، والمشكلات التي يمكن أن تحدث، وأخيرًا، نصائح لحام PCB.

وقد عرضت شركة موكو، ميزان التثبيت السطحي (SMT)، من خلال ثقب، بغا، كابلات وأسلاك، خدمات تجميع الصناديق لأكثر من 16 عامًا، نرحب بك للتعرف علينا أكثر في https://www.mokotechnology.com/.