Introduktion til montering og lodning af komponenter René Gadkjær DTU Elektro 22 01 2016
Loddekolben og det tilhørende værktøj. Hovedformålet med at lodde komponenter sammen, er at sammenføje 2 materialer med høj pålidelighed. Derefter at få lavet en elektrisk forbindelse. Dette kræver at man har den rette temperatur og en god vædning af loddestedet. Det loddeudstyr som er til stede her er fra Cooper Hand Tools. Loddestationen er model Weller PU81. Det er en 80Watts loddekolbe med variabel analog temperatur indstilling. Temperaturen indstilles og når kolben er nået den ønskede temperatur, så vil den grønne lysdiode over vælgeren, begynde at blinke. om blyfri lodning. Blyfrit loddetin er meget hårdere ved spidserne pga. den manglende smøring, som bly giver. Huskeliste: Vælg laveste temperatur til opgaven Vælg størst mulig spids til opgaven Tilfør loddetin til loddestedet, ikke loddespidsen Pres ikke loddespidsen under lodning Hold rensesvampen ren Rens og fortin loddespidsen efter lodningens udførelse Brug ikke værktøj på loddespidsen Sluk loddekolben, når den ikke er i brug Lodning er ikke helt ufarlig. Weller PU81 m/tilhørende loddekolbe og holder. Det tilhørende værktøj som man normalt bruger ved lodning og montering af elektroniske komponenter, er typisk. Loddetin Flux Udsugning Sugetråd / tinsuger Skævbider Rundtang / spidstang Fladtang Pincet Generelle tips til lodning. Der enkelte ting som man skal huske når man har med lodning og loddekolber at gøre. Disse råd gør, at det er nemmere at lodde og at loddespidserne holder længere. Det er specielt vigtigt, at man husker disse råd, når der er tale Selv om loddetin ikke er egentlige kemikalier, kræver disse, bl.a. pga. røgudviklingen under brugen og blyindholdet i loddetinnet, at der udarbejdes en arbejdspladsbrugsanvisning eller sikkerhedsinstruktion for arbejdet. Dette er nødvendigt, fordi langvarigt arbejde, gennem mange år, med produktet kan medføre alvorlige gener. Loddetin indeholder flere forskellige metaller, oftest er det bly eller tin, men sølv er også på vej ind. Fra medio 2006 blev blyholdigt loddetin forbudt og man overgik til blyfri loddetin. Der er dog givet dispensation på enkelt områder, bl.a. sygehus materiel, fly udstyr, rumforskning, militært udstyr o. lign. Forbuddet gælder hovedsagligt på konsum elektronik. Ved industriel brug af lodning, skal man være opmærksom på, at man skal have udsugning på loddestedet. Bly optages i blodet, og ved meget store koncentrationer af bly i kroppen, er der risiko for varige skader på helbredet, i værste tilfælde, kronisk blodmangel, nyreskader, lammelser mm. Lad jer ikke skræmme, men vær opmærksom på farerne. DTU Elektro, BME René Gadkjær Side 2
Lodning af komponent på printplade. Lodningen udføres efter følgende metode med en loddekolbe. Ved udlodning af komponenten, skal man bruge en tinsuger. Varmen påføres både printet og komponentens ben. Det er vigtigt at begge områder bliver varme. Varmen påføres den lodning som man ønsker at fjerne. Det kan være nemmere at opløse en gammel lodning, ved at tilføre lidt nyt loddetin. Loddetin tilføres på enten loddeø eller komponentens ben. Tin må IKKE tilsættes lodningen via loddespidsen. Når tinnet er flydende, sætter man tinsugeren ned over loddeøen, og gerne så den dækker det yderste af loddespidsen. Tinsugeren udløses og.. Den færdige lodning kendetegnes ved, at den er flydt ud over hele loddeøen og at den hæfter på komponentens ben. Blyholdigt tin giver flotte blanke lodninger, hvor det blyfri har tendens til at blive mat i overfladen. Efter en succesfyldt manøvre, skulle loddeøen og komponent benet være fri for tin. Øvelsen gentages til komponenten sidder løs og kan fjernes. Udlodning af komponent på printplade. DTU Elektro, BME René Gadkjær Side 3
Afrensning af loddeø på printplade. Afrensning af loddeø gøres med sugetråd. Det er vigtigt for lodningen og for renheden af den kemiske proces som sker ved lodning, at man holder sin loddespids ren under hele processen. Loddeø som ønskes renset. Denne loddespids er beskidt, og vil afsætte slagger i lodningen. Dette svækker lodningen og mindsker den elektriske gennemgang. Sugetråden lægges ovenpå den ø som ønskes renset, og loddekolben sættes oven på sugetråden. Det er vigtigt at man ikke trykker hårdt, dan man i kan opleve at loddeøen slipper printet. Denne loddespids er ren, og den kan udføre en god og stabil lodning. Der findes mange forskellige loddespidser og det gælder om hver gang at vurdere, om den spids man har, kan løse opgaven. Herunder ses et lille udvalg. Den afrensede loddeø er nu klar til montering af nyt komponent, med efterfølgende lodning. Lidt om loddespidsen DTU Elektro, BME René Gadkjær Side 4
Montering af komponent på printplade. Når man monterer en komponent på en printplade, er ønsket som oftest, at den sidder stærkest muligt monteret. Det er vigtigt at man ikke stresser komponenten unødigt, ved at bukke benene for tæt på dens skuldrer og at man heller ikke har for lange ben på den. Endeligt slutter man af med på bagsiden, at bukke benet på komponenten i en vinkel på ca. 45. Dette buk skal ligge parallelt med, og væk fra komponenten. Benene afklippes, så der er ca. 2mm tilbage. En tommelfinger regel er, at benets længde skal være lig med eller lidt længere end radius af loddeøen. Krympeflex Denne modstand er monteret korrekt. Den støtter på printet og sidder pænt i midten. Den har god afstand fra skulderne og ud til bukket på dens ben. Krympeflex er et isolerende materiale, der bruges hvor man f.eks. lodder ledninger på et stik, samler to ledninger og hvor man ønsker isolering/aflastning imellem to forskellige typer ledning. Har man en 1mm² og en 2½mm² ledning, der ønskes loddet sammen, kan man med fordel sætte et lille stykke 3mm krympeflex på den tynde ledning, og oven på krympeflexen og 2½mm², krympe en 6mm henover. Dette giver en god og stabil overgang imellem to forskellige, to typer ledninger. Denne komponent sidder forkert. Den er bukket for tæt på komponentens ene skulder, og dette vil resultere i, at rystelser vil stresse skulderen, og frembringe en mekanisk defekt internt i komponenten. Denne komponent er monteret som det man kalder et luftskib. Den vil frembringe en mekanisk defekt på et tidspunkt, da den på ingen måde er understøttet. Der findes mange forskellige typer, de kan være frostsikre, der kan være tale om 4:1, 3:1 eller kun 2:1 krympning. Det mest normale typer er 2:1 og 3:1. Dvs. at en 6mm i forhold 3:1 ender op med at blive til en 2mm. Den kan godt stoppe med at krympe ved større diameter, den pakker sammen om det emne som den krympes om, så hvis man sætter en 6mm på en 4mm ledning, så vil den stoppe på 4mm. Der kan være tale om at man i visse tilfælde har behov for krympeflex, der er forsynet med lim på indersiden. Den type vil give en god og stærk samling, som kan benyttes på steder, hvor stress og træk i emnerne optræder hyppigt. DTU Elektro, BME René Gadkjær Side 5
Man skal være forsigtig når man krymper, man skal bl.a. være opmærksom på, at den ledningstype, den komponent eller det materiale man monterer krympeflex på, kan tåle den temperatur, som man påfører. En varmluftsblæser til krympeflex, kan ligge imellem 180 C til 650 C. Krympeflex har to forskellige temperaturer. Der er drift temperaturen, og så er der den temperatur den skal påføres, for at krympe. aveste varme/hastighed. Man starter med en god afstand til emnet og derfra kan man arbejde sig ind imod krympeflexen, så den krymper langsomt og jævnt. Der skal krympes fra alle sider, alle 360 grader skal varmes. Processen og brugen af Flex Ved reparation af ledningsudtag fra f.eks. en strøm forsyning, kan man starte med at skære lidt af trækaflastningen, lodde et par nye ledninger på, og beskytte disse, ved hjælp af krympeflex. Nye ledninger monteres ved lodning. Krympeflex afklippes i stykker, der går ca. 1cm ind over ledningerne, på hver side af lodningen. Varmekanon sættes på 250 280 C, hvis mulighed for temperatur indstillinger mulig. Har varmeblæser to hastigheder, startes med den Her ses det færdige resultat, tæt fast krympning, uden at ledningernes egen isolering er smeltet eller beskadiget. Et typisk data sæt for krympeflex vil se sådan ud: Diameter på flex 12.7mm Krympet diameter 4mm Farve Sort Flex type Krympeflex Med limindlæg Nej Krympeforhold 3:1 Længde på flex 1.2m Materiale Polyolefin Driftstemperatur min. -40 C Driftstemperatur maks. +105 C Gennemslagsfeltstyrke 20kV/mm Et andet sæt vil indeholde andre data: Diameter på flex 8mm Krympet diameter 4mm Farve Sort Flex type Krympeflex Med limindlæg Ja Krympeforhold 2:1 Længde på flex 1.5m Specifikation MIL-/-23053/4 Driftstemperatur min. Driftstemperatur maks. Gennemgangsmodstand -55 C +85 C 3:10 13 Ohm/cm DTU Elektro, BME René Gadkjær Side 6