Brasatura dolce
La brasatura consiste nel collegare pezzi metallici con l'ausilio di un metallo d'apporto senza la fusione dei pezzi da assemblare. Il metallo d'apporto penetra per capillarità fra i pezzi da assemblare.
La brasatura consiste nel collegare pezzi metallici con l'ausilio di un metallo d'apporto senza la fusione dei pezzi da assemblare. Il metallo d'apporto penetra per capillarità fra i pezzi da assemblare.
Lega stagno-piombo con titolo 60/40. In seguito alla normativa RoHS è stata sostituita da leghe stagno-rame (99,3/0,7) e stagno-argento (96/4).
La Direttiva RoHS è la normativa 2002/95/CE (chiamata comunemente RoHS dall'inglese: Restriction of Hazardous Substances Directive) adottata nel febbraio del 2003 dalla Comunità europea.
Materiale occorrente
1) Saldatore
2) Lega saldante
3) P.C.B. circuito stampato o basetta millefori
4) componenti elettronica e/o cavi da collegare con il pcb ed eventuali componenti collegati al contenitore
Il saldatore è utile per scaldare i materiali che devono essere collegati e fondere la lega saldante per unirli definitivamente.
Potenza
I saldatori usati nel montaggio elettronico hanno potenze che oscillano tra i 15W e i 30W. Nei laboratori di elettronica professionale si adottano spesso stazioni di saldatura su cui è possibile regolare la temperatura o la potenza del saldatore.
La temperatura
La temperatura raggiunta dalla punta del saldatore può oscillare tra i 300°C e i 500°C, dipende dalla potenza del saldatore e dalla punta.
La punta
Le punte vengono prodotte in diverse forme e dimensioni ma tipicamente nella pratica viene adottata una forma e dimensione che consente una saldatura saldature il più possibile precisa. La punta è costituita internamente di rame e rivestita da un sottile strato di acciaio nikel e cromo ad alta resistenza chimica e meccanica ciò è indispensabile in quanto la lega fusa è molto aggressiva ed una punta costituita da solo rame finirebbe per corrodersi velocemente.
La lega saldante è composta da.
1) una lega metallica costituita da stagno (Sn) al 60% e piombo (Pb) al 40%, alcune volte nella lega possono essere presenti piccole parti di rame e argento, la temperatura di fusione è di circa 190°C. Aumentando la percentuale di stagno presente nella lega la temperatura di fusione si abbassa, ad esempio percentuali 63% di stagno e 37% di stagno abbassano la temperatura di fusione a circa 180°C. Lo stagno viene fornito sotto forma di filo con diametro che può essere di 1,5 mm – 1 mm – 0,7 mm, per la realizzazione di circuiti elettronici si adottano diametri da 0,7 e 1 mm;
2) un’anima di resina fondente semitrasparente che ha lo scopo di facilitare la saldatura, ne migliora la diffusione del calore e previene la formazione di ossidi è in qualche caso li rimuove se sono presenti in misura ridotta.
LEGA BRASANTE
Le caratteristiche fondamentali della lega brasante sono almeno due:
A) in grado di bagnare il metallo o i metalli base,
B) poter salire per capillarità entro meati molto stretti (le dimensioni tipiche di un meato- interstizio - per brasatura sono attorno a 1/10 di mm).
Lo stagno puro fonde a 232°C, il piombo puro a 327°C e la lega dei due a 183°C. Lega stagno-piombo con titolo 60/40, In seguito alla normativa RoHS è stata sostituita da leghe stagno-rame (99,3/0,7) e stagno-argento (96/4).
All’interno del filo di stagno è contenuta un’anima di flussante (colofonia ricavata dall’albero di pino). Il compito del flussante è quello di pulire le superfici delle parti in saldatura, consentendo allostagno di aderire e di formare un forte legame.
Va precisato che per ottenere buone saldature, le superfici da saldare se eccessivamente sporche devono essere ben pulite, non ossidate e libere da qualsiasi altra contaminazione. In questi casi per eliminarlo dal circuito basterà usare dell’alcool isopropilico o qualsiasi altro solvente.
Per rimuovere un componente da un circuito è ovviamente indispensabile sciogliere lo stagno, ma questa operazione potrebbe risultare difficoltosa in quanto si rischia di bruciare il componente o peggio ustionarsi. E’ opportuno utilizzare un dissaldatore, il più comune è quello a pistone in grado di aspirare lo stagno fuso da un saldatore. Esistono dissaldatori più sofisticati costituiti da un saldatore abbinato ad un aspiratore.
SCELTA DELLA PUNTA PER IL SALDATORE
Le punte in commercio sono realizzate in rame rivestito galvanicamente da uno strato di ferro, questo per allungarne la vita operativa. Evitiare pertanto di limarle, poiché ciò causerebbe un danno funzionale alla stessa alterandone la dinamica termica e aumenterebbe il rischio sicurezza.
Questa dovrebbe essere larga almeno quanto la connessione che stiamo per realizzare. Spesse e corte trasferiscono meglio il calore che quelle lunghe e sottili.
Prima di incominciare la saldatura:
Piegate i terminali (reaofori) dei componenti mediante una pinza a becchi lunghi in modo che possano entrare all’interno dei fori della basetta.
Ripiegate leggermente i reofori una volta inseriti nei fori della basetta ciò evita la caduta accidentale dei componenti dalla basetta.
La piega dei reofori deve avvenire a sufficiente distanza dal corpo del componente al fine di evitare la rottura del dispositivo.
Lasciate spazio tra il componente e la superficie della basetta (2 o 3 mm) in modo che venga favorita la dissipazione del calore dei componenti.
I componenti vanno saldati partendo da quelli più bassi in questo modo è possibile appoggiare lo stampato sul banco di lavoro senza far uscire i componenti.
Preriscaldate ponendo la punta del saldatore sulla piazzola toccando anche il reoforo del componente per un tempo variabile tra 1 e 2 secondi.
Senza togliere il saldatore sciogliete lo stagno appoggiandolo tra reoforo e piazzola, il filo di stagno dovrà essere sciolto tra il rame della piazzola e il reoforo e non direttamente sulla punta del saldatore. Lo stagno sciolto dovrà ricoprire l’intera superficie della piazzola. Questa seconda operazione non dovrà superare i 2 o 3 secondi.
Togliete il filo di stagno e dopo il saldatore.
Se lo stagno non ricopre interamente la superficie vuol dire che il rame è freddo o sporco o che lo stagno è scadente (bassa percentuale di stagno).
La saldatura dovrà avvenire in corrispondenza della piazzola, lo stagno non è da disperdete nelle piste vicine.
I reofori vanno tagliati una volta che avete concluso tutte le saldature.
La saldatura sarà perfetta se lo stagno risulterà liscio (senza porosità), lucido e distribuito uniformemente sulla piazzola e dovrà assumere la forma di un cono.
La saldatura dovrà avvenire in corrispondenza della piazzola, lo stagno non è da disperdete nelle piste vicine.
Per evitare contatti accidentali utilizzare un supporto per saldatori.
Eliminate ogni impurità dalla punta del saldatore usando una piccola spugnetta imbevuta d’acqua, in mancanza è sufficiente anche uno straccio di cotone imbevuto d’acqua.
Oli, grassi, vernici, ossidazione, sporcizia e polveri sopra la basetta o sui reofori dei componenti compromettono la saldatura.
Molto spesso i componenti sono venduti su supporti di carta gommata e sui reofori molto spesso si depositano sostanze collose, eliminare queste sostanze prima di incominciare la saldatura.
La saldatura dei singoli punti dovrà avvenire nel minor tempo possibile onde evitare il surriscaldamento dei componenti e la loro conseguente rottura.
I reofori vanno tagliati una volta che avete concluso tutte le saldature.
La temperatura raggiunta dal saldatore può superare i 300°C quindi a contatto della pelle può provocare gravi ustioni.
Durante la saldatura si creano vapori nocivi, quindi mantenere areati i locali in cui si opera.
Evitate assolutamente la pulitura della punta del saldatore con lime o carta vetrata in quanto si eliminerebbe lo strato protettivo.
La saldatura non sarà corretta se assume la forma di una pallina, in questo caso eliminate tutto lo stagno con il dissaldatore e rifate la saldatura.
Se tra due punti si forma un ponticello di stagno vuol dire che avete usato troppo stagno.
Se lo stagno non aderisce al rame e forma una pallina si potrebbe essere in presenza di uno dei seguenti 4 errori:
1. lo stagno è scadente;
2. il rame è ossidato;
3. il saldatore è freddo;
4. l’operazione di saldatura si è ripetuta sullo stesso punto più volte.
Se le piazzole si staccano vuol dire che avete scaldato troppo, tempi di saldatura superiori ai 10 secondi possono provocare questo problema.
A pulire con mezzi meccanici o solventi idonei
B Infilare il/i componente/i
1 Bagnare la punta del saldatore con la lega saldante e pulirla su di una spugnetta inumidita e non bagnata
2 Riscaldare le parti da saldare toccandole fermamente e contemporanemante con la punta del saldatore per meno di un secondo.
3 Scioglierne una quantita' sufficiente a creare un'adeguata copertura.
4 Aspettare due o tre secondi che lo stagno si sciolga ed espanda uniformente.
5 Togliere la punta del saldatore e riporla nell'apposito alloggiamento.
6 Attendere per qualche secondo perche' lo stagno condensi e si raffreddi. Durante questa fase non muovere il componente e la basetta.
La saldatura in basso è opaca con inclusioni e dalla forma irregolare e deve essere rimossa e rifatta per evitare difetti di conducibilità di breve e lungo termine
Riscaldare per 2 secondi preparando l'aspiratore, azionare lo scatto e ripetere fino alla completa rimozione della saldatura.
Il componente deve essere rimosso
Eccesso di lega saldante
Difetto nel riscaldamento delle parti da saldare: saldatura fredda
Eccesso di riscaldamento nell'ultima fase della saldatura: saldatura opaca