Hoe PCB solderen

PCB-solderen is een vaardigheid die zowel een kunst als een wetenschap is. Deze gids neemt je mee op een reis van het begrijpen van de basisprincipes van PCB-solderen, tot het verkennen van de essentiële gereedschappen en materialen die je nodig hebt en het duiken in de verschillende soldeertechnieken. We begeleiden je door het stapsgewijze proces van het solderen van een PCB, delen enkele insider tips en trucs en helpen je bij het navigeren door veelvoorkomende soldeerproblemen. En voor degenen die klaar zijn om hun vaardigheden naar een hoger niveau te tillen, zullen we ons verdiepen in geavanceerde soldeertechnieken. Of je nu een hobbyist of een professional bent, dit artikel is je routekaart om PCB-solderen onder de knie te krijgen.

Wat is PCB solderen

PCB solderen is een essentieel proces in de elektronica, waarbij warmte wordt gebruikt om een metaallegering te smelten, algemeen bekend als soldeer, om een geleidende verbinding tot stand te brengen tussen elektronische componenten en de printplaat. Deze verbinding zet de componenten niet alleen fysiek vast op de printplaat, maar vormt ook een elektrische verbinding tussen hen, waardoor een naadloze voortgang van het elektronische signaal wordt gegarandeerd.

Het soldeer dat in dit proces wordt gebruikt, is doorgaans een mengsel van tin en andere elementen zoals lood, zilver of messing. Echter, vanwege gezondheids- en milieuoverwegingen, wint loodvrij soldeer, dat een combinatie is van tin, koper en zilver, aan populariteit. Dit soldeer is ontworpen om een laag smeltpunt te hebben, waardoor het snel kan smelten en afkoelen, waardoor het een solide, geleidende brug vormt wanneer het afkoelt en stolt.

Het beheersen van PCB-solderen is een waardevolle vaardigheid in de elektronica, die wordt gebruikt in een breed scala aan toepassingen, van het assembleren van ingewikkelde computermoederborden tot het repareren van eenvoudige elektronische speeltjes. Het vereist precisie, geduld en een vaste hand, aangezien de betrokken componenten vaak minuscuul en delicaat zijn, en een slecht gesoldeerde verbinding kan leiden tot circuitfalen.

Er zijn twee primaire methoden voor PCB-solderen: handmatig solderen en reflow-solderen. Handmatig solderen wordt met de hand uitgevoerd met behulp van een soldeerbout, een gereedschap dat lijkt op een pen en opwarmt om het soldeer te smelten. Deze methode wordt doorgaans gebruikt voor kleinschalige projecten of reparaties. Omgekeerd omvat reflow-solderen het aanbrengen van soldeerpasta op de PCB, het plaatsen van de componenten erop en vervolgens het verwarmen van de hele assemblage in een gespecialiseerde oven. Deze methode wordt vaak gebruikt in massaproductie vanwege de snelheid en consistentie.

Gereedschap en materialen voor solderen

Het solderen van een PCB is een precisieklus en de kwaliteit van je gereedschap en materialen kan de uitkomst aanzienlijk beïnvloeden. De primaire gereedschappen en materialen voor solderen zijn onder meer een soldeerbout, soldeerdraad en soldeervloeimiddel, die elk een unieke rol spelen in het proces.

De soldeerbout, vaak een soldeerpistool genoemd, is de hoeksteen van het soldeerproces. Het bestaat uit drie hoofdcomponenten: de handgreep, het element en de punt. Het element functioneert op dezelfde manier als een elektrische kachel en produceert warmte wanneer er elektriciteit doorheen stroomt. Deze warmte wordt vervolgens via het ijzeren stuk overgebracht naar de soldeerverbinding. Hoewel losse soldeerbouten gebruikelijk zijn, worden soldeer- en desoldeer-reworkstations vaak gebruikt in reparatiewerkplaatsen, fabrieken en laboratoria vanwege hun efficiëntie en het vermogen om complexere taken uit te voeren.

Soldeerdraad is een smeltbare metaallegering die een permanente verbinding creëert tussen elektronische onderdelen. De meest voorkomende vorm die in de elektronica-industrie wordt gebruikt, is een legering die 60% tin en 40% lood bevat, die een smeltpunt heeft van 190 graden Celsius. Het is verkrijgbaar in verschillende diktes, waarbij dunnere diktes de voorkeur hebben boven dikkere. Een 18- of 22-gauge soldeerdraad is een geschikte keuze voor algemene toepassingen.

Soldeervloeimiddel, vaak soldeerpasta genoemd, is een chemisch reinigingsmiddel dat het soldeerproces vergemakkelijkt. Het verwijdert de oxidecoating op het oppervlak van soldeerbare metalen en verbetert het bevochtigingsvermogen van het soldeer. Moderne soldeerdraden hebben vaak vloeimiddel in de kern, waardoor afzonderlijk vloeimiddel niet nodig is.

Naast deze primaire gereedschappen en materialen kunnen andere soldeeraccessoires het soldeerproces verbeteren. Deze omvatten een soldeerpistoolstandaard, een snijder, een desoldeerpomp en veiligheidsuitrusting zoals een veiligheidsbril en handschoenen. Het is ook handig om een soldeerbout houder en reinigingsspons te hebben voor veilige opslag en onderhoud van de soldeerbout.

Bovendien, als je vaak gaat solderen, kan het uiterst nuttig zijn om een warmtebron te hebben die 315-425 graden Celsius kan bereiken, een afzuigventilator om dampen af te voeren en “derde handen” of “helpende handen” om je werk vast te houden.

De kwaliteit van je soldeerproject wordt rechtstreeks beïnvloed door de kwaliteit van je gereedschap en materialen. Daarom is investeren in hoogwaardig soldeergereedschap en -materialen een verstandige beslissing. In de volgende paragrafen zullen we dieper ingaan op elk van deze gereedschappen en materialen, waarbij we hun specifieke rollen, soorten en selectiecriteria bespreken.

Soldeerbout

Een soldeerbout, vaak vergeleken met een potlood vanwege zijn vorm, is het fundamentele gereedschap bij elke soldeerbewerking. Dit draagbare apparaat zet elektrische energie om in warmte, die vervolgens wordt gebruikt om de soldeerdraad te smelten, waardoor deze in de verbinding tussen twee werkstukken kan stromen.

De soldeerbout bestaat uit drie primaire componenten: de handgreep, het verwarmingselement en de punt. De handgreep is doorgaans ontworpen met een gewatteerde grip voor comfort en isolatie, waardoor de gebruiker wordt beschermd tegen de hitte. Het verwarmingselement, vergelijkbaar met dat van een elektrische kachel, genereert warmte wanneer er elektriciteit doorheen stroomt. Deze warmte wordt vervolgens overgebracht naar de punt, die meestal is gemaakt van koperen platen en het punt van contact is met het soldeer en de PCB.

Er is een verscheidenheid aan soldeerbouten, elk met zijn eigen unieke voordelen. Potloodbouten zijn het eenvoudigst en ideaal voor beginners vanwege hun eenvoud en kosteneffectiviteit. Ze missen echter temperatuurregeling, wat een beperking kan zijn voor meer ingewikkelde projecten. Soldeerstations bieden daarentegen temperatuurregeling en zijn meer geschikt voor geavanceerde taken. Ze worden geleverd met een basisstation dat nauwkeurige temperatuuraanpassingen mogelijk maakt. Snoerloze bouten werken op batterijen en bieden het voordeel van draagbaarheid, waardoor ze ideaal zijn voor taken waarbij de toegang tot een stopcontact beperkt is.

In professionele omgevingen zoals reparatiewerkplaatsen, fabrieken en laboratoria worden vaak soldeer- en desoldeer-reworkstations gebruikt. Deze systemen bieden een grotere efficiëntie en kunnen complexere taken uitvoeren dan afzonderlijke apparatuur met één functie.

Houd bij het selecteren van een soldeerbout rekening met het wattage, de compatibiliteit van de punt, de temperatuurregeling en de comfort- en veiligheidsvoorzieningen. Een soldeerbout met een vermogen van 20-60 watt is meestal voldoende voor de meeste PCB-soldeertaken. De punt van de soldeerbout moet vervangbaar zijn en compatibel met de soorten punten die je van plan bent te gebruiken. Instelbare temperatuurregeling is cruciaal voor het werken met verschillende soorten componenten en soldeer. Zoek ten slotte naar een lichtgewicht bout met een ergonomische handgreep en veiligheidsvoorzieningen zoals een hittebestendige handgreep en een standaard om de hete bout op te laten rusten wanneer deze niet in gebruik is.

Soldeerdraad

Soldeerdraad, een essentieel onderdeel in het soldeerproces, dient als bindmiddel dat een duurzame verbinding tot stand brengt tussen metalen werkstukken. Het is doorgaans een smeltbare metaallegering, waarbij de meest voorkomende variant een legering is die 60% tin en 40% lood bevat. Deze specifieke legering heeft een smeltpunt van 190 graden Celsius en stolt bij afkoeling. Vanwege gezondheids- en milieuoverwegingen winnen loodvrije alternatieven, vaak een mengsel van tin, zilver en koper, echter aan populariteit.

Houd bij het selecteren van soldeerdraad rekening met deze cruciale factoren:

Diameter

Soldeerdraad is verkrijgbaar in verschillende diameters, van 0,5 mm tot 1,6 mm. De juiste diameter hangt af van de grootte van de componenten die je soldeert. Voor kleinere, delicate componenten biedt een dunnere draad, zoals 18 of 22 gauge, meer controle en minimaliseert het het risico op het aanbrengen van overmatig soldeer. Voor grotere componenten kan een dikkere draad efficiënter zijn.

Fluxkern

De meeste soldeerdraden hebben een fluxkern, die de metalen oppervlakken reinigt en de soldeervloei verbetert. De fluxkern kan harsgebonden zijn, waardoor er minimale resten achterblijven en meestal geen reiniging na het solderen nodig is, of wateroplosbaar, wat agressiever is en reiniging na het solderen noodzakelijk maakt.

Lood versus loodvrij

Traditionele soldeerdraad is een lood-tinmix. Maar velen kiezen nu voor loodvrije soldeerdraad vanwege gezondheids- en milieuoverwegingen. Loodvrije soldeer, vaak een mengsel van tin, zilver en koper, vereist een hogere smelttemperatuur en kan iets moeilijker te verwerken zijn.

Smeltpunt

Het smeltpunt van de soldeerdraad is cruciaal. Een lager smeltpunt zorgt ervoor dat de soldeer gemakkelijker vloeit, maar het kan ook minder robuust zijn. Een hoger smeltpunt levert een sterkere verbinding op, maar vereist een hogere temperatuur en kan moeilijker te beheren zijn.

De ideale soldeerdraad voor uw project hangt af van de specifieke taakeisen. Houd altijd rekening met de aard van uw project en de materialen waarmee u werkt voordat u uw soldeerdraad selecteert.

Soldeerflux

Soldeerflux, of soldeerpasta, is verantwoordelijk voor het verwijderen van oxidatie van de oppervlakken van de metalen die moeten worden verbonden. Het verbetert de bevochtigingseigenschappen van de gesmolten soldeer en voorkomt verdere oxidatie tijdens het soldeerproces.

Flux is specifiek ontworpen om de oxidecoating op het oppervlak van soldeerbare metalen te verwijderen, waardoor het vermogen van de soldeer om het oppervlak te bevochtigen wordt verbeterd. Dit is cruciaal omdat een schoon metalen oppervlak noodzakelijk is voor de soldeer om een sterke verbinding te vormen. Bovendien kan de kwaliteit van het solderen, die aanzienlijk wordt beïnvloed door de flux, de levensduur van het solderen bepalen.

Er zijn drie primaire soorten soldeerflux: harsflux, wateroplosbare flux en no-clean flux. Elk type heeft zijn unieke kenmerken en toepassingen, en het begrijpen hiervan kan u helpen de juiste flux voor uw soldeerproject te selecteren.

Harsflux

Dit is het meest voorkomende type flux dat wordt gebruikt bij het solderen van elektronica. Het is afgeleid van natuurlijke hars, een soort hars van pijnbomen. Harsflux is niet-corrosief en niet-geleidend, waardoor het veilig is voor elektronische componenten. Toch laat het na het solderen een kleverig residu achter dat moet worden verwijderd.

Wateroplosbare flux

Dit type flux kan na het solderen met water worden verwijderd. Het is agressiever dan harsflux, waardoor het geschikt is voor het solderen van metalen die moeilijker te solderen zijn, zoals koper en messing. Maar het is ook corrosiever en kan gevoelige elektronische componenten beschadigen als het na het solderen niet grondig wordt verwijderd.

No-Clean Flux

Dit is een type flux dat geen residu achterlaat dat na het solderen moet worden verwijderd. Het is minder agressief dan wateroplosbare flux, maar meer dan harsflux. Het is een goede keuze voor toepassingen waar reiniging na het solderen moeilijk of ongewenst is.

Moderne soldeerdraad heeft vaak flux in de middelste kern, waardoor er geen aparte flux nodig is. Houd bij het kiezen van een soldeerflux rekening met het type metaal dat u soldeert, de gevoeligheid van de componenten en of u het fluxresidu na het solderen kunt verwijderen. Onthoud dat het doel van flux is om een schoon metalen oppervlak te garanderen waarmee de soldeer zich kan verbinden, dus kies een flux die uw specifieke metaal effectief reinigt zonder uw componenten te beschadigen.

Soorten soldeertechnieken

Soldeertechnieken zijn cruciaal voor het tot stand brengen van robuuste en efficiënte verbindingen in PCB's. Deze technieken zijn grofweg verdeeld in twee categorieën: zacht solderen en hard solderen.

De keuze tussen zacht en hard solderen hangt af van de materialen waarmee u werkt, de vereiste sterkte van de verbinding en de hittebestendigheid van de componenten. Het is ook belangrijk op te merken dat er verschillende methoden zijn om het PCB-soldeerproces uit te voeren, zoals handmatig solderen, reflow solderen en golfsolderen. Elke methode heeft zijn eigen voordelen en is geschikt voor verschillende soorten soldeereisen.

Zacht solderen

Zacht solderen is een veelgebruikte techniek in de elektronica en loodgieterswerk, voornamelijk gebruikt om elektrische verbindingen tot stand te brengen en elektronische componenten aan PCB's te bevestigen. Deze methode is bijzonder effectief voor toepassingen met lage temperaturen, waarbij doorgaans een vulmetaal of soldeer wordt gebruikt met een smeltpunt onder 400 graden Celsius (752°F). Ondanks de betrouwbaarheid bij het maken van elektrische verbindingen, biedt het niet hetzelfde niveau van verbindingssterkte als hard solderen.

Het proces begint met de voorbereiding van de te solderen oppervlakken. Deze oppervlakken moeten brandschoon zijn en vrij van oxidatie, wat kan worden bereikt met fijn schuurpapier of een speciale reinigingsoplossing. Een schoon oppervlak is een voorwaarde voor een robuuste en betrouwbare soldeerverbinding.

Na de oppervlaktevoorbereiding wordt flux aangebracht. Flux, een chemisch reinigingsmiddel, speelt een cruciale rol bij het verwijderen van oxidatie en het bevorderen van de soldeervloei. Het zorgt ervoor dat de soldeer goed hecht aan de oppervlakken, een cruciaal aspect van zacht solderen.

De volgende stap omvat het verwarmen van de verbinding met behulp van een soldeerbout, die elektrisch of op gas kan werken. Het doel is om de verbinding te verwarmen, niet de soldeer. Daarom moet de soldeer op de verbinding worden aangebracht, niet rechtstreeks op de bout. Als de verbinding voldoende is verwarmd, zal de soldeer smelten en erin vloeien.

Zodra de soldeer in de verbinding is gevloeid, wordt de warmtebron verwijderd en mag de verbinding op natuurlijke wijze afkoelen. Het is cruciaal om de verbinding tijdens het afkoelen niet te verstoren, omdat dit kan leiden tot een zwakke of broze soldeerverbinding.

Zacht solderen maakt doorgaans gebruik van een tin-loodlegering als vulmetaal. Deze legering, met een smeltpunt hoger dan 400 °C of 752°F, fungeert als bindmiddel tussen de component en de printplaat. Een gasbrander wordt vaak gebruikt om de nodige warmte voor dit project te genereren, waardoor de legering smelt en de component aan de printplaat bindt.

Hoewel zacht solderen een veelzijdige techniek is die geschikt is voor een breed scala aan toepassingen, is het niet zo robuust als hard solderen. Daarom wordt het niet aanbevolen voor verbindingen die worden blootgesteld aan hoge spanningen of hoge temperaturen. Toch is zacht solderen voor de meeste elektronische projecten de voorkeurstechniek. Het is relatief eenvoudig te leren, en met wat oefening kunt u resultaten van professionele kwaliteit bereiken.

Hard solderen

Hard solderen, vaak aangeduid als zilversolderen of hardsolderen, is een techniek die wordt gebruikt om twee verschillende metalen oppervlakken te versmelten. Dit proces smelt de soldeer niet direct, maar verwarmt de basismetalen tot een temperatuur die ervoor zorgt dat de soldeer onmiddellijk smelt. Eenmaal afgekoeld, wordt een opmerkelijk robuuste verbinding gevormd als gevolg van het 'capillaire effect'.

Het soldeer dat bij hardsolderen wordt gebruikt, is meestal samengesteld uit zilver of messing en vereist een hoger smeltpunt dan zacht soldeer. Dit vereist het gebruik van een brander om de benodigde warmte te genereren. Hardsolderen wordt vaak gebruikt om stukken messing, koper, zilver of goud met elkaar te verbinden.

Het proces van hardsolderen omvat het verspreiden van het soldeer door de gaten van de componenten. Deze gaten gaan open wanneer ze worden blootgesteld aan hoge temperaturen, waardoor het soldeer erin kan stromen. Het is cruciaal om de oppervlakken grondig te reinigen voordat u met het proces begint om alle sporen van vet te verwijderen die het solderen kunnen belemmeren.

Hardsolderen kan verder worden onderverdeeld in twee sub-processen: zilversolderen en hardsolderen. Bij zilversolderen wordt een zilverlegering, vaak cadmium-zilver, gebruikt als ruimte-opvullend metaal. Deze methode wordt gebruikt om kleine componenten te fabriceren en bepaalde soorten onderhoud aan een printplaat uit te voeren. Het zilver biedt een vrijlopende eigenschap, hoewel het meestal niet de beste keuze is om op zichzelf de ruimte te vullen. Daarom wordt meestal een ander vloeimiddel gebruikt om betrouwbaar zilversoldeer te creëren.

Aan de andere kant is hardsolderen een techniek die wordt gebruikt om twee terminals van basismetalen te verbinden met behulp van een vloeibaar vulmetaal, meestal messing. Het resultaat is een robuuste verbinding die de twee verschillende terminals verbindt.

Hier is een eenvoudige handleiding voor het uitvoeren van hardsolderen:

• Voorbereiding: Reinig de oppervlakken van de metalen die u wilt verbinden grondig. Vuil, vet of oxidatie kunnen voorkomen dat het soldeer goed hecht. U kunt een staalborstel of schuurpapier gebruiken om de oppervlakken te reinigen.
• Aanbrengen Vloeimiddel: Breng een dunne laag vloeimiddel aan op de gebieden die u wilt verbinden. Vloeimiddel is een chemisch reinigingsmiddel dat helpt het soldeer te laten vloeien en aan het metaal te hechten.
• Verhit de verbinding: Gebruik de brander om de verbinding gelijkmatig te verwarmen. Het doel is om de hele verbinding op de temperatuur te krijgen waar het soldeer zal vloeien, niet slechts één plek.
• Breng het soldeer aan: Raak het uiteinde van de soldeerdraad aan op de verbinding. De warmte van de verbinding zou voldoende moeten zijn om het soldeer te smelten. Zo niet, dan kunt u de brander gebruiken om het soldeer voorzichtig te verwarmen.
• Laat het afkoelen: Zodra het soldeer in de verbinding is gevloeid, verwijder dan de warmte en laat de verbinding op natuurlijke wijze afkoelen. Beweeg de verbinding niet totdat deze volledig is afgekoeld, omdat dit de verbinding kan verzwakken.
• Reinig de verbinding: Nadat de verbinding is afgekoeld, verwijdert u overtollig vloeimiddel met warm water en een borstel.

Stappen voor het solderen van een PCB

Het solderen van een PCB is een nauwgezet proces dat precisie en aandacht voor detail vereist. Hier zijn de stappen om u door het proces te leiden:

Voorbereiding soldeerbout

Begin met het vertinnen van uw soldeerbout. Vertinnen is een proces waarbij de punt van de bout wordt bedekt met soldeer, wat helpt bij de warmteoverdracht en de punt beschermt tegen slijtage. Laat uw bout opwarmen tot de juiste temperatuur, meestal rond de 350°C voor soldeer op loodbasis en 375°C voor loodvrij soldeer. Zodra de bout heet is, veegt u de punt af op een natte spons om ervoor te zorgen dat deze schoon is. Nadat deze schoon is, doopt u de boutpunt in het soldeer en zorgt u ervoor dat deze volledig bedekt is.

PCB-voorbereiding

Reinig uw PCB met een industriële reinigingsdoek of acetonreiniger om stof of ander vuil te verwijderen dat uw soldeerwerk kan beïnvloeden. Perslucht kan ook worden gebruikt om kleine deeltjes te verwijderen en het oppervlak snel te drogen.

Vloeimiddel aanbrengen

Breng een dunne laag vloeimiddel aan op het gebied dat u gaat solderen. Vloeimiddel helpt het soldeer te laten vloeien en aan de metalen oppervlakken te hechten, en het vermindert ook oxidatie.

Componentpositionering

Plaats de componenten die u soldeert op de PCB. Zorg ervoor dat de draden van de component door de juiste gaten op de printplaat gaan. Als de componenten niet op hun plaats blijven, kunt u de draden iets onder de printplaat buigen, zodat ze stil blijven staan.

Verbinding verwarmen

Met een kleine hoeveelheid soldeer op de punt van de bout, raakt u de punt aan op de componentdraad en de printplaat. Het verbinden van de punt met beide stukken is cruciaal om ervoor te zorgen dat het soldeer ze aan elkaar plakt en ze goed verwarmt. Houd de bout slechts enkele seconden op de verbinding, omdat oververhitting van de verbinding bellen kan veroorzaken.

Soldeer aanbrengen

Het soldeer moet rechtstreeks op de verwarmde verbinding worden aangebracht. Als deze grondig en correct is verwarmd, is de hete verbinding voldoende om het soldeer te smelten en vrij te laten vloeien. Blijf de soldeerdraad op de verbinding aanraken totdat er een kleine hoop is gevormd.

Koelen en bijsnijden

Leg de soldeerdraad en de bout opzij en laat de verbinding afkoelen. Terwijl het afkoelt, is het essentieel om het oppervlak vlak en stil te houden, omdat bewegen zal resulteren in een korrelige, doffe afwerking. Nadat de verbinding is afgekoeld, inspecteert u deze visueel om er zeker van te zijn dat deze er adequaat uitziet. Zodra u tevreden bent met de gesoldeerde verbinding, knipt u de draad en extra draad net boven de verbinding af.

PCB reinigen

Nadat u de componenten hebt gesoldeerd, verwijdert u overtollige flux die op de PCB is terechtgekomen met een reinigingsmiddel, zoals isopropanol.

Tips en trucs voor solderen

Solderen is een vaardigheid die verbetert met oefening en de toepassing van de juiste technieken. Hier zijn enkele deskundige inzichten om u te helpen superieure resultaten te behalen bij het solderen van een PCB:

Voorbereiding is essentieel

Zorg er vóór het solderen voor dat de PCB en de componenten die u gaat solderen schoon zijn. Vuil, vet of oxidatie kan voorkomen dat het soldeer goed hecht. Gebruik isopropylalcohol en een zachte borstel om de oppervlakken te reinigen.

Selecteer het juiste soldeer

Niet alle soldeer is hetzelfde. Voor het meeste elektronica werk wordt een soldeer met harskern aanbevolen. De harskern fungeert als een flux, waardoor het soldeer kan vloeien en zich kan hechten aan de metalen onderdelen. De dikte van de soldeerdraad is ook van belang. Kies voor delicaat werk voor een dunnere soldeerdraad.

Correcte bouttemperatuur

De temperatuur van uw soldeerbout is cruciaal. Als het te heet is, loopt u het risico de PCB of de componenten te beschadigen. Als het te koud is, smelt het soldeer niet goed. Een goed startpunt is ongeveer 350°C (662°F), maar u moet dit mogelijk aanpassen, afhankelijk van het specifieke soldeer en de componenten waarmee u werkt.

Vertinnen van de punt

Breng altijd een kleine hoeveelheid soldeer aan op de punt van uw soldeerbout voordat u begint met solderen. Dit proces, bekend als vertinnen, verbetert de warmteoverdracht van de bout naar de verbinding en verlengt ook de levensduur van de punt.

Verwarm de verbinding, niet het soldeer

Breng de warmte aan op de verbinding die u wilt solderen, niet rechtstreeks op de soldeerdraad. Zodra de verbinding heet genoeg is, raakt u het soldeer aan de verbinding, niet de bout. Dit zorgt ervoor dat het soldeer goed in de verbinding vloeit.

Vermijd het verplaatsen van de verbinding

Zodra u het soldeer hebt aangebracht, mag u de verbinding niet meer bewegen totdat het soldeer volledig is afgekoeld en gestold. Het verplaatsen van de verbinding terwijl het soldeer nog vloeibaar is, kan leiden tot een zwakke verbinding, ook wel een 'koude soldeerverbinding' genoemd.

Gebruik koellichamen

Koellichamen zijn essentieel voor de aansluitingen van gevoelige componenten zoals IC's en transistors. Ze helpen warmte af te voeren en de component te beschermen tegen schade. Als u geen clip-on koellichaam hebt, kan een tang als een goed alternatief dienen.

Onderhoud een schone boutpunt

Een schone boutpunt betekent een betere warmtegeleiding en een betere verbinding. Gebruik een natte spons of messing staalwol om de punt tussen de verbindingen te reinigen.

Dubbelcheck verbindingen

Na het solderen is het een goede gewoonte om de verbindingen te controleren. Gebruik een vergrootglas om de verbinding visueel te inspecteren en een meter om de weerstand te controleren.

Soldeer eerst kleine onderdelen

Soldeer weerstanden, jumper leads, diodes en andere kleine onderdelen voordat u grotere onderdelen zoals condensatoren en transistors soldeert. Dit maakt de montage veel eenvoudiger.

Installeer gevoelige componenten als laatste

Installeer CMOS IC's, MOSFET's en andere statisch gevoelige componenten als laatste om te voorkomen dat ze beschadigd raken tijdens de montage van andere onderdelen.

Zorg voor voldoende ventilatie

De meeste soldeerfluxen mogen niet worden ingeademd. Vermijd het inademen van de ontstane rook en zorg ervoor dat de ruimte waarin u werkt voldoende luchtstroom heeft om de ophoping van schadelijke dampen te voorkomen.

Oefening baart kunst

Begin met wat slooponderdelen en PCB's voordat je aan je daadwerkelijke project begint. Dit helpt je een gevoel te krijgen voor hoe de soldeer vloeit en hoeveel warmte er nodig is.

Veelvoorkomende soldeerproblemen om te vermijden

Het solderen van een PCB kan een complexe taak zijn, en het is niet ongebruikelijk om onderweg een paar uitdagingen tegen te komen. Hier zijn enkele veelvoorkomende soldeerproblemen die je kunt tegenkomen en hoe je ze kunt omzeilen.

Koude Soldeerverbinding

Dit ontstaat wanneer de soldeer niet volledig smelt, wat resulteert in een zwakke en onbetrouwbare verbinding. Het ziet er vaak dof of korrelig uit. Om dit te omzeilen, zorg je ervoor dat je soldeerbout voldoende heet is (ongeveer 350-400 graden Celsius) en dat de verbinding voldoende is verwarmd voordat je de soldeer aanbrengt.

Overbrugging

Dit gebeurt wanneer soldeer tussen twee of meer aangrenzende pinnen vloeit, waardoor een onbedoelde verbinding ontstaat. Om bridging te voorkomen, gebruik je een soldeerbout met een fijne punt voor precisie en breng je net genoeg soldeer aan om de verbinding te bedekken, niet de pinnen.

Oververhitting van Componenten

Oververhitting kan de PCB of de componenten beschadigen. Vermijd het te lang vasthouden van de soldeerbout op de PCB. Als het te lang duurt om een verbinding te solderen, verwijder dan de warmte en laat het afkoelen voordat je het opnieuw probeert.

Onvoldoende Bevochtiging

Dit gebeurt wanneer de soldeer zich niet verspreidt over de pad of componentlead, wat duidt op een slechte verbinding. Om dit te voorkomen, zorg je ervoor dat het oppervlak schoon en vrij van oxidatie is. Het aanbrengen van een beetje flux kan ook helpen om de soldeer beter te laten vloeien.

Soldeerballen

Dit zijn kleine bolletjes soldeerspetters die kortsluiting kunnen veroorzaken. Ze komen vaak voor wanneer de soldeerbout te heet is of de soldeerdraad te snel wordt verwijderd. Houd een vaste hand en werk in een gecontroleerd tempo om dit te voorkomen.

Oxidatie

Na verloop van tijd kan de punt van je soldeerbout oxideren, waardoor het warmteoverdrachtvermogen afneemt. Reinig en vertin je soldeerboutpunt regelmatig om hem in goede staat te houden.

Overmatig Solderen

Het aanbrengen van te veel soldeer kan bellen creëren bij de verbinding, wat mogelijk tot fouten kan leiden. Breng net genoeg soldeer aan om de pad en de pin te bevochtigen tijdens het solderen.

Componentverschuiving

Foute uitlijning van componenten op de PCB kan optreden wanneer componenten drijven op smeltende en drijvende soldeer, waardoor ze zich in de verkeerde gebieden vestigen. Zorg ervoor dat componenten correct zijn geplaatst voordat je gaat solderen.

Losgekomen Pads

Dit probleem treedt vaak op wanneer je weinig soldeer gebruikt. Hoge kracht op componenten kan ervoor zorgen dat ze loskomen, wat mogelijk de printplaat beschadigt of kortsluiting veroorzaakt.

Soldeerarme Verbindingen

Dit zijn verbindingen die niet genoeg soldeer hebben, wat leidt tot een zwak elektrisch contact. Breng voldoende warmte aan op de lead om dit probleem te voorkomen.

Soldeerspetters

Deze treden op wanneer overmatige flux wordt aangebracht of onvoldoende voorverwarming wordt gedaan, wat leidt tot soldeerdeeltjes die in spetters op soldeermaskers blijven plakken. Zorg ervoor dat het PCB-oppervlak schoon is voordat je gaat solderen om dit te voorkomen.

Pinholes en Blaasgaten

Deze problemen ontstaan meestal tijdens golfsolderen en verschijnen als gaten in soldeerverbindingen. Deze gaten vormen zich wanneer overtollig vocht in je printplaat probeert te ontsnappen via dunne koperplating. Verwarm de printplaten voor om ervoor te zorgen dat het vocht dat erin zit als damp ontsnapt.

Veiligheidsmaatregelen bij het solderen

Solderen, een proces waarbij hoge temperaturen en potentieel gevaarlijke materialen betrokken zijn, vereist een sterke nadruk op veiligheid. Hier zijn enkele onmisbare veiligheidsmaatregelen die je moet naleven bij het solderen van een PCB:

Draag Beschermende Kleding

Bescherm je ogen tegen soldeerspetters of fluxdeeltjes met een veiligheidsbril. Hittebestendige handschoenen kunnen ook je handen beschermen tegen accidentele brandwonden.

Zorg voor voldoende ventilatie

Solderen genereert dampen die schadelijk kunnen zijn bij inademing. Het is cruciaal om ofwel in een goed geventileerde ruimte te werken, ofwel een afzuigkap te gebruiken om deze dampen uit je werkruimte te verwijderen.

Onderhoud een Georganiseerde Werkplek

Een rommelige werkplek kan een recept zijn voor ongelukken. Plaats je soldeerbout altijd in een standaard wanneer deze niet in gebruik is en houd alle ontvlambare materialen, zoals alcohol, op veilige afstand van het werkgebied.

Wees voorzichtig met de soldeerbout

De soldeerbout moet altijd aan het handvat worden vastgehouden, nooit aan het metalen deel. Onthoud dat de bout nog een tijdje heet kan blijven, zelfs nadat hij is uitgeschakeld, dus laat hem afkoelen voordat u de punten verwisselt.

Vermijd direct contact met de soldeernaad

De soldeernaad kan na het solderen nog enige tijd heet blijven. Raak hem niet direct na het solderen aan om brandwonden te voorkomen.

Kies indien mogelijk voor loodvrij soldeer

Soldeer op basis van lood kan giftig zijn, dus het is veiliger om indien mogelijk voor loodvrij soldeer te kiezen.

Hanteer een goede hygiëne na het solderen

Was uw handen grondig als u klaar bent met solderen. Dit is vooral belangrijk als u soldeer op basis van lood gebruikt, maar het is ook een goede gewoonte bij loodvrij soldeer om eventuele achtergebleven flux te verwijderen.

Voer soldeerafval op verantwoorde wijze af

Alle afvalmaterialen, zoals gebruikt soldeer of flux, moeten op een veilige en milieuvriendelijke manier worden afgevoerd.

Zet losse haren en mouwen vast

Losse haren en kleding kunnen brandgevaar opleveren of uw werk belemmeren. Zorg ervoor dat ze vastzitten voordat u begint met solderen.

Geavanceerde soldeertechnieken

Bij PCB-solderen kunnen verschillende geavanceerde technieken de kwaliteit van uw werk en de efficiëntie van uw proces aanzienlijk verbeteren. Deze technieken worden doorgaans gebruikt door ervaren soldeerders die de basisprincipes beheersen en hun vaardigheden willen verbeteren. Laten we eens kijken naar enkele van deze geavanceerde soldeertechnieken.

Oppervlaktemontage solderen (SMT)

Deze techniek omvat het solderen van componenten die zijn ontworpen om rechtstreeks op het oppervlak van de PCB te worden gemonteerd, in plaats van door gaten. SMT vereist precisie en een vaste hand, omdat de componenten vaak vrij klein zijn. Het proces omvat doorgaans het aanbrengen van soldeerpasta op de PCB, het plaatsen van de componenten erop en vervolgens het verwarmen van het hele geheel om het soldeer te smelten en de nodige elektrische verbindingen te creëren.

Reflow solderen

Deze veelgebruikte methode in SMT omvat het aanbrengen van soldeerpasta op de PCB, het plaatsen van de componenten erop en vervolgens het verwarmen van het hele geheel in een reflow-oven. De hitte zorgt ervoor dat de soldeerpasta smelt en vloeit, waardoor een solide verbinding ontstaat tussen de component en de PCB. Deze techniek is vooral handig voor het gelijktijdig solderen van een groot aantal componenten.

Hete lucht solderen

Deze techniek maakt gebruik van een heteluchtpistool om het soldeer te smelten. Het is vooral handig voor het bewerken of repareren van PCB's, omdat u hiermee specifieke componenten kunt targeten zonder andere te beïnvloeden. Het heteluchtpistool kan ook worden gebruikt om componenten van een PCB te verwijderen door het soldeer te smelten dat ze op hun plaats houdt.

Golfsolderen

Deze bulk-soldeermethode omvat het leiden van de PCB over een golf van gesmolten soldeer. Het soldeer hecht zich aan de gebieden waar het nodig is, waardoor een solide verbinding ontstaat. Deze techniek wordt doorgaans gebruikt in massaproductieomgevingen, waar een groot aantal PCB's snel en efficiënt moet worden gesoldeerd.

Selectief solderen

Deze techniek wordt gebruikt wanneer alleen specifieke delen van de PCB moeten worden gesoldeerd. Het omvat het gebruik van een machine om nauwkeurig soldeer aan te brengen op bepaalde gebieden, terwijl andere worden vermeden. Dit is vooral handig voor PCB's met een mix van oppervlaktemontage- en through-hole-componenten.

BGA-solderen

Ball Grid Array (BGA) is een type oppervlaktemontageverpakking dat wordt gebruikt voor geïntegreerde schakelingen. BGA-solderen omvat het plaatsen van de BGA-component op de PCB, het aanbrengen van warmte om de soldeerballen onder de component te smelten en het vervolgens laten afkoelen om een solide verbinding te creëren. Deze techniek vereist een hoge mate van precisie en wordt doorgaans uitgevoerd met behulp van gespecialiseerde apparatuur.

Geavanceerde PTH-technieken

Deze technieken omvatten het gebruik van flux, het verwijderen van soldeerbruggen en het desolderen van componenten. Desolderen kan vaak de beste manier zijn om te leren solderen. Er zijn veel redenen om een onderdeel te desolderen: reparatie, upgrade, berging, enz. Veel van de technieken die in de video worden gebruikt, helpen bij het desoldeerproces. Er is nog een andere methode om soldeer uit doorlopende gaten te verwijderen die we de klapmethode noemen.