Het solderen van printplaten is een van de meest fundamentele processen bij het assembleren en repareren van printplaten . Of je nu een doe-het-zelf-liefhebber bent die een nieuwe elektronische assemblage uitprobeert of een professional in de elektronica-industrie, je moet de juiste soldeertechnieken leren om betrouwbare elektronische assemblages te bouwen die lang meegaan. In deze blog leggen we uit hoe je printplaten soldeert, welke verschillende soldeertechnieken er zijn en welke gereedschappen je nodig hebt.
Wat is PCB-solderen?
PCB solderen verwijst naar een proces van het verbinden van elektronische componenten met een printed circuit board (PCB) door gesmolten metaal te gebruiken, meestal soldeer om een elektrische verbinding te maken. Wanneer het gesmolten soldeer afkoelt en stolt, wordt er een geleidende verbinding gevormd tussen de componenten en de PCB die een betrouwbaar elektrisch pad voor het circuit biedt.
Verschillende soorten PCB-soldeertechnieken
- Zacht solderen
Een ideaal zacht proces voor delicate en ingewikkelde printplaatcomponenten met lagere smelttemperaturen. Om kwetsbare componenten te beschermen, moet de soldeertemperatuur onder de 400 graden Celsius worden gehouden. Deze techniek wordt vaak gebruikt voor de meeste elektronische assemblagewerkzaamheden.
- Hard solderen
Met vast soldeer is het een geweldige techniek om sterkere verbindingen te creëren tussen metalen elementen, met name voor zilver-, goud-, koper- of messingcomposities. Er zijn veel subtypes en zilver solderen is een van de bekendste, waarbij een zilverlegering als vulmateriaal wordt gebruikt om de bevestiging van componenten te beveiligen.
- Golf solderen
Het is een ideaal geautomatiseerd proces voor zowel through-hole als surface-mount componenten. Dit is hoe het werkt: PCB met componenten erop passeren een golf van gesmolten soldeer, om consistente verbindingen over meerdere verbindingen tegelijk te creëren. Deze methode is efficiënt voor bulkassemblages.
- Solderen met reflow
Dit proces wordt voornamelijk gebruikt voor SMT-componenten (Surface Mount Technology). Eerst worden de componenten op contactvlakken geplaatst die bedekt zijn met soldeerpasta . Vervolgens wordt de pasta verwarmd om deze te smelten en zo betrouwbare elektrische verbindingen te creëren. Dit is een zeer nauwkeurige soldeermethode voor moderne elektronische assemblages.
Aanbevolen leesvoer: Golfsolderen versus reflowsolderen: het belangrijkste verschil onthuld
Essentiële soldeergereedschappen en benodigde apparatuur
- Soldeerbout of Soldeerstation
Elk soldeerwerk begint met een goede kwaliteit soldeerbout of station. Moderne soldeerstations hebben de eigenschap van instelbare temperatuurinstellingen en verwisselbare punten, die verschillende componentgroottes kunnen accommoderen. Temperatuurregelmogelijkheden zorgen voor een consistente verwarmingstijd voor het creëren van betrouwbare soldeerverbindingen en voorkomen schade aan de componenten.
- Soldeer
Elektronisch solderen omvat doorgaans twee hoofdsoorten soldeer: loodhoudende en moderne loodvrije samenstellingen. Loodhoudende soldeer, hoewel het beter verwerkbaar is en smelt bij een lagere temperatuur (ongeveer 180°C), wordt vervangen door loodvrije alternatieven om milieu- en gezondheidsredenen, hoewel de laatste een hogere werktemperatuur vereisen (ongeveer 220°C).
- Soldeer Flux
Soldeervloeimiddel verwijdert actief oxidatie van het metaaloppervlak, voorkomt verdere oxidatie tijdens het soldeerproces en verbetert de vloei-eigenschappen van het soldeer. Vloeimiddel is verkrijgbaar in verschillende vormen, zoals geïntegreerde vloeimiddelkern soldeerdraad, vloeimiddelpasta of vloeibare vloeimiddel.
- Desoldeergereedschappen
Soms moet u een soldeerverbinding verwijderen of opnieuw bewerken. Hiervoor zijn desoldeergereedschappen nodig, waaronder desoldeerpompen, desoldeerlint en soldeerbouten, die kunnen worden gebruikt om overtollig soldeer te verwijderen.
Hoe soldeer je een PCB: een stapsgewijze handleiding
Er zijn een paar belangrijke stappen betrokken bij het solderen van PCB's. Ik zal u een gedetailleerde, stapsgewijze handleiding geven om u door het proces te leiden:
Stap 1: Bereid de soldeerbout voor
Het voorbereiden van de soldeerbout is de eerste stap bij het solderen van PCB's. Eerst moet je de punt vertinnen (bedek hem met een dunne laag soldeer). Verwarm de bout nu goed, doe genoeg soldeer op de punt om hem volledig te bedekken. Veeg daarna alle overtollige flux weg voordat het hard wordt. Het is belangrijk om de temperatuur de hele tijd te controleren. Als je hem te lang laat zitten, zal de hoge temperatuur van de bout de PCB beschadigen.
Stap 2: Reinig het PCB-oppervlak
Controleer vervolgens of het PCB-oppervlak schoon is, zonder stof, vet of vuil. Blaas alle resterende stukjes vuil weg met perslucht en veeg het bord vervolgens schoon met een industriële reinigingspad. Het is erg belangrijk om het oppervlak schoon te maken, omdat het soldeer niet aan een vuil oppervlak blijft plakken en de verbindingen niet betrouwbaar zijn.
Stap 3: Plaats de componenten
Wanneer u met doorlopende gaten werkt, duwt u de draden eenvoudig in de gaten zodat het onderdeel plat op het oppervlak van de printplaat ligt. Als u met oppervlaktemontagecomponenten werkt, plaatst u ze op de juiste plaats op hun pads; een pincet is erg handig voor kleine onderdelen. Zorg ervoor dat gepolariseerde componenten zoals condensatoren en diodes de juiste kant op wijzen voordat u ze soldeert.
Stap 4: Breng wat warmte aan
Plaats de PCB op een hittebestendige pad om te voorkomen dat deze beweegt tijdens het proces. Plaats vervolgens de soldeerboutpunt op de PCB-pad en de componentleiding om warmte toe te passen. Het zal de twee oppervlakken gelijkmatig verwarmen, wat de oppervlakken gereed zal maken om soldeerstroom te ontvangen. Houd de soldeerbout slechts enkele seconden op een plaats om oververhitting te voorkomen.
Stap 5: Voeg soldeer toe aan de verbinding
Raak bij verhitting gewoon de punt van wat soldeer aan op het soldeerpad en de draad. Tegen die tijd zal het soldeer soepel vloeien en zal de flux vloeibaar worden. Voeg wat meer soldeer toe rond de verbinding, zodat er een klein heuveltje ontstaat. Zet de soldeerbout vervolgens neer en haal hem hier weg.
Stap 6: Controleer de verbinding en knip de draden bij
Wanneer de verbinding is afgekoeld, inspecteer je de verbinding visueel om te zien of deze glad en stevig is. Als alles er goed uitziet, knip je overtollige lood van het onderdeel net boven de soldeerverbinding af. Als het goed is gevormd, zouden we een kleine, schone kegelvorm op de verbinding moeten hebben.
Top 5 PCB-soldeerdefecten en hoe u ze kunt voorkomen
- Koude soldeerverbindingen
Als het niet goed wordt verhit, krijg je een koude verbinding, gekenmerkt door een dof, korrelig uiterlijk (in tegenstelling tot glad en glanzend). Voorkom dit door de soldeerbouttemperatuur in het bereik van 315-370°C te houden en te zorgen voor voldoende hittecontacttijd.
- Onvoldoende soldeer
Als er niet genoeg soldeer wordt gebruikt, wordt de verbinding niet goed bedekt en levert deze geen betrouwbare elektrische verbindingen op die onder spanning kunnen falen. Om dit probleem te voorkomen, moet u ervoor zorgen dat de lood- en padgebieden volledig bedekt zijn en dat er een goede fillet ontstaat, zodat het lijkt op een zandlopervorm.
- Soldeer Bruggen
Dit defect verwijst naar ongewenste verbindingen tussen aangrenzende pads of leads, wat kortsluiting en zelfs apparaatstoringen kan veroorzaken. Goede controle over de hoeveelheid soldeer en het gebruik van de juiste maat ijzerpunt kan helpen soldeerbruggen te voorkomen.
- Overtollig soldeer
Te veel soldeer gebruiken zou materiaalverspilling zijn; bovendien kunnen de te grote verbindingen slechte verbindingen eronder verbergen. Om dit probleem te voorkomen, brengt u gewoon de benodigde hoeveelheid soldeer aan en gebruikt u soldeerlont om overtollig soldeer te verwijderen indien nodig.
- Componentverschuiving
Dit probleem doet zich vaak voor bij surface mount-apparaten. Het wordt het beste opgelost door de juiste PCB-afstandhouder te gebruiken en het onderdeel vervolgens vast te zetten met een enkele soldeerverbinding. Voordat we verdergaan, moeten we wachten tot de verbindingen volledig zijn afgekoeld om beweging tijdens de montage te voorkomen.
Conclusie
PCB solderen is een vaardigheid die je moet oefenen, maar het is de moeite waard om te leren. Van basisgereedschappen tot verschillende technieken zoals zacht, hard, golf- en reflow-solderen, we hebben het allemaal behandeld. Vergeet niet om op te letten op veelvoorkomende problemen zoals koude verbindingen en soldeerbruggen; het zijn niet per se slechte dingen, veel mensen hebben deze problemen bij hun eerste pogingen, maar je wordt er beter in om ze te herkennen en te voorkomen.
Bij UnityPCB bieden we professionele PCB-assemblageservices die deze best practices in de praktijk brengen. Of u nu uw eerste project start of de productie opschaalt, ons ervaren team zorgt ervoor dat uw PCB's elke keer goed worden gesoldeerd.
