U oblastima proizvodnje i popravke elektronike, kvalitet lemljenja pločica izravno određuje performanse i vijek trajanja proizvoda. U LHD-u smo iz prve ruke svjedoci tome kako loš izbor lema dovodi do skupih prepravki u proizvodnji PCB-a — što dodatno naglašava koliko je ova odluka važna. Bili vi entuzijast elektronike ruke sami ili profesionalac u proizvodnji PCB-ova, odabir najpogodnijeg lema je prva linija obrane protiv hladnih spojeva i lažnog lemljenja, osiguravajući pouzdane električne veze, što može biti razlika između savršenog, pouzdanog elektroničkog uređaja i onog koji pati od slabih lemnih spojeva i skupih kvarova.
Na osnovu ovog razumijevanja, i kako bi se riješila uobičajena složenost odabira u praktičnom radu, LHD je transformisao iskustvo stečeno na ovom polju u detalni vodič za odabir. Ovaj članak će sistematski obuhvatiti sve aspekte lemljenja pločica. Ovdje ćete pronaći sve što trebate znati o lemljenju pločica, od osnova šta je lemol, do 8 najboljih lemova za projekte sa pločicama, te odabir idealnog lema za vašu sljedeću montažu, pružajući vam praktični referentni priručnik. Istražit ćemo svaki relevantan tip lema — sa olovom, bez olova, sa srebrom, sa jezgrom smole, bez čišćenja i drugi — uz pružanje praktičnih savjeta i stručnih preporuka. Ako tražite konačni vodič za odabir pravog lema za svoj sljedeći projekt sa pločicom, više ne morate tražiti!
Leimir je mnogo više od samo "ljepila" u sklopu štampanih ploča (PCBA). On ima dvostruku misiju: ostvarivanje električnih međuspojeva i mehaničkih veza. Procesi kontrole kvaliteta LHD-a pokazuju da nepravilan izbor lema — bilo u sastavu legure, vrsti toka ili količini nanosa — lako može dovesti do problema poput hladnih lemnih spojeva, mostova lema ili nepouzdanih veza, što potencijalno može uzrokovati potpuni kvar proizvoda. Osim odmah uočljivog kvara, neoptimalan lemir može dovesti do skrivenih grešaka — spojevi koji prolaze početno testiranje, ali zakažu prije vremena u praksi uslijed povećanog električnog otpora ili osjetljivosti na termičku zamornost i vibracije. Stoga, razumijevanje i ispravan izbor lema nije samo osnovna vještina u elektrotehničkom inženjeringu, već i ulaganje u dugoročnu pouzdanost i ugled vašeg proizvoda.
Leimir je legura metala sa niskom tačkom topljenja koja se koristi za spajanje elektronskih komponenti na ploče tako što se topi, formirajući čvrst lemljeni spoj pri hlađenju. Ključna karakteristika je ta da je tačka topljenja niža od metala koji se spajaju (poput bakra), omogućavajući povezivanje pri niskim temperaturama.
Legure lemirа za elektroniku obično su mješavina kositra i olova ili kositra sa srebrom i bakrom (olovni lemir). Različiti odnosi elemenata daju lemiru jedinstvene osobine protoka, čvrstoću i provodljivost. Na primjer, eutektički odnos 63/37 kositar-olovo ima izrazitu tačku topljenja, stvrdnjavajući se odmah, što pojednostavljuje kontrolu procesa. Suprotno tome, ne-eutektičke legure poput 60/40 imaju plastični raspon, zbog čega su osjetljivije na poremećaje tokom hlađenja.
Tijekom lemljenja, rastopljeni lemur, uz pomoć fluksa, popunjava mikroskopske praznine između izvoda komponenti i bakarnih površina. Nakon hlađenja i stvrdnjavanja, postiže se električna provodnost i mehaničko sidrenje. Fluks ovdje također igra ključnu ulogu hemijskim čišćenjem površina. To omogućava rastopljenom lemu da ih 'omota' na učinkovit način, što znači da se ravnomjerno širi i formira neprekidno spojeno područje umjesto da se skuplja u kapi.
Odabir najboljeg lema za štampane ploče započinje razumijevanjem vrsta lema. Iako postoji mnogo specijalizovanih opcija, najvažnija razlika je između lema sa olovom i bez olova. Često ćete naići na reference na dvije vrste lema:
U zavisnosti od zahtjeva za čišćenje i procesa, lemovi se mogu dodatno kategorizirati:
· Lećeni lemur: Nudi visoku univerzalnost i aktivnost. Iako je ostatak obično izolacioni, on je ljepljiv i higroskopan, što često zahtijeva čišćenje izopropil alkoholom radi dugotrajne pouzdanosti ili estetskih razloga.
· Lem bez čišćenja: Minimalni ostatak niskog korozivnog djelovanja, pogodan za masovnu proizvodnju površinski montirane tehnologije (SMT).
·Lem s vodom otapljivim fluksom: Ostatak se može ukloniti vodom, ispunjavajući vrlo visoke zahtjeve za čistoću kao u medicinskim ili vojnim primjenama. Ovaj fluks je vrlo aktivan, ali i vrlo korozivan ako se potpuno i odmah poslije lemljenja ne ukloni.
Vrsta lema |
Glavni legura |
Tipična primjena |
Ključne prednosti |
Kosit-Olovo (SnPb) |
60/40, 63/37 |
Popravka, staro, audiofilsko |
Lako korištenje, sjajni i pouzdani spojevi |
Bez olova (SAC305) |
SnAgCu |
Sve moderne PCB ploče, RoHS |
Eko-prijateljski, u skladu sa propisima, dobra čvrstoća |
Srebrno lemljenje |
SnAg, SnAgCu |
Visoka klasa, vibracije/termičko cikliranje |
Visoka vodljivost, otpornost na termičku zamornost, mehanička čvrstoća |
Rosin jezgro |
Varira |
Opšta elektronika, popravke |
Samofluksirajući, čistiji spojevi |
Bezčišćenje lema |
Varira |
Proizvodnja, gdje je čišćenje nepraktično |
Minimalni ostatak, pogodno za SMT |
Fizički oblik lema izravno utiče na proces rada i efikasnost. Odabir pogrešnog oblika može dovesti do grešaka, neučinkovitosti i povećanih troškova, bez obzira na kvalitet legure.
Vaša tehnika, opseg projekta i složenost kola određuju najpogodniju formu lemilice. Lemilica u žici omogućava preciznu ručnu kontrolu — idealna je za istraživanje i razvoj, izradu prototipova, popravke ili proizvodnju u malim serijama. Lemilica u pasti koristi se kod reflovanja ili preciznih radova na SMD komponentama. Lemilice u šipkama koriste se na industrijskim linijama za sklop. U LHD-u pomažemo klijentima da odaberu optimalnu formu na osnovu njihove proizvodne količine, mješavine komponenti i zahtjeva za kvalitetom, osiguravajući efikasnost i ekonomičnost.
Ni jedan sveobuhvatan vodič o najboljoj lemilici za štampane ploče ne bi bio potpun bez rasprave o fluksu — ključnom sastojku jakih i čistih lemljenih spojeva.
Fluks uklanja okside sa površina metala prije i tokom lemljenja. Bez fluksa, lemolni spoj neće biti pravilno izveden, što rezultira slabim spojevima ili prekidom strujnog kola.
· Rosin Core Solder :
Sadrži prirodnu smolu iz borovih stabala; vrlo učinkovit u uklanjanju oksidacije.
Ostavlja ostatak koji se može očistiti izopropanolom radi dugoročne pouzdanosti ili estetskih razloga.
Tradicionalan i popularan za popravke, audio i hobijaske projekte.
· Bezčišćenje lema :
Ostavlja minimalne ili nikakve ostatke — ono što ostane obično se može ostaviti na ploči. Važno je provjeriti da ostatak zaista nije korozivan niti vodi električnu struju u specifičnim radnim uslovima vašeg proizvoda (npr. visoka vlažnost).
Idealan za masovnu proizvodnju, SMT i potrošačku elektroniku, pojednostavljuje korake nakon procesa.
· Vodom rastvorljiv fluks :
Temeljito očišćeno vodom, ispunjava najviše standarde čistoće, ali zahtijeva odmah naknadno ispiranje vodom. Ovaj fluks je vrlo aktivan, ali također i visoko korozivan ako se potpuno i brzo ne ukloni nakon lemljenja.
Često se koristi za medicinsku, vojnu ili svemirsku elektroniku gdje su ostaci neprihvatljivi.
Odabir između lema sa olovom i bezolovnog lema možda je najvažnija i najzbrkaniјa odluka za svakoga tko želi odabrati najbolji lem za svoj sljedeći projekt pločice. Ovaj izbor često nameću propisi, ali razumijevanje tehničkih posljedica ključno je za uspjeh.
Karakteristika |
Na bazi olova (kositro-olovo) |
Bez olova (SAC, SnAgCu, itd.) |
Tačka taljenja |
183–190°C |
217–221°C |
U skladu sa RoHS |
NE |
Da |
Električna vodljivost |
Izvrsno |
Vrlo dobra |
Jednostavnost korištenja |
Veoma jednostavno |
Umereno |
Zdravlje/okoliš |
Opasni |
Bezbjeđniji |
Spojni izgled |
Blistavo |
Blago mutno |
Tipična upotreba |
Popravke, staro, audio |
Novi projekti, masovna proizvodnja |
Nijedan konačni vodič nije potpun bez savjeta specifičnih za brend! Evo naših najboljih 8 lemnih materijala za štampane ploče, koje koriste stručnjaci širom svijeta:
Brand |
Tip/oblik lema |
Najbolje za |
Kester 44 Rosin Core Solder |
Kalaj-olovo, Rosin Core, žica |
Staro doba, popravke, audio, lako stvaranje sjajnih spojeva |
Alpha Fry AT-31604 |
Kalaj-olovo, Rosin Core, žica |
Početnički DIY, niski trošak, univerzalna namjena |
MG Chemicals 63/37 |
Kalaj-olovo, No-Clean, žica |
Popravka, bez ostataka, pouzdani rezultati |
WYCTIN 60/40 olovno žičano lemljenje |
Kalaj-olovo, Rosin Core, žica |
Svakodnevno prototipiranje, obrazovanje |
SRA proizvodi za lemljenje sa smolom u jezgri |
Kalaj-olovo, Rosin Core, žica |
Opći rad na PCB-u, konzistentni rezultati |
Cardas žica za lemljenje |
Srebrno lemilice, sa jezgrom od smole, žica |
Audiofil, visoke frekvencije, precizna audio oprema |
Harris Stay-Brite srebrno lemilice |
Srebrna legura, žica/šipka |
Automobilski, vibracije, kola visoke klase |
Worthington olovna žica |
Kalaj-olovo, Rosin Core, žica |
Budžet, prototipiranje, škole |
Donijeti informisanu odluku temeljnu na sveobuhvatnoj procjeni sljedećih tačaka. Ova kontrolna lista služi kao sistematski pristup odabiru lema:
Priprema radnog prostora:
Koristite antistatički tepih i dobro osvjetljenje.
Uključite lemilicu s kontrolisanom temperaturom.
Čišćenje komponenti i padova:
Uklonite oksidaciju i višak lema upotrebom izopropil alkohola i, ako je potrebno, lemne mrežice ili vučice za lem.
Postavljanje komponenti:
Ugao za uklapanje u kolo; osigurajte da vodovi odgovaraju rupama na ploči kola.
Nanosenje lema:
Zagrijte pad i komponentu željezom, zatim dodajte žicu lema ili nanesite pastu lema.
Lem bi trebao glatko teći i prodirati na obe površine.
Koristite odgovarajuću količinu lema – premalo lema daje slab spoj, previše stvara višak lema ili mostove.
Provjera lemljenja:
Dobar lemljeni spoj treba biti sjajan i udubljen, bez šiljaka ili kuglica lema.
Provjerite pomoću lupe ili mikroskopa za pouzdane lemljene spojeve.
Čišćenje nakon lemljenja:
Očistite ostatak lema izopropil alkoholom ako je potrebno, posebno kod smole ili vodom otapljivog fluksa.
Problem |
Vjerovatni uzrok |
Rješenje |
Hladan lemovni spoj |
Niska temperatura, prljavi kontakt, prebrzo lemljenje |
Očistite kontakt, povećajte temperaturu, ponovo olemite |
Mostić lema |
Primijenjeno previše lema, previše debeli leme |
Koristite otpajni užić/sisač, nanosite manje |
Slabo spoj |
Pokretni dio, premalo lema |
Učvrstite komponentu, ponovo zagrijte/nanesite lem |
Prolivak ostatka fluksa |
Visokoaktivni ili neočišćeni flukus |
Očistite izopropil alkoholom |
Mat spoj |
Jeftin lem, pogrešna temperatura |
Koristite kvalitetan lem, kontrolirajte temperaturu lemilice |
Odgovorno reciklirajte stare lemove, ploče s kolutovima i otpad iz proizvodnje. Čak i bezolovni lemovi imaju uticaj na okolinu, pa uvijek minimizirajte otpad i pravilno skladištite hemikalije.
U proizvodnji elektronike, odabir i primjena lema je disciplina koja uključuje materijale, tehnologiju procesa, praktično iskustvo i poštovanje prema okolini. Ispravan izbor ne omogućava samo pouzdane električne veze, već je i osnova dugoročno stabilnom radu proizvoda – bio to inovativna IoT ploča, vintast pojačalo ili kontroler sljedeće generacije za automobile.
Kao vaš pouzdani proizvodni partner, LHD duboko razumije ove principe. Ovaj sveobuhvatni vodič je vaš konačni izvor za odabir i korištenje pravog lema za vaš kolut:
S ovim znanjem, spremni ste da krenete sa svojim sledećim projektom štampane ploče — uvereni da će vaše električne veze biti čvrste i da će vaše sklopove izdržati test vremena. Ako vam je potrebna profesionalna podrška u odabiru lemilja ili bilo kojoj proizvodnji PCB-a, tehnički tim LHD-a je uvijek spreman da vam pomogne. S ovim znanjem, možete samopouzdano pristupiti svom sledećem projektu štampane ploče.
P: Kako odabrati najbolje lemilje za svoj sledeći projekat štampane ploče?
A: Počnite određivanjem da li vam je potreban RoHS (lemljenje bez olova), tip komponenti (SMD u odnosu na provučene) i očekivana opterećenja (audio, automobilska, visoke frekvencije). Zatim odaberite tip lema, oblik (žica, pasta, šipka), fluks i prečnik koji najbolje odgovaraju vašoj šemi.
P: Je li srebrni lemak uvijek najbolji za štampane ploče?
A: Srebrni lemak nudi čvrstoću i izvrsnu vodljivost, što je korisno za visokonaponske, visokofrekventne ili audiofilne kola, ali može biti nepotrebno za osnovne projekte.
P: Mogu li miješati različite vrste lema (s olovom i bez olova) na istoj ploči?
A: Najbolje je da ne miješate — miješanje legura može dovesti do nepredvidivih tačaka topljenja i kvaliteta spojeva. Koristite jednu konzistentnu vrstu lema po ploči.
P: Je li prečnik žice za lemljenje bitan?
A: Da! Deblja žica za lemljenje koristi se za veće komponente, priključke za napajanje ili uzemljenje; tanja žica omogućava preciznost kod SMD-a i radova sa sitnim spojevima.
P: Trebam li uvijek čistiti ostatak fluksa?
A: Ako koristite smolni lemež, da — očistite izopropanolom. Kod lemeža bez čišćenja, čistite samo u visokonaponskim ili vizualno kritičnim područjima.
P: Šta je sa čišćenjem ili popravkom zalemljene šeme?
A: Uvijek koristite specijalizovani alat kao što je vačuum za olovo ili kvalitetnu vrpцу za olovo kako biste uklonili neželjeno ili višak olova prije ponovnog nanošenja.
P: Koliko dugo kvalitetan lemež traje na skladištenju?
A: Žica za lemljenje (skladištena suho i zapečaćena) traje godinama; pasta za lemljenje treba da se koristi unutar roka proizvođača (obično 6–12 mjeseci hlađena u frižideru).