إن لحام لوحة الدوائر المطبوعة ليس مجرد مهارة تقنية؛ بل هو فن في قلب كل جهاز إلكتروني. فمن الدائرة الهشة إلى الروابط القوية للوحة الدوائر المطبوعة الصناعية، فإنه يخلق اتصالات تجعل التكنولوجيا تعمل. فيما يلي، نعرض لك كيفية لحام مكونات لوحة الدوائر، والطرق، والأدوات اللازمة، والنصائح لتحسين مهاراتك في اللحام.
ما هو لحام PCB؟
لحام لوحة الدوائر المطبوعة يعني ربط جزء (أو أجزاء) بلوحة دوائر مطبوعة باستخدام معدن حشو سهل الذوبان يسمى اللحام. يمكن أن يكون الجزء هيكليًا، مثل لسان معدني، أو موصلًا، مثل الأسلاك. نستخدم أيضًا اللحام لتركيب الأجهزة الإلكترونية.
تتضمن عملية اللحام صهر الفضة أو القصدير أو غيرها سبيكة معدنية بين الأجزاء التي تنوي لحامها، بما في ذلك وسادات النحاس. عند التصلب، يشكل اللحام اتصالاً صلبًا ودائمًا.
يمكنك لحام لوحات الدوائر يدويًا أو استخدام آلة لحام لوحات الدوائر المطبوعة الآلية. اللحام اليدوي هو الأفضل لأعمال الإصلاح أو أحجام اللوحات المنخفضة. يكلف أقل ولكنه أكثر صعوبة ويستغرق وقتًا أطول.
اللحام الآلي هو الطريقة الأسرع. كما أنه يوفر اتساقًا ودقة أكبر. ومع ذلك، فهو أكثر تكلفة. نستخدمه بشكل أساسي عند العمل مع لوحات ذات حجم أكبر وعندما يجب أن تكون التوصيلات عالية الجودة.
المصدر: https://www.youtube.com/watch?mwsO1S-Y4Qo
طرق لحام PCB
هناك طريقتان رئيسيتان للحام لوحات الدوائر: اللحام الصلب والحام الناعم. كما نقسم "اللحام الصلب" إلى طرق اللحام بالنحاس والفضة. تعتمد أفضل طريقة على الأجزاء التي تنوي ربطها وكمية الحرارة التي يمكنك استخدامها بأمان وما إلى ذلك. فيما يلي المزيد حول كل طريقة.
اللحام الثابت
تتطلب عملية اللحام بالصلب مستويات حرارة أعلى لإذابة اللحام، وعادة ما تكون أعلى من 450 درجة مئوية (842 درجة فهرنهايت). وهذه الدرجة من الحرارة أعلى بكثير مما يمكن أن تتحمله العديد من الأجهزة الإلكترونية. ونتيجة لذلك، فإن هذه الطريقة تناسب بشكل أساسي المعادن والأجهزة ذات الحجم الأكبر، حيث تخلق روابط أقوى من الطرق الأخرى.
لحام الفضة
يستخدم هذا النوع الفرعي من اللحام الصلب سبيكة فضة كمعدن حشو. يتطلب درجة حرارة أقل من اللحام ولكن ليس منخفضة مثل اللحام الناعم. عادةً ما يكون أفضل لربط أجزاء لوحة الدوائر الصغيرة وليس كمعدن حشو.
لحام باللحام
تعمل عملية اللحام بالنحاس في درجات حرارة عالية (800 درجة مئوية إلى 1000 درجة مئوية) وتستخدم النحاس كمعدن حشو، مما يخلق روابط قوية ومقاومة للحرارة. وهي مثالية للتطبيقات الشاقة مثل السباكة وأنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء، وهي مثالية لربط المكونات المعدنية القوية التي تتطلب المتانة تحت الضغط.
لحام ناعم
اللحام الناعم هو عملية أكثر اعتدالاً، وبالتالي فهو الأفضل للأجزاء المضغوطة والحساسة. يستخدم درجة حرارة أقل، تتراوح بين 90 درجة مئوية و450 درجة مئوية. وكما يمكنك أن تتخيل، فإنه يعتمد أيضًا على سبائك القصدير لحام. هذا اللحام له درجة انصهار أقل من الفضة.
المصدر: https://www.youtube.com/watch?rYWwKe8f2kc
مواد وأدوات لحام PCB الأساسية
تتطلب عملية لحام لوحة الدوائر الإلكترونية يدويًا المواد والأدوات الأساسية التالية: مكواة لحام، ومادة لحام أو معجون، وسلك لحام. وتشمل الأدوات الأخرى إسفنجة لتنظيف طرف اللحام، ومادة تنظيف لوحة الدوائر الإلكترونية، ونظارات واقية. وإليك كيفية استخدامها.
لحام الحديد
يوفر مكواة اللحام الحرارة اللازمة لتسييل اللحام. وهي تستخدم الكهرباء وتأتي بأشكال مختلفة تصنيفات الواتكما أنها عادةً ما تحتوي على طرف قابل للتبديل لتغيير الدقة وقابلية التشغيل. بالنسبة للحام الخفيف أو المكونات الأصغر حجمًا، فإن مكواة بقوة 15 إلى 30 واط ستكون كافية. تتطلب اللحامات الشاقة قوة كهربائية أعلى.
اللحام والمعجون
مادة الصهر عبارة عن معجون عضوي لتنظيف الأسطح التي تنوي لحامها وتبليلها لاستقبال اللحام. تعمل كعامل تنقية، وتزيل التآكل وتجعل عملية اللحام أكثر كفاءة. يمكن أن تكون مادة الصهر قابلة للذوبان في الماء أو غير قابلة للذوبان، مثل مادة الصهر المصنوعة من الراتنج.
من ناحية أخرى، معجون اللحام عبارة عن لحام على شكل حبيبات مجهرية ممزوجة بعجينة. تعمل العجينة كمادة لاصقة وتثبت الأجزاء في مكانها لتسهيل لحامها.
سلك لحام
اللحام هو المعدن الحشوي الذي يذوب إلى سائل ويتصلب لإنشاء اتصال آمن. وعادة ما يكون من القصدير أو الفضة أو سبيكة معدنية أخرى ويباع في بكرات. وعادة ما يكون له قلب من مادة اللحام. يزيل اللحام التآكل ويشكل طبقة واقية. وعادة ما يأتي اللحام أيضًا بأحجام مختلفة.
المصدر: https://www.youtube.com/watch?SaBwdJLFVPU
مشاكل لحام لوحة الدوائر المطبوعة الشائعة وكيفية تجنبها
الهدف من ربط الأجزاء هو إنتاج وصلات مثالية ومتينة. ومع ذلك، مثل أي عملية أخرى، قد يكون لحام لوحة الدوائر الإلكترونية به عيوب. فيما يلي بعض المشكلات الشائعة وأسبابها النموذجية وعلاجاتها.
الانهاك
قد تكون درجة الحرارة المطلوبة لإذابة اللحام مرتفعة للغاية، مما يؤدي إلى مشكلات ارتفاع درجة الحرارة. هذه المشكلة شائعة عند استخدام اللحام الصلب أو إذا ضبط اللحام درجة الحرارة على درجة أعلى من الحد المحدد.
دوائر قصيرة
A قصر الدائرة هو اتصال كهربائي غير مقصود ناتج عن زيادة اللحام. كما يمكن أن تحدث دوائر قصيرة نتيجة رفع الوسادات بسبب الحرارة الزائدة أو القوة أثناء اللحام. تحكم في كمية اللحام لتجنب حدوث هذه الدوائر القصيرة. قم بإصلاح الدوائر القصيرة بمجرد ملاحظتها أيضًا.
المفاصل الباردة
يحدث الوصل البارد إذا لم يذوب اللحام تمامًا، مما يشير إلى عدم كفاية الحرارة. لا يتمتع الوصل البارد بمظهر احترافي. كما أنه لن يدوم. تجنب هذا العيب في اللحام من خلال ضمان درجات حرارة كافية ومدة لحام كافية. لإصلاح الوصل البارد، أعد تسخينه واترك اللحام يبرد دون انقطاع.
تحول المكون
تتحرك المكونات إذا لم تستقر في الموضع المقصود عندما يتصلب اللحام. ويحدث هذا إذا تحركت اللوحة أو طفت القطعة في اللحام المنصهر. لتجنب التحرك، قم بتأمين الأجزاء قبل إذابة اللحام. راقب موضعها أثناء اللحام لاكتشاف أي تحرك مبكرًا.
المصدر: https://www.youtube.com/watch?eghzHk-_Zuk
أفضل ممارسات لحام PCB
تعتمد سلامة لوحة الدوائر على مدى جودة لحام أجزائها. كما أن اللحام غير السليم يزيد من التكاليف ويضيع وقتك في إعادة العمل. فيما يلي بعض النصائح لمساعدتك على ضمان نجاح مشروع لحام لوحة الدوائر، بغض النظر عما إذا كنت مبتدئًا أو محترفًا في أعمال الصيانة المنزلية.
1. راقب دائمًا إرشادات السلامة عند اللحام. يسخن الطرف إلى درجات حرارة عالية جدًا. احرص على تجنب الحروق. كما ينتج عن اللحام أبخرة غير صحية. تأكد من وجود تهوية كافية في الغرفة.
2. استخدم منظفًا قويًا، مثل الأيزوبروبانول أو الكحول المحمرلإزالة التآكل والمواد الأخرى من PCB. يعمل الماء منزوع الأيونات أيضًا.
3. اختر طرف اللحام الصحيح: يعتبر النوع المخروطي أكثر دقة وأفضل في اللحام الدقيق، بينما يناسب شكل الإزميل الأجزاء كبيرة الحجم حيث تكون الدقة أقل أهمية.
4. احرص دائمًا على إبقاء طرف مكواة اللحام نظيفًا. فالتراكمات تقلل من فعاليتها. اتبع الخطوات الصحيحة أيضًا.
- تأكد من أن الطرف مثبت بشكل آمن في المكواة
- قم بتغطية الطرف بالقصدير لحمايته مع تحسين وقت التسخين أيضًا
- قم بتشغيل المكواة واتركها حتى تسخن
- اضبط درجة الحرارة على 400 درجة مئوية إذا كنت تستخدم محطة لحام مزودة بعناصر تحكم في درجة الحرارة
- نظف الطرف باستخدام إسفنجة واتركه يسخن مرة أخرى لبضع ثوانٍ
- قم بلمس الوسادة النحاسية الموجودة على لوحة الدوائر المطبوعة وقم بتسخينها لمدة أربع ثوانٍ تقريبًا
- أحضر اللحام إليه وأذيبه
5. استخدم لحامًا عالي الجودة ومعتمدًا لضمان عمل وصلات سليمة ودائمة. إذا لم تكن متأكدًا، فأرسل العمل إلى متخصص لتوفير وقت إعادة العمل والتكاليف.
6. يجب أن تظل عملية لحام PCB أو اللحام في حدود 2 و5 ثوانٍ الموصى بها، اعتمادًا على نوع المكونات.
وفي الختام
إن فهم كيفية لحام لوحة الدوائر المطبوعة يعد مهارة بالغة الأهمية في مجال الإلكترونيات. وكما تمت مناقشته في هذه المقالة، يجب أن تعرف الأساليب والأدوات أو المواد التي يجب استخدامها وكيفية تجنب المشاكل المرتبطة باللحام غير السليم. ومن الأهمية بمكان أيضًا أن تحرص على عدم إتلاف اللوحة أو التسبب في إصابات لنفسك، خاصة عند استخدام درجات حرارة أعلى من اللحام القوي.
