Tehnica lipiturilor în electronică

Etapele realizării lipiturilor în electronică folosind ciocanul de lipit (letconul). Cum diferențiezi o lipitură bună de una „rece”.

Lipirea în electronică are rolul de a îmbina (electric și mecanic) piese metalice, la cald, cu ajutorul unui metal de adaos în stare topită (numit aliaj de lipit), având temperatura de topire inferioară aceleia a pieselor de lipit care se umezesc, dar nu participă prin topire la formarea îmbinării. Diferența între lipire și sudură este aceea că, la sudură are loc procesul de topire a metalelor ce vor fi îmbinate.

Cel mai folosit instrument pentru lipituri în electronică este ciocanul de lipit (letconul). Acesta este compus dintr-o tijă (vârful de lipit) cu diametrul între 6 și 10 mm și lungime între 100 și 150 mm. Un element de încălzire (rezistență electrică de Ni-Cr) se află în contact termic printr-un strat de azbest sau micanită cu tija. Acest strat asigură de asemenea izolarea electrică între elementul de încălzire și vârful letconului. Letconul trebuie să atingă temperatura de lucru repede, de regulă în mai puțin de 100 de secunde. Temperatura vârfului nu este liniar dependentă de putere, fiind mai mult un parametru ales în funcție de tipul și destinația letconului. Cantitatea de energie termică ce poate fi transferată pieselor metalice cu care intră în contact este variabilă, direct proporțional cu puterea electrică. Deci, puterea letconului se alege în funcție de mărimea elementelor de lipit și cantitatea de aliaj necesară realizării lipiturii.

Vârfurile de lipit ale letconurilor moderne sunt construite din diverse aliaje și sunt acoperite de un strat de protecție împotriva oxidării. Nu se recomandă, deci, șlefuirea vârfului în scopul curățirii lui sau modificării formei. Excepție fac vârfurile de cupru pur, care se acoperă prin utilizare cu un strat de oxid termoizolator ce trebuie îndepărtat.

La temperatura de topire a aliajului de lipit, vârful ciocanului de lipit se aplică pe aliaj. La temperatura optimă de lucru, aliajul se topește repede, dar nu alunecă de pe vârf. Dacă temperatura este prea mică, aliajul ajunge foarte greu în faza lichidă. Dacă temperatura este prea mare, aliajul își pierde proprietățile de capilaritate și „alunecă” de pe locul lipirii. Stratul de aliaj care aderă de vârf îl protejează de oxidare.

Tehnica lipirii

Lipirea propriu-zisă se face astfel:

Se alimentează ciocanul de lipit se se așteaptă atingerea temperaturii optime. Se fixează placa de circuit într-un suport și se trec terminalele componentei ce va fi lipită prin orificiile din placa de circuit. Se aplică flux pe suprafețele de lipit. Nu se face în mod uzual, doar dacă se lipește un fir la o carcasă metalică sau se folosește alt aliaj decât cel tubular cu flux.
Se atinge vârful ciocanului de lipit de locul lipiturii, astfel încât să se afle în contact pe o suprafață cât mai mare cu elementele de lipit. Dacă se lipesc elemente de dimensiuni diferite, vârful trebuie să încălzească elementul mai mare.
În scurt timp se aduce aliajul lipit. Un capăt al tubului (sârmei) cu flux se atinge de locul lipiturii. Temperatura ar trebui să fie suficientă pentru a se produce topirea acestuia.
Aliajul se topește. Nu se mișcă vârful ciocanului de lipit în timpul topirii și „curgerii” aliajului. Cantitatea care trebuie să rămână la locul lipiturii se apreciază vizual (mai mult aliaj nu înseamnă o lipitură mai rezistentă).
Se îndepărtează sârma de aliaj.
Se îndepărtează și vârful letconului. Se evită mișcarea părților componente ale lipiturii până la întărirea aliajului.

Etapele realizării unei lipituri în electronică

De la aplicarea aliajului și până la solidificarea lui se evită pe cât posibil mișcarea părților componente ale lipiturii. Dacă nu se reușește, va rezulta o lipitură „rece”. Cei ce nu folosesc dispozitive de imobilizare atât pentru placa de circuit cât și pentru componenta ce va fi lipită, pot „transporta” cantitatea necesară de aliaj topit pe vârful letconului, eliminând necesitatea ținerii sârmei în mână.

Părțile ce vor fi lipite trebuie să fie degresate (cu alcool tehnic) și curățate de oxizi (cu soluții acide sau mecanic, cu hârtie abrazivă). Fluxul ajută, de asemenea, la „curgerea” aliajului de lipit, de aceea se va adăuga unde este cazul. Terminalele componentelor noi sunt de obicei pregătite pentru lipire. Evită să le atingi și nu va fi nevoie să le cureți pentru a obține o lipire bună.

Dacă observi că aliajul nu aderă, nu continua să menții vârful letconului pe locul lipiturii și nici nu adăuga mai mult aliaj. Lipitura tot nu se va realiza și poți deteriora componentele electronice și placa de circuit datorită excesului de căldură. Curăță terminalele componentei, locul de pe placa de circuit și vârful letconului și încearcă din nou. Dacă obții cu greu lipituri bune sau dacă aliajul se topește greu când letconul funcționează la temperatura optimă, poate fi o problemă cu aliajul.

Aliajul de lipit, atât sub formă de sârmă cât și după ce este aplicat pe lipitură trebuie să aibă culoare argintie și să fie lucios. Orice altă culoare indică o compoziție incorectă a aliajului sau o lipitură „rece” (subîncălzită, supraîncălzită sau mișcată).

Aspectul unei lipituri corect realizată (adaptare după Adafruit)

Pentru lipirea circuitelor integrate sau a altor componente mici, se va folosi un letcon de putere mică, cu vârf ascuțit și o sârmă de aliaj cu diametru subțire, de 0,8 mm, pentru a evita depunerea unei cantități mari și crearea de punți între terminalele integratului.

Terminalele prea lungi vor fi tăiate după lipire cu un clește mic. După lipirea tuturor componentelor, se recomandă verificarea vizuală a lipiturilor, folosind o lupă.

Pe aceeași temă: Lipituri în electronică: aliaje, fluxuri, echipamente

Bibliografie

Ing. Theodor Cojocaru. Lipituri în aparatura electronică în Colecția radio și televiziune. Editura Tehnică, 1964.
John D. Borneman. Successful soldering – Helpful tips on materials, tools and techniques în Computers & Electronics Experimenter’s Handbook 1984. Ziff-Davis Publishing Company, 1983. Disponibil la American Radio History.
Bill Earl. Adafruit Guide To Excellent Soldering. Adafruit Industries 2018.