Ja elektroniku remontē pietiekami bieži, visticamāk tev jau ir vairāki lodmetāla veidi, flux, izlodēšanas pīne un vairākas lodāmura uzgaļi. Taču viens produkts joprojām ir diezgan maz zināms pat starp cilvēkiem, kas remontu nodarbojas gadiem — zemas temperatūras bismuta lodmetāls.
Tas nav parastā lodmetāla aizstājējs un arī nav labākā izvēle katram lodāmura darbam. Tā interese slēpjas vienā ļoti konkrētā īpašībā: tas kūst daudz zemākā temperatūrā nekā parastās sakausējumi.
Viens no visbiežāk izmantotajiem sastāviem ir Sn42Bi58 — 42 % alvas un 58 % bismuta. Tā kušanas punkts ir ap 138 °C. Lai saprastu atšķirību:
| Sakausējums | Kūst pie | Atšķirība |
|---|---|---|
| Sn42Bi58 (alvas-bismuta) | 138 °C | — |
| Sn63Pb37 (ar svinu) | 183 °C | par 45 °C vairāk |
| SAC305 (bezsvina) | 217 °C | par 79 °C vairāk |
Elektroniskā remontā šī atšķirība var izrādīties milzīga.
Nāc tieši pēc produkta un nelasi? Pieejams divos formātos:
- 50 g burciņa Sn42Bi58 — parastais formāts darba galdam
- 40 g šļirce ar bismutu — ērtāka, ja vajag precīzi dozēt nelielu daudzumu tieši tur, kur vajag
Kas ir īpašs bismuta lodmetālam?
Sn42Bi58 ir eitektisks sakausējums. Tas nozīmē, ka tas no cietā stāvokļa pāriet šķidrā ļoti konkrētā temperatūrā — šajā gadījumā ap 138 °C.
Taču aiz metallurģiskā skaidrojuma slēpjas tas, kas patiešām interesē praktiski: iespēja strādāt ar mazāku temperatūru un mazāku siltuma slodzi uz PCB.
Tas ir īpaši noderīgi, kad ir jutīgi komponenti, plastmasas savienotāji, ļoti plānas plates, LED, līmvielas vai vietas, kur pārmērīgs karstums var atraut padu vai sabojāt pašu plati.
Un, lai gan daudzi šo produktu pērk, domājot tikai par lodēšanu zemā temperatūrā, visticamāk interesantākais pielietojums ir pavisam cits.
Triks, kas pilnīgi maina izlodēšanas pieeju
Šeit bismuta lodmetāls sāk izrādīties patiešām noderīgs.
Iedomājies, ka jāizņem HDMI, USB vai USB-C savienotājs, SMD mikroshēma ar daudziem kontaktiem vai jebkurš cits komponents ar vairākiem lodājuma punktiem. Problēma parasti nav izkausēt vienu lodājumu. Problēma ir panākt, ka visi paliek izkausēti vienlaicīgi.
Uzsildīsi vienu pusi, pāriesies uz nākamo — un līdz brīdim, kad nokļūsi otrā galā, pirmais jau atkal sacietējis. Parastais risinājums ir paaugstināt temperatūru un pielikt vairāk karstā gaisa. Tas strādā, bet vienlaikus palielina risku sabojāt plati.
Ar Sn42Bi58 var rīkoties citādi. Uzklāj nelielu daudzumu uz esošajiem lodājumiem un ļauj abiem sakausējumiem sajaukties. Bismuta pievienošana ievērojami pazemina kušanas temperatūru šai maisījumam — lodājums paliek šķidrs ilgāk un komponentu var izņemt daudz vieglāk.
Daudzos gadījumos atšķirība ir pārsteidzoša. Savienotājs, kas šķita pilnīgi pieķēries PCB, sāk nākt ārā gandrīz bez piepūles.
Šim nolūkam šļirce parasti ir praktiskāka nekā burciņa — uzklāj minimālu pilienu katrā punktā, nepārsedzot visu plati.
Ja jāvelk ar spēku, kaut kas tiek darīts nepareizi
Šis, iespējams, ir viens no svarīgākajiem principiem komponentu izlodēšanā.
Ja savienotājs jārauj vai mikroshēma jāsvirsta ar spēku, kāds lodājums vēl tur. Un tieši tur sākas problēmas: atrauti padi, bojāti trasē, salūzušas vias un deformēti savienotāji.
Zemas temperatūras sakausējuma izmantošana tieši palīdz izvairīties no šīs situācijas. Mērķis nav izraut komponentu. Mērķis ir panākt, ka visi tā lodājumi ir izkusuši, lai to varētu izņemt bez piepūles.
Zemāka temperatūra nozīmē mazāku risku platei
Karstums ir nepieciešams lodēšanai un izlodēšanai, taču tas arī ir viens no galvenajiem bojājumu cēloņiem remonta laikā.
Mūsdienu platēm var būt daudz vara slāņu un lielas masas plaknes, kas absorbē milzīgu daudzumu siltuma. Nonākam pie tā, ka pievirzām lodāmuri un lodājums negrib kust. Paaugstinām temperatūru. Turpinām karsēt. Un kamēr mēģinām strādāt vienā konkrētā punktā, visa PCB zona sāk sakarst.
Ar zemas temperatūras lodmetālu varam samazināt šo siltuma slodzi un izvairīties no tādām problēmām kā atrauti padi, plastmasas deformācijas, bojātas līmvielas, PCB delaminācija vai lieks kaimiņkomponentu uzkarsēšana.
Remontā svarīga nav tikai temperatūra, ko rāda stacijas displejs. Tikpat svarīgi ir cik ilgi šo temperatūru pielietojam. Tāpēc ļoti palīdz strādāt ar priekšsildītāju apakšā un aizsargāt apkārtni ar Kapton lenti.
Kur tas ir īpaši noderīgs?
USB, HDMI un USB-C savienotāji
Tie ir viens no skaidrākajiem piemēriem. Tiem ir diezgan daudz lodājuma punktu, un bieži vien lieli metāliskie enkuri, kas savienoti ar masu. Panākt, lai viss paliek izkusušs vienlaicīgi, var būt sarežģīti, un neliels daudzums Sn42Bi58 var padarīt noņemšanu daudz vienkāršāku.
SMD mikroshēmas
Var izmantot arī komponentu ar daudziem kontaktiem noņemšanai. Ideja ir tā pati — sadalīt sakausējumu pa kontaktiem un panākt, ka visi paliek šķidri pietiekami ilgi.
Metāliskie ekrāni
Ekrāni, kas ielodēti tieši platē, arī var būt nepatīkami jāizņem, jo tiem ir vairāki lodājuma punkti savā starpā. Kušanas temperatūras pazemināšana ļoti palīdz.
Karstumjutīgas plates un komponenti
Elastīgas plates, plānas PCB, komponenti blakus plastmasai, nelieli elektroniskie moduļi vai zonas ar līmvielām ir labi kandidāti darbam zemākā temperatūrā.
LED apgaismojuma remonts
LED ir diezgan jutīgi pret pārmērīgu temperatūru. Zemas temperatūras sakausējums var būt noderīgs, ja vēlamies pēc iespējas samazināt termisko stresu remonta laikā.
Sn42Bi58 pasta un stieņi nav gluži viens un tas pats
Internetā var atrast Sn42Bi58 dažādos formātos: pasta, stieple, plāksnes, bumbiņas, stieņi un mazie luitņi. Reizēm stieņi piesaista uzmanību ar ievērojami augstāku cenu. Vai tas ir tas pats produkts?
Metāliskais sakausējums var būt identisks, bet produkts — nē.
Sn42Bi58 stieņis būtībā ir ciets metāls, ko veido alva un bismuts šajā proporcijā. Pasta satur sīkas tā paša sakausējuma daļiņas, sajauktas ar flux un citiem komponentiem, kas ļauj to viegli uzklāt. Flux palīdz noņemt oksīdus un nodrošina, ka lodājums labi slapina metāla virsmas.
Elektroniskajam remontam pasta parasti ir ļoti ērts formāts, jo var uzklāt ļoti mazus daudzumus precīzi tur, kur vajag. Tāpēc abas mūsu piedāvātās references — 50 g burciņa un 40 g šļirce — ir tieši pasta.
138 °C nenozīmē uzstādīt lodāmuri uz 138 °C
Šī ir diezgan izplatīta kļūda.
Tas, ka Sn42Bi58 kūst pie 138 °C, nenozīmē, ka stacijai jāiestata tieši šī temperatūra. Lodāmura uzgalis nepārtraukti nodod siltumu komponentam, trasēm un visai apkārtējai vara masai. Ja lodāmuri iestata gandrīz tieši uz kušanas punkta, siltuma pārnese būs ļoti lēna.
Faktiskajai darba temperatūrai jābūt augstākai. Svarīgi ir atrast punktu, kurā lodājums ātri kūst un siltumu var noņemt pēc iespējas ātrāk. Bieži vien labāk strādāt dažas sekundes nedaudz augstākā temperatūrā, nekā ilgi uzturēt pārāk zemu.
Un uzmanīgi ar uzgali: ja tas ir oksidēts un nelodē, siltumu pārnēsā daudz sliktāk, un beigās paaugstināsi temperatūru bez vajadzības. Uzgaļu atjaunošanas pasta to novērš acumirklī.
Tad kāpēc neizmantot Sn42Bi58 visam?
Tāpēc, ka tam ir arī trūkumi. Sakausējumi ar augstu bismuta saturu parasti ir trauslāki un mazāk plastični nekā citi lodmetāli.
Daudzām lietojumprogrammām tas nav problēma. Tomēr tas jāņem vērā, ja lodājums tiks pakļauts sitieniem, vibrācijām, locīšanai vai atkārtotai mehāniskai slodzei.
Tas izskaidro situāciju, kas sākotnēji var šķist pretrunīga: Sn42Bi58 var būt lielisks, lai izņemtu komponentu no mobilā tālruņa, bet tas nenozīmē, ka to gribam izmantot visām galīgajām lodājuma vietām tajā pašā ierīcē.
Viena lieta ir to izmantot kā palīglīdzekli remonta laikā. Pavisam cita — izlemt, kuru sakausējumu atstāt kā galīgo lodājumu. Tam parasti izvēlēsies Sn63/Pb37 vai parasto bezsvina pastu, atkarībā no aprīkojuma.
Esiet īpaši uzmanīgi, ja platē ir svina lodmetāls. Sajaucot bismutu ar noteiktiem svinu saturošiem lodmetāliem, var veidoties Sn-Bi-Pb kompozīcijas ar ārkārtīgi zemu kušanas punktu — ap 96 °C noteiktās proporcijās. Tas var radīt problēmas, ja šis maisījums paliek kā daļa no galīgā lodājuma.
Tāpēc, kad izmantojam Sn42Bi58, lai atvieglotu komponents izlodēšanu, laba prakse ir pēc tam noņemt atlikumus ar izlodēšanas pīni, labi notīrīt padus un veikt jaunu lodājumu ar piemērotāko sakausējumu.
Tas ir īpaši svarīgi vecās iekārtās vai platēs, kuras iepriekš jau ir remontētas: bieži vien nezinām, kādu lodmetālu izmantoja tas, kurš strādāja ar šo plati pirms mums.
Vai bismuta lodmetāls atbilst RoHS?
Sn42Bi58 sakausējums nesatur svinu. Alva un bismuts arī neietilpst RoHS direktīvas ierobežotajās vielās, tāpēc šis sastāvs tiek plaši izmantots kā bezsvina sakausējums lietojumos, kas ir saderīgi ar RoHS.
Tomēr jānošķir sakausējuma sastāvs no konkrēta produkta sertifikācijas. Lai apgalvotu, ka kāda konkrēta atsauce ir sertificēta kā RoHS, nepieciešama attiecīgā ražotāja dokumentācija.
Sastāva ziņā Sn42Bi58 ir bezsvina sakausējums, kas piemērots lietojumiem, kuros nepieciešami zemas temperatūras lodājumi.
Kā no tā iegūt vairāk
Nav jāpārklāj visa plate ar pastu. Lai atvieglotu izlodēšanu, parasti pietiek ar nelielu daudzumu, kas labi sajaucas ar esošo lodājumu.
Svarīgi arī to labi sadalīt. Ja noņemam savienotāju ar divdesmit punktiem un deviņpadsmit ir izkusuši, bet viens joprojām ciets, tieši tas viens punkts var atraut padu.
Vēl viens svarīgs padoms — izmantot flux, kad tas nepieciešams. Dažreiz mēģina atrisināt problēmas, paaugstinot temperatūru, bet dažas pilienvietas laba flux var ievērojami uzlabot slapināšanu un siltuma pārnesi. Ja strādā ar bezsvina sakausējumiem, RMA-223 ir tas, kas tos tieši norāda.
Pēc Sn42Bi58 izmantošanas komponenta izņemšanai ieteicams zonu labi iztīrīt: ar izlodēšanas pīni noņem iepriekšējo maisījumu, bet ar izopropilspirtu un antistatisko suku notīra padus pirms jaunā lodājuma.
Un, tāpat kā ar jebkuru elektronikas lodēšanas darbu, ieteicams izmantot dūmu nosūkšanas sistēmu. Tas, ka lodmetāls nesatur svinu, nenozīmē, ka ir labi ieelpot flux tvaikus.
Produkts, kuru visticamāk izmantosi vairāk izlodēšanai nekā lodēšanai
Tas varbūt ir visbīstamākais fakts par bismuta lodmetālu. Tas tiek pārdots kā zemas temperatūras lodmetāls, bet daudziem elektronikas remontētājiem tas kļūst par izlodēšanas rīku.
Tas neaizstāj lodmetālu, ko parasti izmanto. Arī nav jēgas to lietot katrā remontā. Tas vienkārši ļoti labi atrisina vienu konkrētu problēmu.
Kad priekšā ir savienotājs, ko šķiet neiespējami izņemt, komponents, ko ieskauj plastmasa, vai PCB, kas absorbē visu doto siltumu, Sn42Bi58 sakausējums var pilnīgi mainīt darba gaitu.
Tas ir viens no tiem patēriņa materiāliem, kas var stāvēt remonta galdā nedēļām. Līdz brīdim, kad pienāk tas sarežģītais remonts un atceries, ka tas ir.
Tad saproti, kāpēc bismuta lodmetāls pelna savu vietu blakus flux, izlodēšanas pīnei un parastajam lodmetālam.
Pieejams šeit, divos formātos:
- Sn42Bi58 lodpasta, 50 g burciņa — lai vienmēr būtu pie rokas darba galdam
- 40 g šļirce ar bismutu — precīzai dozēšanai piliens pēc piliena
Un piederumi: izlodēšanas pīne, flux, izopropilspirts un dūmu nosūkšana. Viss lodēšanas piederumos.
