Tutto quello che devi sapere sulla saldatura dei PCB

Innanzitutto, la saldatura dei PCB è una delle competenze più fondamentali che si possano sperimentare nell'universo dell'elettronica. Il fatto è che vanno di pari passo, come carote e piselli. E, anche se è possibile imparare di più e creare componenti elettronici senza dover usare un saldatore, scoprirete che un'abilità come questa apre un mondo completamente nuovo. In questo blog, forniremo una panoramica di base sulla saldatura dei PCB, includendo definizione, tipologie, processo e così via. Immergiamoci...

Cos'è esattamente la saldatura PCB?

Se non lo sapeste, beh, la saldatura è un processo in cui due o più elementi vengono uniti tramite fusione e l'inserimento di un metallo d'apporto, che è la lega di saldatura, nel giunto. Tutto ciò che serve per eseguire la saldatura più semplice è un saldatore, un po' di stagno e i componenti da saldare. La parte superiore del saldatore viene normalmente utilizzata per riscaldare lo stagno, consentendogli di scorrere uniformemente sui componenti. Inoltre, lo stagno si attacca alla punta, favorendo il trasferimento del calore e aumentando la temperatura della parte metallica fino al punto di fusione dello stagno. Questo permetterà al componente di aderire perfettamente al PCB.

Si noti che il metallo d'apporto ha in realtà un punto di fusione molto più basso rispetto al metallo adiacente. A differenza della saldatura, la brasatura non prevede la fusione dei pezzi da saldare.

Inoltre, nella brasatura, il metallo del pezzo non viene fuso, ma è il metallo d'apporto a fondersi a temperature elevatissime durante la saldatura. Alcuni decenni fa, quasi tutte le leghe per saldatura contenevano piombo, mentre le preoccupazioni ambientali e sanitarie sono cresciute fino a imporre l'uso di leghe senza piombo sia per applicazioni idrauliche che elettroniche.

Di seguito sono elencati i vari tipi di saldatura PCB, tra cui:

• Saldatura a riflusso

È la tecnica più comune. In questo caso, una quantità specifica di lega saldante resistente viene applicata in un punto specifico di un oggetto, per poi essere inviata direttamente in quello che viene chiamato forno di rifusione.

Successivamente, il calore del riflusso liquefa la lega per saldatura, che si solidifica una volta uscita dal forno, facilitando la creazione del giunto di saldatura.

• Saldatura ad onda

Si tratta di un tipo di saldatura selettiva in cui vengono saldate parti specifiche di una scheda, poiché i componenti devono essere fissati su queste parti. Viene eseguita sviluppando un'onda di saldatura liquida.

Si tratta di un processo piuttosto versatile, poiché le macchine per saldatura a onda sono in grado di realizzare giunzioni semplici, come il trascinamento di una scheda e di componenti tramite l'onda.

• Saldatura a mano

Tenete presente che la tecnica di saldatura standard in quasi tutta la storia dell'uomo è stata in realtà la saldatura a mano. È considerata un'arte in tutti i sensi, poiché in questa saldatura si fondono scienza e arte.

La saldatura manuale richiede una precisione e una cura maniacale dei dettagli. Questo perché ci sono giunzioni specifiche che le macchine a controllo digitale o a rifusione non possono realizzare.

Lo svantaggio di questa saldatura manuale è il fatto che non ci sono molti prodotti che la richiedono.

Inoltre, il numero di persone che intraprendono questo percorso è molto esiguo e la fatica di formare una persona affinché sia ​​in grado di svolgere il processo in modo intensivo è costosa.

• Saldatura laser

È praticamente la stessa cosa della saldatura a rifusione. Il principio è che una lega saldante resistente viene applicata su una scheda e poi riscaldata finché non inizia a scorrere e completa la saldatura. Tuttavia, viene eseguita con l'ausilio di un laser in punti specifici.

È il metodo più flessibile e preciso in termini di precisione. Anche i componenti Sure Mount e quelli a foro passante possono essere saldati al laser. Inoltre, questo tipo di saldatura per PCB tende a presentare rischi ridotti poiché utilizza un bisturi e non una spada.

Il processo di saldatura PCB

Daremo una rapida occhiata al processo di saldatura dei PCB. Questo processo prevede:

• Preparazione delle superfici

Se si desidera una saldatura potente ma a bassa resistenza, è fondamentale che la superficie sia pulita. Tutte le superfici da saldare devono essere pulite accuratamente. È possibile utilizzare i tamponi Scotch Brite 3M, reperibili presso le carrozzerie.

Questo perché rimuoveranno rapidamente l'ossidazione superficiale senza danneggiare il materiale del PCB su cui si desidera lavorare. Una volta che la scheda è stata pulita fino a ottenere un rame lucido, è possibile utilizzare un solvente come l'acetone.

• Posizionamento del componente

Una volta completata la pulizia sia del componente che della scheda, è possibile posizionarli sulla scheda. A parte il fatto che il circuito è semplice e prevede pochi componenti, non è possibile posizionarli tutti sulla scheda e saldarli immediatamente.

Molto probabilmente, dovrai saldare alcuni componenti uno alla volta prima di girare la scheda e posizionarne altri. In generale, è ideale iniziare con i componenti più piatti e piccoli e passare a quelli più grandi in un secondo momento.

• Applicazione di calore

Dovrai applicare una piccolissima quantità di stagno sulla punta del saldatore, perché aiuterà a condurre il calore sia verso la scheda che verso il componente. Tuttavia, non è lo stagno a creare la giunzione.

Per riscaldare il giunto, dovrai posizionare la punta del saldatore in modo che appoggi sia sul terminale del componente che sulla scheda. È fondamentale riscaldare sia il terminale che la scheda; altrimenti, la lega per saldatura si accumulerà facilmente e non aderirà all'oggetto non riscaldato.

Inoltre, la piccola quantità di saldatura che hai posizionato sulla punta prima di iniziare a riscaldare il giunto aiuterà a stabilire il contatto tra il terminale e la scheda.

• Applicazione della saldatura al giunto

Subito dopo aver riscaldato con successo il terminale del componente e la piazzola di saldatura, sappi che dovrai saldare. Quello che dovrai fare è posizionare la punta del filo di stagno sia sul terminale del componente che sulla piazzola di saldatura, non sulla punta del saldatore.

Nota che, se tutti i componenti sono sufficientemente caldi, la lega per saldatura scorrerà liberamente su tutta la superficie del pad e del terminale. Potrai anche osservare come il flusso si fonde e si liquefa.

Continuare ad aggiungere saldatura al giunto finché il pad non è completamente rivestito e la saldatura non ha formato un piccolo cumulo con i lati concavi.

Tuttavia, se dovesse iniziare a formare delle palline, significa che dovrete usare molto stagno o che il pad posizionato sulla scheda non è caldo come pensavate. Alla fine, non muovete il giunto finché lo stagno non si sarà solidificato.

• Ispezione del giunto e pulizia

Una volta completata la creazione del giunto, il passo successivo è ispezionarlo. Dovresti cercare di individuare giunti freddi, camicie con cuscinetti opposti o flusso insufficiente. Se il giunto è a posto, puoi passare alla fase successiva.

Il passaggio successivo consiste nel tagliare il reoforo con un piccolo tronchesino, all'altezza della parte superiore del giunto di saldatura. Una volta completati tutti i giunti di saldatura, è necessario pulire i residui di flussante in eccesso presenti sulla scheda.

Inoltre, alcuni flussi sono igroscopici e possono assorbire così tanta acqua da risultare piuttosto conduttivi. La maggior parte dei flussi si pulisce facilmente con idrato di metile e uno straccio, mentre alcuni potrebbero richiedere un solvente molto più potente.

Problemi comuni durante la saldatura dei PCB

Alcuni dei problemi che potresti incontrare durante la saldatura dei PCB sono:

• Articolazione disturbata

Si tratta di un tipo di problema che comporta il movimento della saldatura durante la solidificazione. In questo caso, la superficie del giunto può apparire ruvida, cristallina o satinata. Spesso viene confusa con una giunzione fredda, perché i due fenomeni appaiono simili.

• Giunto freddo

Questo accade quando la lega per saldatura non si fonde completamente. Spesso è caratterizzata da una superficie grumosa o ruvida. Sono inaffidabili e il legame saldante presenta crepe.

• Giunto surriscaldato

In questo caso, la lega per saldatura non scorre bene e i residui di flusso bruciato rendono molto difficile la riparazione del giunto.

• Bagnatura insufficiente (tampone)

Qui, i due giunti mostrano segni di insufficiente bagnatura del relativo pad di saldatura. Si noti che il saldante bagna bene i terminali, ma non crea un legame ideale con il pad. Ciò può essere dovuto a un circuito stampato sporco o alla mancata applicazione di calore al pad e al pin.

Dopo aver elencato questi problemi, potresti chiederti come capire se c'è un problema di saldatura del PCB. Beh, se vuoi sapere se c'è un problema di saldatura del tuo PCB, dipende dal tipo di problema che stai riscontrando.

Ad esempio, se si tratta di un ponte di saldatura, si noterà che non c'è abbastanza spazio tra lo strato di maschera di saldatura e i pad. In questo caso, i due giunti di saldatura a sinistra si fondono formando una connessione indesiderata.

Quando un produttore se ne accorge, può ripararlo facendo passare la punta di un ferro rovente tra i due giunti saldati. Tuttavia, se la lega di saldatura è eccessiva, il produttore può utilizzare un aspiratore o uno stoppino per eliminarla.

Come evitare e risolvere questi problemi

Nei casi in cui è l'acquirente a notare uno qualsiasi dei problemi menzionati in precedenza con la saldatura del PCB, è consigliabile non farsi prendere dal panico, poiché è possibile risolverli con un po' di pazienza.

Se l'acquirente desidera far scorrere la lega per saldatura e questa non scorre nella direzione corretta, causando problemi, può rilassarsi e lasciare raffreddare la saldatura, per poi pulire e stagnare il saldatore. Eventuali residui di fondente bruciati dalla saldatura devono essere puliti con cura.

Il passo successivo è quello di lasciare che il saldatore si riscaldi fino a raggiungere una temperatura normale. In seguito, si riscalda nuovamente il giunto e si cerca di far scorrere nuovamente la lega.

Tieni presente che, qualunque sia il problema riscontrato con la saldatura del tuo PCB, è tutto risolvibile. Se, come acquirente, non sai cosa fare, puoi sempre portare il prodotto al produttore per la riparazione.

Suggerimenti per la saldatura dei PCB

Quando si intraprende il percorso di saldatura dei PCB, è opportuno:

• Evitate di toccare la punta o l'elemento del saldatore. Questo perché l'elemento del saldatore è sempre caldo a circa quattrocento gradi.
• Non toccare la parte flessibile principale con la punta per saldatura perché la maggior parte delle stazioni di saldatura è dotata di un flessibile resistente al calore per una maggiore protezione e sicurezza.
• Assicuratevi di rimettere il saldatore nella sua posizione normale. Non posizionate mai il saldatore sul banco da lavoro, nemmeno attorno all'intera area di lavoro.
• Cercate di saldare in aree ventilate. Questo perché i fumi rilasciati dalla fusione della lega possono essere piuttosto fastidiosi. Si consiglia sempre di spostare la testa lateralmente rispetto al progetto e non sopra di esso. In questo modo, si può sempre risparmiare tempo.
• Assicuratevi di lavarvi le mani dopo la saldatura. Questo perché la saldatura contiene piombo, un metallo altamente tossico. Dopo aver maneggiato la lega per saldatura, lavatevi accuratamente le mani immediatamente.
• Non indossare abiti larghi. Questi abiti possono farti cadere facilmente sul posto di lavoro.

Infine, prima di pensare di installare una stazione saldante, è fondamentale avere a portata di mano un kit di pronto soccorso. Inoltre, è fondamentale essere sempre preparati agli incidenti sul lavoro. Prestare attenzione all'ambiente circostante e prestare molta attenzione alla punta del saldatore.

Wrapping It Up           

Siamo stati in grado di spiegare con successo e nei dettagli in cosa consiste la saldatura dei PCB e persino come i PCB sono emersi alla ribalta, i passaggi coinvolti nella saldatura dei PCB, i problemi che possono verificarsi e, infine, suggerimenti per la saldatura dei PCB.

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