چرا نباید از روغن لحیم اسیدی در مدارات الکترونیک استفاده کنیم؟
مسعود رادپور – آیا میدانستید برای لحیم کاری بخشی از قطعات باید از روغن لحیم با خاصیت اسیدی به جای فلاکس در فرآیند مونتاژ بردهای الکترونیک استفاده کرد?
کاربرد روغن لحیم چیست:
روغن لحیم با توجه به ph پایین برای حذف اثرات ناخواسته شیمیایی سطح و پاک‌کردن ناخالصی‌ها و عوامل اکسیدکننده در محل اتصال به کار می‌رود.
نکته‌ای که باید توجه داشت روغن لحیم یا فلاکس با ایجاد رطوبت در نقطه اتصال، کشش سطحی لحیم مذاب را کاهش داده و باعث حرکت بهتر قلع بر روی پد و اتصال صحیح آن می‌شود. مشکل اتصال در لحیم‌کاری رسوب ناخالصی مانند گرد غبار، چربی اثر دست، زنگ‌زدگی سطح فلز یا عوامل خوردگی در محل اتصال است. کاربرد روغن لحیم ساده‌تر کردن لحیم‌کاری در مونتاژ بردهای الکترونیک است.
عملکرد:
تعریف محل اتصال:
- اتصال در مدارت الکترونیک
- اتصال در سیم‌ها و اتصالات الکتریکی و …
- اتصال در صنعت ساختمان مانند لحیم‌کاری لوله مسی
ناخالصی‌ها را می‌توان با سمباده زدن و یا پاک‌کننده‌های شیمیایی از بین برد اما دمای زیاد ذوب قلع، قطعه موردنظر و فلز لحیم را برای اکسید شدن دوباره آماده می‌کند و با افزایش حرارت محل اتصال این امر تشدید می‌شود و می‌تواند به طور کامل از اتصال قلع به قطعه موردنظر جلوگیری کند.
برای سال‌های زیادی در ساخت روغن لحیم کاری در کاربردهای الکترونیک بر پایه رُزین (کلاف ون) colophon بودند که از درخت کاج به دست می‌آمد. برای لحیم‌کاری قطعات الکترونیک، رُزین گزینه مطلوبی است به دلیل رسانایی کمتر در دمای پایین و خورندگی ناچیز و در دمای بالا و واکنش‌پذیری خفیف.
در زمینه‌های اتصال لوله‌های مسی و خودروسازی معمولاً هیدروکلریک‌اسید استفاده می‌شود که باعث تمیزکاری نسبتاً شدیدی می‌شود. از این مواد در صنعت الکترونیک نمی‌توان استفاده کرد زیرا باقی‌مانده آنها خاصیت رسانایی دارد و منجر به اتصال الکتریکی ناخواسته می‌شوند و به‌مرور سیم‌های نازک را حل می‌کنند. اسیدسیتریک یک فلاکس اسیدی عالی محلول در آب است که برای اتصالات مس و صنعت الکترونیک مناسب است ولی باید باقی‌مانده آن پس از مصرف شسته شود.
Flux رزین
برخی از قدیمی‌ترین نوع فلاکس مورداستفاده از سیب کاج (تصفیه شده و خالص شده) به نام Rosin Flux هنوز هم استفاده می‌شود، اما معمولاً ترکیبی از فلاکس‌ها برای بهینه‌سازی عملکرد و ویژگی‌های آن مورداستفاده قرار می‌گیرد. به طور ایده‌آل خمیر فلاکس رزین در هنگامی که مایع است به‌راحتی جریان خواهد یافت، به‌ویژه هنگامی که گرم می‌شود اکسید را به‌سرعت حذف می‌کند و سپس تبخیر می‌شود.
اما زمانی که سرد می‌شود، جامد و بی‌اثر است. فلاکس زمانی که جامد است، می‌تواند بر روی یک PCB بدون آسیب رساندن به مدار باقی بماند، به جز زمانی که تحت شرایطی که در آن Rosin ممکن است مایع شود و شروع به خورندگی کند. به همین دلیل همیشه یک سیاست خوب برای حذف Flux Rosin در PCB است. باقی‌مانده فلاکس باید برداشته شود. فلاکس رزین را می‌توان با الکل برداشت.
انواع فلاکس:
فلاکس‌های مناسب برای لحیم‌کاری نرم در سه فرمولاسیون ساده طبقه‌بندی می‌شوند:
- محلول در آب که فلاکس‌هایی فعال از نظر شیمیایی هستند که می‌توانند پس از لحیم‌کاری با استفاده از آب و بدون نیاز به ترکیبات آلی فرار شسته شوند.
- فلاکس‌های بدون نیاز به شستشو به‌اندازه کافی خفیف و نارسانا و غیر خورنده است نیاز به پاک‌کردن ندارد. باقی‌مانده آنها به شکل لکه‌ای سفید دیده می‌شود و نارسانا بودن آن باعث می‌شود هیچ‌گونه اتصال کوتاه در مدار ایجاد نشود.
- فلاکس‌های رُزین که در سه فرمولاسیون غیرفعال، خفیف و فعال موجود است. انواع خفیف و فعال آنها از ترکیب رُزین با مواد فعال مانند اسید ساخته می‌شوند. این مواد فعال ترشوندگی فلز مورد لحیم‌کاری را با ازبین‌بردن اکسیدهای موجود روی سطح آن افزایش می‌دهند. باقی‌مانده رُزین‌های فعال خورنده‌اند و باید پس از لحیم‌کاری پاک شوند. بقایای ترکیبات خفیف کمتر خورنده می‌باشند بنابراین تمیز کردنشان اختیاری است ولی معمولاً ترجیح داده می‌شود. رُزین‌های غیرفعال کمترین خورندگی را دارند.
برای بسیاری از کاربردها، فلاکس موجود در هسته سیم لحیم کافی است. بااین‌حال، کارهای متعددی وجود دارد که در آن فلاکس اضافی بسیار سودمند است، مانند لحیم‌کاری قطعات SMD. در تمام موارد، بهترین فلاکس با خاصیت اسیدی کمتر است که منجر به شکل‌گیری یک پیوند خوب می‌شود.
جمع‌بندی
مزایا و معایب این دو محصول شامل موارد زیر می‌باشد:
روغن لحیم
- سمی است
- نامناسب بودن ph روغن لحیم
- نیاز به شستشو پس از استفاده دارد
- برای کاربردهای صنعتی بیشتر استفاده می‌شود.
Solder Grease
Flux based on zinc chloride and ammonium chloride with pasty consistency for soft soldering of copper and copper alloys for copper pipe installations, radiator construction, plumbing, dip soldering, fitting manufacturing and other solder works
تشکیل شده بر اساس کلرید روی و کلرید آمونیوم به شکل خمیر برای لحیم‌کاری نرم مس و آلیاژهای مس برای نصب لوله‌های مسی، ساخت رادیاتور، لوله‌کشی، لحیم‌کاری غوطه‌ور، اتصالات و سایر کارهای لحیم‌کاری
To DIN 29454-1 3.1.1.C for soldering tin-plate, leaded sheet, and for tinning copper and brass
Not suitable for electrical engineering and electronics. (Contains zinc chloride, irritant)
DIN 29454-1 3.1.1.C
کاربرد استاندارد اشاره شده بالا برای لحیم‌کاری قلع، ورق سرب و برای تین مس و برنج می‌باشد و برای مهندسین الکترونیک مناسب نیست. (حاوی کلرید روی، محرک سیستم تنفسی انسان)
روغن لحیم صنعتی
روغن فلاکس
- دارای استاندارد ROHS-3 به معنی خطر کمتر برای محیط‌زیست
- نیاز به شستشو ندارد بسته به نوع جنس مورداستفاده
- جهت مونتاژ – دمونتاژ قطعات الکترونیک استفاده می‌شود
آزمایش میزان PH چند نوع روغن فلاکس و روغن از 2 برند موجود در فروشگاه و آزمایشگاه شخصی
- ابزار آزمایش برگه تست PH
- روش آزمایش مرطوب کردن برگه به سطح روغن لحیم یا روغن فلاکس و حرارت دادن برگه
- مدت‌زمان گذشته از آزمایش 5 روز در عکس
- شواهد دیده شده از خواص بلافاصله بعد از استفاده
- میزان PH مشاهده شده عدد 1 تا 3 اسیدی
- برخورد روغن با دست عوارض برخورد با محلول‌های اسیدی را دارد.
نتیجه‌گیری:
باتوجه‌به اسیدی بودن روغن لحیم استفاده شده در آزمایش استفاده از این محصول در مونتاژ بردهای الکترونیک توصیه نمی‌شود در صورت استفاده، با استفاده از محلول شستشوی برد، کاملاً شسته شود در صورت ماندن روغن لحیم مس سطح برد خورده می‌شود و محل اتصال از بین می‌رود.
انواع فلاکس و کاربردهای آن در صنعت الکترونیک
فلاکس‌های که نیاز به شستشوی برد دارد
فلاکس‌های که نیاز به شستشوی برد ندارد
ادامه دارد …
