Kui sa remondid elektroonikaseadmeid piisavalt tihti, on sul töölaua peal tõenäoliselt mitu erinevat jootet, flux'i, jootevõrku ja mõned jootekolbi otsikud. Üks toode on aga paljudele tundmatu ka pärast aastaid remonditööd: madala sulamistemperatuuriga vismutijoote.
See ei ole traditsiooniline joote asendaja ega sobi kõikideks töödeks. Selle väärtus seisneb ühe konkreetse omaduse juures: see sulab palju madalamal temperatuuril kui tavalised sulamid.
Üks enim kasutatavaid koostisi on Sn42Bi58, mis koosneb 42 % tinast ja 58 % vismutist. Selle sulamistemperatuur on ligikaudu 138 °C. Et anda aimu erinevusest:
| Sulam | Sulamistemperatuur | Erinevus |
|---|---|---|
| Sn42Bi58 (tina-vismut) | 138 °C | — |
| Sn63Pb37 (pliiga) | 183 °C | 45 °C rohkem |
| SAC305 (pliivaba) | 217 °C | 79 °C rohkem |
Elektroonikaremont on koht, kus see vahe loeb väga palju.
Otsin toodet, mitte lugemist? Müüme seda kahes formaadis:
- 50 g purgike Sn42Bi58 — tavaline töölauale sobiv formaat
- 40 g süstal vismutijoote pastaga — mugavam, kui on vaja täpselt doseerida väike kogus täpselt õigesse kohta
Mis teeb vismutijootel eriliseks?
Sn42Bi58 on eutektiline sulam. See tähendab, et ta läheb tahkest olekust vedelaks väga täpsel temperatuuril – antud juhul umbes 138 °C.
Ent metallurgilistest selgitustest olulisem on see, mida see elektroonikaplaadil töötades tegelikult võimaldab: saame töötada madalama temperatuuriga ja rakendada PCB-le vähem soojuskoormust.
See on eriti kasulik, kui tegemist on tundlike komponentidega, plastikust konnektoritega, väga õhukeste plaatidega, LED-idega, liimidega või kohtadega, kus liigne kuumus võib pad'i plaadilt lahti tõmmata või plaadi ennast kahjustada.
Paljud ostavad selle toote mõeldes ainult madalal temperatuuril jootmisele, kuid tegelikult on selle huvitavaim rakendus hoopis midagi muud.
Nipp, mis muudab komponentide eemaldamise täiesti teistsuguseks
Siin hakkab vismutijoote tõeliselt kasulik olema.
Kujuta ette, et pead eemaldama HDMI, USB või USB-C konnektori, mitme jalaga mikrolülituse või mõne muu mitme jootekohaga komponendi. Probleem ei ole tavaliselt ühe joodetud ühenduse sulatamine. Probleem on see, et kõik joodetud kohad jääksid korraga sulana.
Kuumutad ühte kohta, liigud järgmisele ja selleks ajaks, kui teise otsa jõuad, on esimene juba tahkestunud. Tavaline lahendus on temperatuuri tõsta ja rohkem kuuma õhku rakendada. See töötab, aga suurendab ka plaadi kahjustamise riski.
Sn42Bi58-ga saad teisiti. Kannad olemasolevate joodetud kohtade peale väikese koguse pasta ja lased kahel sulamil seguneda. Vismuti lisamine alandab selle segu sulamistemperatuuri märgatavalt: jootetud ühendus jääb kauemaks vedelaks ja komponendi eemaldamine muutub palju lihtsamaks.
Sageli on tulemus üllatav. Konnektori, mis tundus PCB külge igaveseks kinni joodetud, saab kätte peaaegu jõudu kasutamata.
Selleks otstarbeks on süstal tavaliselt purgist mugavam: saad tilgutada minimaalse koguse täpselt igasse punkti ilma ülejäänud plaati täitmata.
Kui pead jõudu kasutama, teed midagi valesti
See on tõenäoliselt üks olulisimaid reegleid komponentide eemaldamisel.
Kui pead konnektori välja tirima või komponenti kangiga üles tõstma, hoiab mõni joodetud koht seda veel kinni. Siit algavad probleemid: maha rebitud pad'id, kahjustatud rajad, katkised viad ja kõverdunud konnektorid.
Madala sulamistemperatuuriga sulami kasutamine aitab täpselt seda olukorda vältida. Eesmärk ei ole komponenti välja rebida. Eesmärk on saada kõik joodetud kohad korraga sulatada, et komponent tuleks välja ilma jõudu rakendamata.
Madalam temperatuur tähendab väiksemat riski plaadile
Kuumus on jootmiseks ja eemaldamiseks hädavajalik, kuid see on ka üks peamisi kahjustuste põhjusi remondi käigus.
Kaasaegsetes plaatides võib olla palju vasekihte ja suured maatasandid, mis neelavad tohutu koguse energiat. Tekib tuttav olukord: tood jootekolbi lähemale ja tundub, et jootekoht ei taha sulada. Tõstad temperatuuri. Jätkad kuumutamist. Ja samal ajal, kui üritad töötada ühes täpses kohas, soojeneb kogu PCB piirkond ümber.
Madala temperatuuriga jootega saab seda soojuskoormust vähendada ja vältida selliseid probleeme nagu lahti tõusnud pad'id, plastiku deformatsioon, liimide kahjustus, PCB delaminatsioon ja kõrvalasuvate komponentide tarbetu kuumenemine.
Remondis ei loe ainult see temperatuur, mis jaama ekraanil näidatakse. Sama tähtis on kui kaua me seda temperatuuri rakendame. Seetõttu aitab palju töötada koos eelsoojendiga altpoolt ning kaitsta ümbritsevat Kapton teibiga.
Kus on see eriti kasulik?
USB, HDMI ja USB-C konnektorid
Need on ühed selgemad näited. Neil on mitmeid jootekohti ja sageli ka suured metallist ankrud, mis on ühendatud maaga. Kõigi kohtade korraga sulatamine võib keeruline olla ning väike kogus Sn42Bi58 võib eemaldamise märksa lihtsamaks muuta.
SMD mikrolülitused
Sama meetodit saab kasutada paljude jalgadega komponentide eemaldamiseks. Idee on sama: jaotad sulami üle kõigi ühenduste ja saad kõik kohad korraga vedelana hoida piisavalt kaua.
Metallist ekraanid ehk shield can'd
Otse plaadile joodetud shield can'id võivad samuti eemaldamisel tülikad olla, kuna neil on mitu üksteisest eemale jäävat jootekohta. Sulamistemperatuuri alandamine aitab siin väga.
Kuumusele tundlikud plaadid ja komponendid
Painduv plaadid, õhukesed PCB-d, plastiku lähedal olevad komponendid, väikesed elektroonikamoodulid ja liimi all olevad alad – kõik need on head kandidaadid madalama temperatuuriga töötamiseks.
LED-valgustuse remont
LED-id on liigse kuumuse suhtes üsna tundlikud komponendid. Madala sulamistemperatuuriga sulam võib olla kasulik, kui soovid remondi käigus termilist stressi maksimaalselt vähendada.
Sn42Bi58 pasta ja tahke vardake ei ole päris sama asi
Internetist leiab Sn42Bi58 erinevates formaatides: pasta, traat, lehed, pallid, vardad ja väikesed ingotid. Vahel torkavad silma vardad, mis võivad olla päris kallid. Kas see on sama asi?
Metalliline sulam võib olla täpselt sama, kuid toode ei ole.
Sn42Bi58 varras on põhimõtteliselt tahke metall, mis koosneb tinast ja vismutist vastavas proportsioonis. Pasta sisaldab sama sulami väikeseid osakesi segatuna flux'i ja muude komponentidega, mis võimaldavad seda hõlpsalt kanda. Flux aitab eemaldada oksiide ja soodustab sulami head märgumist metallpindadel.
Elektroonikaremont on koht, kus pasta on väga mugav formaat, kuna saad kanda täpselt vajaliku koguse täpselt sinna, kuhu vaja. Seepärast on meil müügil mõlemad tooted pastana – nii 50 g purgike kui ka 40 g süstal.
138 °C ei tähenda, et seaد jootekolb 138 °C peale
See on üsna levinud eksimus.
Asjaolu, et Sn42Bi58 sulamistemperatuur on 138 °C, ei tähenda, et peaksid jaama täpselt sellele temperatuurile seadma. Jootekolbi otsik kannab pidevalt soojust üle komponendile, radadele ja kogu ümbritsevale vasemassile. Kui seaد jootekolbi temperatuuri peaaegu sulamistemperatuuri tasemele, on soojusülekanne väga aeglane.
Tegelik töötemperatuur peab olema kõrgem. Oluline on leida punkt, kus jootekoht sulab kiiresti ja saad soojuse kohe eemaldada. Sageli on parem töötada mõni sekund mõnevõrra kõrgemal temperatuuril, kui hoida pikka aega liiga madalat temperatuuri.
Ja pane tähele otsikut: kui see on oksüdeerunud ja joote ei tartu, kandub soojus palju kehvemini ning lõpuks tõstad temperatuuri põhjuseta. Otsiku uuenduspasta lahendab selle probleemi minutitega.
Miks siis mitte kasutada Sn42Bi58 kõigeks?
Sellepärast, et sellel on ka puudused. Kõrge vismutisisaldusega sulamid on üldiselt hapramad ja vähem plastilised kui teised jootematerjalid.
Paljude rakenduste puhul ei ole see probleem. Ent seda tuleb arvestada, kui joodetud ühendus peab taluma lööke, vibratsiooni, painutamist või korduvaid mehaanilisi koormusi.
See selgitab olukorda, mis võib esmapilgul tunduda vastuoluline: Sn42Bi58 võib olla suurepärane, et eemaldada komponent mobiiltelefonist, kuid see ei tähenda, et tahaksime seda kasutada kõigi selle telefoni lõplike joodetud ühenduste jaoks.
Üks asi on kasutada seda abistavalt remondi käigus. Hoopis teine on otsustada, millist sulami tahame lõpliku jootetõmbena jätta – seal lähed tavaliselt Sn63/Pb37 või tavalise pliivaba pasta juurde, vastavalt seadmele.
Suur ettevaatus, kui plaadil on pliiga joote. Vismuti segamisel teatud pliid sisaldavate joetetega võivad tekkida Sn-Bi-Pb koostised sulamistemperatuuriga teatud proportsioonides ligikaudu 96 °C. See võib olla probleemne, kui selline segu jääb osaks lõplikust joodetud ühendusest.
Seepärast on hea tava, kui kasutad Sn42Bi58 komponendi eemaldamise hõlbustamiseks, eemaldada seejärel jäägid jootevõrguga, puhastada pad'id korralikult ja teha uus ühendus sobiva sulamiga.
Seda tuleb eriti arvestada vanade seadmete ja plaatide puhul, mis on varem läbinud muid remonditöid: sageli ei tea me, millist jootet eelmine tegija kasutas.
Kas vismutijoote vastab RoHS nõuetele?
Sulam Sn42Bi58 ei sisalda pliid. Tina ega vismut ei kuulu ka RoHS direktiiviga piiratud ainete nimekirja, mistõttu kasutatakse seda koostist laialdaselt pliivaba sulamina RoHS-ühilduvates rakendustes.
Tuleb siiski eristada sulami koostist ja konkreetse toote sertifikaati. Väitmaks, et mõni konkreetne tootenumber on RoHS sertifitseeritud, on vajalik tootja vastav dokumentatsioon.
Koostise poolest on Sn42Bi58 pliivaba sulam, mis sobib rakendusteks, kus on vaja madala temperatuuriga jootet.
Kuidas sellest rohkem kasu saada
Ei ole vaja täita plaati pastaga. Komponendi eemaldamise hõlbustamiseks piisab tavaliselt väikesest kogusest, mis seguneb korralikult olemasoleva jootekoha materjaaliga.
Oluline on ka hästi jaotada. Kui eemaldad konnektorit, millel on veinte punkti, ja üheksateist on sulanud aga üks on veel tahke, võib just see üks punkt pad'i maha rebida.
Teine tähtis nõuanne: kasuta flux'i, kui vaja. Sageli üritatakse kõiki probleeme lahendada temperatuuri tõstmisega, kuigi mõni tilk head flux'i võib märgumist ja soojusülekannet märkimisväärselt parandada. Kui töötad pliivabade sulamitega, on RMA-223 see, mis neid otsesõnu toetab.
Pärast Sn42Bi58 kasutamist komponendi eemaldamiseks tasub ala korralikult puhastada: jootevõrk eelmise segu eemaldamiseks ja isopropüülalkohol koos antistaatilise harjaga, et pad'id oleksid uue jootmise eel puhtad.
Ja nagu iga elektroonikajootmise töö puhul, on soovitatav kasutada suitsueemaldussüsteemi. Asjaolu, et joote ei sisalda pliid, ei tähenda, et flux'i aure oleks hea hingata.
Toode, mida kasutad tõenäoliselt rohkem eemaldamiseks kui jootmiseks
See on ehk vismutijoote kõige huvitavam tahk. Seda müüakse madala temperatuuriga jootena, kuid paljude elektroonikute jaoks saab sellest peamiselt eemaldamise abivahend.
See ei asenda jootet, mida tavaliselt kasutad. Ka igale remondile pole mõtet seda rakendada. See lahendab lihtsalt ühe konkreetse probleemi – ja lahendab selle hästi.
Kui seisad silmitsi konnektoriga, mis tundub eemaldamatu, komponendiga, mis on ümbritsetud plastikust, või PCB-ga, mis neelab kogu sinu antava soojuse, võib Sn42Bi58 sulami kasutamine töö täielikult ümber pöörata.
See on üks neist tarbeainetest, mis võib nädalaid töölaual seista. Kuni tuleb see keeruline remont ja mäletad, et sul see on.
Siis saad aru, miks vismutijootel on õigustatud koht flux'i, jootevõrgu ja tavalise joote kõrval.
Leiad siin, kahes formaadis:
- Sn42Bi58 joote pasta, 50 g purgike — töölaual alati käepärast hoidmiseks
- 40 g süstal vismutijoote pastaga — täpseks tilkhaaval doseerimiseks
Ja mis käib kõrvale: jootevõrk, flux, isopropüülalkohol ja suitsueemaldus. Kõik leiab jootmistarvikute sektsioonist.
