Korisna elektronika DIY: lemljenje i odlemljivanje lemilicom

[Harp]

lemljenje i odlemljivanje lemilicom

Kada imate dovoljno znanja, materijala, ideja sto se s time moze izraditi, eventualne potrebe, te neizostavne volje, za napraviti neki konkretni sklop potrebno je znati lemiti, a cesto i odlemljivati. Zapravo, lemiti i odlemljivati je svakako potrebno poznavati i prije nego sve ostalo

U videu cu prikazati neke osnovne tehnike koje se uobicajeno koriste po tom pitanju. Dakle lemljenje, odlemljivanje, i kao dodatak, izrada preciznog vrha za lemilicu i fluxa.
Napominjem da su primjeri snimljeni u najjednostavnijim situacijama, sto doprinosi jasnoci prikaza pojedinog principa. U stvarnosti, neke od ovih tehnika su mnogo teze izvedive npr zbog vrlo uskih metaliziranih rupa na viseslojnoj plocici (pa kositar ne mozete niti rastaliti a kamoli ga isisati), ili zbog skucenosti, nedostatka prostora, mikroskopskih elemenata zalijepljenih smolom i slicnih divota.

Lemljenje i odlemljivanje lemilicom


Ukratko, i u osnovi, materijal lema, koji ja jednostavno nazivam samo 'kositar' je zapravo legura kositra i olova u omjeru 63:37, jer na toj tocki najmanje je prisutna nepozeljna plasticnost, dakle svojstvo izmedju krutog i tekuceg. Taliste je relativno nisko, oko 200 st.C sto se lako postigne i s slabijim lemilicama. (lemilica treba biti podesena na temperaturu oko 300 st.C kako ne bi prebrzo oksidirala lem, odnosno izgorila flux).
Materijal koji se time lemi je bakar, koji se pritom povrsinski legira (topi) u lemu, cineci tako prijelazni sloj (film) koji snazno prijanja na obje strane. Da taj spoj bude kvalitetan, lem i lemno mjesto moraju biti dovoljno zagrijani, cisti i bez masti i oksida, i potpuno nepomicni do hladjenja odn stvrdnjavanja lema.

Flux je kemikalija koja sluzi da olaksa, poboljsa i pojednostavni lemljenje, uglavnom sluzi da ocisti lem od oksida, uz ostale pogodnosti aditiva koji pospjesuju razlijevanje ili stvaraju zastitni film na povrsini lema i slicno. Ukratko, flux valja koristiti jer su time lemovi bolji i lijepsi i lakse se uopce lemi s njime. Flux moze biti anorganski ili organski, kiseli ili neutralni, a valjda i drugaciji, no ovdje u elektronici se upotrebljava onaj neutralni koji ne steti elementima u hladnom stanju. Flux moze biti u cvrstom stanju poput kristala kalafonija (derivata smole), u prahu, rastopljen u tekucini, pasti, gelu, proziran, neproziran...

Pronasao sam jedan recept za flux davno objavljen koji se sastoji od lako pribavljivih sastojaka, i u videu ga koristim kod rada s SMD komponentama. Ja sam zadovoljan, i to mi je dovoljno, pogotovo kada se prica da su danasnji fluxevi na trzistu znacajno otrovniji zbog koristenja raznoraznih kemikalija (koje uistinu jako dobro rade) nego ovaj 'starinski'. Ja biram ovaj za kojeg znam sto sam izmjesao unutra i dajem ga i vama da ga imate ako se i vi opredjelite na to. Svakako, ne valja udisati dimove bilocega, cak i ako fino mirisu, mozete si podesiti ventilator od kompjutera da usisava dimove dalje od vas ukoliko duze vremena lemite.
Gore navedeni flux mozete napraviti jeftino od sastojaka iz ljekarne, poljoprivrednim apotekama i slicnih mjesta s kemikalijama.

Druga besplatna mogucnost, koju sam isprobao i koja radi zadovoljavajuce dobro, je da uzmete par komada bistrih kapljica smole s bora i otopite ih u malo bezvodnog alkohola, recimo 1 mL. Problem s ovim je taj, da ukoliko nakon lemljenja ne isperete PCB dovoljno dobro, da ce plocica ostati vrlo ljepljiva od smole, sto nije slucaj ukoliko koristite kalafonij koji se potpuno osusio.


Kod izrade vrha za lemilicu, samo masta je granica, ukoliko gospodarite svojom voljom

[Harp]

odlemljivanje to252 i slicnih kucista


kod SMD elemenata koji imaju dovoljno duge nozice da se mogu pomaknuti unutar zone elasticnosti, sto znaci da ih zapravo pritom plasticno ne savijamo, moze se primjeniti ova moja tehnika koja kao podmetac koristi pekarski papir za kolace, koji je dovoljno tanak, dovoljno cvrst, i dovoljno otporan na temperaturu.
Tu tehniku mogli ste djelomicno vidjeti u prijasnjem videu 'popravak difuzora', ali u tom videu nije nista objasnjeno, vec samo prikazano.
Tada nisam ni znao da cu otvoriti filmsku industriju koja parira holivudu

S tom tehnikom moguce je s plocice skinuti tranzistore, cipove, i elemente koji imaju podvinute metalne nozice npr neke diode i elektroliti.

Kada smo kositar na nozici rastalili, nozicu lagano podignemo vrhom lemilice (manje od 0.1mm), i u taj procjep ubacimo papir za pecenje. Vrh lemilice dobro je da je za tu svrhu vrlo naostren, a onaj kut (ona strana) koji se oslanja na plocicu (oko kojeg se vrsi "rotacija") da je zaobljen kao polukugla kako se ne bi zabio i znacajnije ostetio plocicu.
Ipak, primjecuju se tragovi ali su to samo estetski nedostatci a ne stvarna ostecenja. Ukoliko nam pcb plocica nije vazna, moze se i s obicnim vrhom skinuti uz manja ostecenja, ili da podmetnete komadic kartona.

Za pridrzavanje papira koristim samozatvarajucu pincetu, koja bas ovdje dobro dodje.

Nozica ce se vratiti u svoj prvobitni polozaj cim na nju prestanemo djelovati silom, ali ce biti fizicki izolirana od donjeg kontakta. Kao sto vidimo, u slucaju da (kao ja) prerano pustite pincetu, nozica toliko jako drzi da se papir uspije podrapati, sto znaci da je niste deformirali.

Kada ostane jos samo jedna nozica, bilo ona i masivna kao ovdje u primjeru, potrebno ju je samo odlemiti kao pojedinacnu, i cijeli element je oslobodjen za daljnje radove.

Odlemljivanje TO252 kućišta lemilicom #2215


Ova tehnika moze dobro doci tamo gdje bi puhanje vruceg zraka napravilo vise stete nego koristi, ili kao mogucnost odlemljivanja za one koji nemaju puhalicu, jer su takva kucista dosta cesta gdje je potrebna jacina, sto znaci i da element ima vecu sansu da bude neispravan i da ga je potrebno zamijeniti.

[Harp]

kako pokositriti tanku bakrenu zicu


s frisko pokositrenom bakrenom zicom vrlo je lako raditi u smislu da je kasnije zelite zalemiti. Osim toga kositar je vrlo dobra zastita kao legirani sloj i tako cuva bakar od korozije i drugih kemikalija.

Ja tanku bakrenu zicu - koja na sebi nema lak - vadim iz odbacenih kracih komada zice za elektroinstalacije kuce, tako sam sada izvukao jednu nit od oko pola metra, debljine oko 0.25mm.

Prvo ju se treba povrsinski ocistiti s finim smirgl papirom granulacije 600 ili finijim, pri cemu se ona ujedno i izravna. Ja za ovu svrhu volim koristiti vec koristeni smirgl papir koji je malo manje agresivan prema zici.

Upotrebom mojeg posebnog papkolikog vrha za lemilicu cijeli proces se maksimalno olaksava jer zica ne moze skliznuti iz "papaka" dok je uronjena sa svih strana u rastopljeni kositar. Jedino sto radim - uz povlacenje zice - je da prilagodjavam pritisak i eventualno kut lemilice kako bi zica lakse prolazila, ali ipak ne i prebrzo skliznula. Tako je potrebno proci par puta da bude sigurno pokositrena.

Kako pokositriti tanku bakrenu žicu #2218


Upotreba pokositrene bakrene zice moze posluziti u elektronici za premostiti ostecenja, ili za izradu sklopova na univerzalnim pcb plocicama. Ipak, ne treba se samo ograniciti na elektroniku, s takvom zicom moze se nesto i omotati i naknadno obilato pokositriti - time ce se sve spojiti u jedan robusni armirani komad zbog kapilarnosti takve konstrukcije.

Nekada i takvo rjesenje zgodno dodje

[Harp]

Odlemljivanje SOT23 kućišta lemilicom


Jos jedno odlemljivanje lemilicom, kao motivacija za izradu posebnog vrha lemilice.

Ovaj vrh sam zaista mnogo upotrebljavao, i odlicno radi, na istom principu kao i vrh za skidanje otpornika, dioda, kondenzatora, samo ovaj ima siru dodirnu povrsinu kako bi mogao odmah dotaknuti sve tri nozice istodobno.

Posto je lemilica izvor topline, koliko god ona slaba bila, sva toplina tece od nje prema nozicama elemenata, i tek preko njih grije plocicu, pa je vrlo lako skinuti takav element cak i sa debele plocice s mnogo slojeva poput graficke kartice iz primjera.

Odlemljivanje SOT23 kućišta lemilicom #2244

Dakle vrh se napravi tako da se spljosti kraj bakrene zice tako da je sirok oko 10mm, onda ga se prepili simetricno po sredini i malo razvuce u offset kako prilikom sabijanja (cekicem ili u stegi) ne bi doslo do sudaranja stranica vec njihovog zaobilazenja. Potom se sve turpijom izravna i dovede u zeljene mjere, oko 4mm sirine, razmak 2.6mm i debljine 0.7mm.

To je za one koji rade s SMD i ne zele grijati okolne komponente
Neznam, ali mislim da ovako neki specificni vrhovi nisu u uobicajenoj ponudi, a zaista su prakticni.

[TB]

jedno generalno pitanje - zašto lemilice imaju tako debel vrh, zar ne bi bilo bolje da je tanak poput igle ili manjeg čavla? S tankim vrhom bi se moglo preciznije/sigurnije raditi i kraće vremena bi trebalo da se zagrije.

[Harp]

kako si sAm radim vrhove, i ova primjedba da bi tanji vrh bio precizniji stoji, svakako da sam i takve probao napraviti. Osim sto lijepo izgledaju i o njima se moze mastati da su precizni, oni jednostavno nisu funkcionalni iz razloga potrebne dovodnje (prijenosa) topline. I za najprecizniji rad na nekom elementu trebaju biti ispunjeni uvijeti da je preko povrsine vrha lemilice moguce rastaliti lem na plocici, sto se s pretankim vrhom - a cesto ni s obicnim - ne moze uciniti. Racuna se da u toj tocki mora biti postignuto 300 st.C.
Tako da je oblik vrha, njegov presjek uvijek kompromis izmedju preciznosti i sposobnosti provodjena topline.

Ako imas recimo vrh poput cavla, a ne konusni, on sam djeluje kao hladnjak, a lem se voli lijepiti i penjati prema toplini. Tako da ako pretjeras s ostrenjem i stanjivanjem imas vrh s kojim zapravo i ne mozes precizno raditi, vec se samo ubosti na njega

Meni se najprecizniji vrh pokazao mali konusni kojem sAm vrh (dakle zadnjih 1mm) ima oblik ostrog metka a ne igle.

Precizni popravak oštećenih vodova na flat flex ribbon kabelu #2311


Medjutim, danas imas proizvodjaca lemilica koji rade lemilice nalik olovkama s vrlo finim vrhom prilagodjenim za rad na mobitelima. To mogu uciniti jer zapravo u sam vrh smjeste grijac, a ne da se vrh indirektno grije kao kod standardnih.

[TB]

ok, hvala za info!

[Harp]

Odlemljivanje SOIC8 kućišta lemilicom

Jos jedan trik kako bez nekog posebnog alata mozete jednostavno skinuti razne oblike kucista, uz pomoc komadica oblikovane bakrene zice. Kljuc je u tome da bakrena zica odlicno provodi toplinu i istodobno je prenosi i na nozice s druge strane cipa, tako da je lem na svim nozicama u isto vrijeme rastaljen.
Ova tehnika dobro dodje i pri skidanju vecih kucista s vrucim zrakom.

Danas u svijetu kompjutera, ljudi cesto "zapnu" kada treba programirati cip s BIOSom, i onda ili sve izmasakriraju ili placaju servis da im obavi takav trivijalni posao... Ponekad se BIOS moze programirati direktno na ploci bez odlemljivanja uz pomoc SOIC8 hvataljke (vidi predostroznosti u videu #2324!), ali u mnogim slucajevima je to neizvedivo i potrebno ga je odlemiti.

Ovdje bih istaknuo da zica uopce ni ne treba biti debela, vec mozete koristiti i tanju zicu samo nekoliko puta omotati oko kartonskog modela i sve natopiti kositrom, ili koristiti "potroseni" komadic trake za odlemljivanje... princip je isti

A za one koji misle vise puta odlemljivati cipove, svakako savjetujem da si naprave posebni vrh s kojim ce dobiti najbolju kontrolu i rezultate.

Odlemljivanje SOIC8 kućišta lemilicom #2327

[Harp]

Lemljenje SMD mikroelemenata

Za razliku od ostalog lemljenja, cak i uobicajenih SMD komponenti kakve vidimo po laptopima, ovdje jedva da ih vidite, i mnogo teze se manipuliraju, lakse se izgube, ostete ili lose zaleme. Naravno da nemaju oznaku vrijednosti na njima, i teze se mjere pogotovo ako su odlemljene i slobodne na stolu. Uglavnom se nalaze u manjim rucnim uredjajima, npr mobitelima, satovima i sl., ali ponekad i u velikim uredjajima koji ne opravdavaju njihovu primjenu.
Jasno, ako zamislimo da proizvodjac nije htio otezati ili sabotirati popravak na legalni nacin, takve komponente se koriste samo jer su jos jeftinije od normalnih, pa time i konacni proizvod donosi vecu zaradu.

Ja pritom izbjegavam koristenje pincete, jer ona ima ostre vrhove i veliki (nekontrolirani) pritisak na njima, hladi komponentu i lako moze iskliznuti od pritiska, odskociti i zauvijek nestati. Uglavnom imam drveno pomagalo, nalik vrhu cackalice, koje je mekse od komponente i pri manipulaciji je ne hladi znacajno.

Ipak, i s njima se mora ponekad raditi i generalno za rad treba imati binokularni mikroskop... sto ja nemam

Sigurno biste pomislili, da manja komponenta zahtijeva i manju toplinu lemilice... sto bi bilo logicno, no kod uredjaja koji koriste mikroelemente u 100% primjera cete naici na viseslojnu plocicu s slojevima za hladjenje (ground plane). Efektivno, to je kao da radite na bakrenoj ploci precizni posao... Ove tockice, kruzice koje vidite na gornjem sloju plocice su tzv via koji povezuju slojeve, i kada ih se vidi mnogo na istoj grupi, radi se o dizajniranom hladnjaku (obicno u centru cipova) ili za prenasanje vece struje po vodovima.

Lemljenje SMD mikroelemenata #2340

[Harp]

Evo i jedan nacin odlemljivanja vecih konektora.

Znamo da je najveci problem pri klasicnom odlemljivanju imati istodobno sav lem potpuno ratopljen s obje strane, sto znaci da ce svi pinovi duze vrijeme biti izlozeni barem 320 st.C, sto je ujedno i temperatura na kojoj ce omeksati plastika i moguce deformirati sami konektor.

Stoga, gdje se god moze, valja skinuti plastiku i orijentirati se koncentriranom energijom na pojedini pin, moze i jacom lemilicom.

Odlemljivanje velikih konektora lemilicom #2422

Ova metoda je upotrebljiva samo kod onih konektora kojim se plasticno kuciste moze skinuti.

[Harp]

Evo jedan moj eksperiment, kako napraviti flux koji ne tamni, ne gori, ne zgusnjava se, ne itd...

Ideja je da se dobije dobra alternativa standardnom fluxu od kalafonija, ali koji ima zeljena svojstva.

Izrada bistrog DIY fluxa #2429 [ENGLISH subtitles]

Za tu svrhu sam upotrijebio spojeve koji imaju visoko vreliste, i to stearinsku kiselinu (deoksidans) i glicerin kao nosac (otapalo) i zastitni sloj.

Poznato je da se stearin vrlo malo topi u alkoholima, ali, nama je za flux i potrebna vrlo mala aktivna kolicina te kiseline, doslovno njeno prisustvo, stoga se on dovoljno otopi u glicerinu (teski alkohol) kao i u IPA po potrebi.
Glicerin sprijecava daljnju oksidaciju bakra pri povisenoj temperaturi.
IPA povecava koncentraciju otopljenog stearina u glicerinu.

Postoje poslovi za koje je nuzno da se cijelo vrijeme vidi sto se radi (pogotovo pod mikroskopom), pa se ovaj flux koristi kao specijalno sredstvo po potrebi, medjutim, mislim da je tekuci flux na bazi kalafonija ipak bolji (bolje razlijeva kositar pri lemljenju).