Politechnika Rzeszowska

Im. Ignacego Łukasiewicza

Katedra Awioniki i Sterowania

Podstawy Elektroniki - Laboratorium

Sprawozdanie nr 1

Temat: Technologia montażu elementów elektronicznych.

Wykonali:

Sośnicka Monika

Syryło Mateusz

Stefański Michał

1. Wstęp teoretyczny:

• Lutowanie

• Lutowaniem nazywamy metodę spajania metali za pomocą wprowadzania między łączone powierzchnie innego roztopionego metalu lub stopu (czynnika łączącego), zwanego spoiwem. Podczas lutowanie części łączone nagrzewają się, lecz nie topią w miejscu łączenia. Połączenie trwałe uzyskuje się dzięki przyczepności lutu do materiałów łączonych, dlatego warunkiem otrzymania prawidłowego połączenia jest staranna oczyszczenie (mechaniczne i chemiczne) powierzchni lutowanych.

• Podczas lutowania powierzchnia łączonych metali nie zostaje w żaden sposób stopiona, trwałe połączenie następuje dzięki wystąpieniu zjawiska kohezji i płytkiej dyfuzji, która ma bardzo kapilarny charakter, spoiwo lutownicze wnika w mikro pory materiału lutowanego.

• Lutowanie miękkie jest stosowanie w elektronice, podczas którego lutowanie elementów w zależności od sposobu odbywa się na poziomie temperatur: 280-350ºC (lutownice grzałkowe i na gorące powietrze) do 500ºC.

• Materiałem wypełniającym spoinę jest lut (lutowie).

• Czynność lutowania może być również wykonywana w specjalnych piecach.

• Narzędzie ręczne służące do lutowania to lutownica, która składa się z kolby, służącej jako uchwyt oraz grota, który ma bezpośredni styk ze spoiwem.

• Rodzaje lutownic, akcesoria oraz materiały:

• Lutownica transformatorowa, w których wysoka temperatura jest uzyskiwana poprzez przepływanie prądu o dużym natężeniu przez drut, który jest zarazem grotem. Nazwa pochodzi od transformatora, który jest jej integralną częścią. Lutownice te są dość popularne, gdyż czas nagrzewania grota jest bardzo krótki (poniżej kilku sekund). Nowocześniejsze rozwiązania posiadają wbudowane oświetlenie skierowane na punkt lutowania, oraz kilkuzakresowy przełącznik mocy. Ich główną wadą jest brak dokładnej kontroli temperatury grota oraz silne pole elektromagnetyczne wokół grota.

• Lutownica grzałkowa (oporowa), w których metalowy (zazwyczaj miedziany lub wykonany ze stopów miedzi) grot podgrzewany jest elektryczną grzałką. Najprostsze zasilane wprost z sieci nie pozwalają na regulację/stabilizację temperatury. Jednak istnieją stacje lutownicze, które składają się z zasilacza (i najczęściej stabilizatora) oraz dołączonej do niej tzw. kolby - czyli grzałki w odpowiedniej obudowie, zasilanej najczęściej napięciem 24V. Są one najwygodniejsze do lutowania układów elektronicznych, ponieważ kolba jest lekka. Odmianą lutownicy grzałkowej jest tzw. lutownica kolbowa, w której grot wykonany jest z masywnego kawałka metalu. Powoduje to akumulację znacznych ilości energii cieplnej, co ułatwia lutowanie większych elementów.

• Stacja lutownicza - urządzenie składające się z lutownicy oraz termostatu służącego do regulacji temperatury lutowania. W skład stacji lutowniczej wchodzą lutownice oporowa oraz na gorące powietrze (do prac elektronicznie zaawansowanych).

• Topnik (odtleniacz) - substancja ułatwiająca lutowanie poprzez chemiczne oczyszczanie łączonych metali. Spełnia trzy funkcje:

• usuwa tlenki i inne zanieczyszczenia z lutowanych powierzchni;

• zapobiega powstawaniu nowych tlenków podczas lutowania poprzez odcięcie kontaktu z powietrzem;

• ułatwia topnienie i zwiększa płynność lutu;

• Drut lutowniczy - rurka lutu wypełniona topnikiem.

• Taśma lutownicza - usuwa nadmiar lutu.

• Lut - metal lub stop metali, służący do lutowania jako wypełnienie spoiny.

2. Cel ćwiczenia:

• Zapoznanie się ze sprzętem, służącym do lutowania oraz akcesoriami ułatwiającymi prace.

• Poznanie zasad posługiwania się sprzętem przeznaczonym do lutowania oraz sposobów łączenia elementów elektronicznych na płytki montażowe.

3. Zakres ćwiczenia:

• Lutowanie lutownicą grzałkową:

1. Przygotowanie narzędzi do operacji wylutowania.

2. Wylutowanie układu.

3. Odnowienie powierzchni.

4. Wlutowanie układu.

5. Usunięcie nadmiaru lutu.

4. Przebieg ćwiczenia:

1. Pokaz techniki montażu przy wykorzystaniu:

1. Stacji lutowniczej,

2. Pęsety,

3. Cyny jako lutu/topnika,

4. Gąbki z wiórów miedzianych,

5. Wilgotnej gąbki do oczyszczania lutu,

6. Taśmy lutowniczej,

7. Sylikonu,

8. Płytki montażowej.

2. Powtórzenie ćwiczenia przez członków zespołu przy wykorzystaniu tych samych akcesoriów.

6. Wnioski:

1. Lutowanie to proces techniczny wymagający ponadprzeciętnej zręczności, koordynacji oraz opanowania.

2. Montaż elementów za pomocą lutowania przebiegł poprawnie.

3. Zespół został zapoznany z metodą lutowania SMD.