W kolejnych artyku\u0142ach z serii om\u00f3wimy zagadnienia bli\u017csze osobom \u015bredniozaawansowanym i najbardziej do\u015bwiadczonym.<\/p>\n\n\n\n
Czym jest proces lutowania?<\/h2>\n\n\n\n
Lutem nazywamy stop metali, kt\u00f3rego u\u017cywamy do wykonywania po\u0142\u0105czenia lutowanego. Po\u0142\u0105czenie takie nie wymaga osi\u0105gni\u0119cia temperatury topnienia element\u00f3w, kt\u00f3re ze sob\u0105 \u0142\u0105czymy, w przeciwie\u0144stwie do procesu spawania. Roztopiony lut spe\u0142nia funkcj\u0119 wype\u0142niacza mi\u0119dzy \u0142\u0105czonymi powierzchniami. Prawid\u0142owo wykonane po\u0142\u0105czenie lutowane bardzo dobrze przewodzi pr\u0105d elektryczny i o to w\u0142a\u015bnie nam chodzi.<\/p>\n\n\n\n
Dzi\u0119ki ni\u017cszej temperaturze \u0142\u0105czenia, lutowanie jest stosunkowo bezpieczne. Do zabezpieczenia wzroku wystarcz\u0105 okulary ochronne, a do r\u0105k lekkie r\u0119kawiczki ESD. Lutowa\u0107 nale\u017cy w dobrze wentylowanym pomieszczeniu, by unikn\u0105\u0107 wdychania toksycznych opar\u00f3w z palonego topnika, kt\u00f3ry znajduje si\u0119 wewn\u0105trz cyny. Profesjonalne pracownie wyposa\u017cone s\u0105 w odci\u0105gi b\u0105d\u017a poch\u0142aniacze opar\u00f3w. Lutuj\u0105c amatorsko, mo\u017cemy uchyli\u0107 okno i w\u0142\u0105czy\u0107 wentylator.<\/p>\n\n\n\n
Podstawowe wyposa\u017cenie<\/h2>\n\n\n\n![\"Szczypce](\"https:\/\/sii.pl\/blog\/wp-content\/uploads\/2022\/07\/Ryc.-1-Szczypce-boczne.jpg\")
<\/a>Ryc. 1 Szczypce boczne<\/a><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nPrzed lutowaniem musimy zaopatrzy\u0107 si\u0119 w:<\/p>\n\n\n\n
\n- lutownic\u0119,<\/li>\n\n\n\n
- drut lutowniczy z topnikiem,<\/li>\n\n\n\n
- g\u0105bk\u0119 do czyszczenia grotu.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
Jest to niezb\u0119dne minimum.<\/p>\n\n\n\n
Dodatkowym wyposa\u017ceniem b\u0119d\u0105:<\/p>\n\n\n\n
\n- szczypce boczne do przycinania przewod\u00f3w,<\/li>\n\n\n\n
- \u015bci\u0105gacz do izolacji,<\/li>\n\n\n\n
- trzecia r\u0119ka, kt\u00f3ra mo\u017ce przytrzymywa\u0107 przewody czy p\u0142ytk\u0119 PCB podczas lutowania.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
![\"P\u0119seta](\"https:\/\/sii.pl\/blog\/wp-content\/uploads\/2022\/07\/Ryc.-2-Peseta-prosta.png\")
<\/a>Ryc. 2 P\u0119seta prosta<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nPrzy demonta\u017cu element\u00f3w przyda si\u0119 r\u00f3wnie\u017c p\u0119seta do przytrzymania nagrzanego komponentu, za\u015b do oczyszczenia pad\u00f3w lutowniczych u\u017cyjemy ta\u015bmy rozlutowniczej i odsysacza cyny.<\/p>\n\n\n\n
Rodzaje lutownic<\/h2>\n\n\n\n
Najdro\u017cszym elementem wyposa\u017cenia jest lutownica. Urz\u0105dzenia do cel\u00f3w amatorskich to koszt od kilkudziesi\u0119ciu do kilkuset z\u0142otych. Poni\u017cej opisz\u0119 kilka typ\u00f3w tego urz\u0105dzenia.<\/p>\n\n\n\n
Lutownica oporowa<\/h3>\n\n\n\n![\"Lutownica](\"https:\/\/sii.pl\/blog\/wp-content\/uploads\/2022\/07\/Ryc.-3-Lutownica-oporowa.jpg\")
<\/a>Ryc. 3 Lutownica oporowa<\/a><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nElementem grzejnym takiej lutownicy jest drut oporowy, cz\u0119sto w formie grza\u0142ki ceramicznej zasilanej bezpo\u015brednio z sieci. Regulacja temperatury w tych lutownicach nie jest standardem. Nie posiada w\u0142\u0105cznika, uruchamia si\u0119 j\u0105, wpinaj\u0105c wtyczk\u0119 do gniazdka. Ceny zaczynaj\u0105 si\u0119 od ok. 20 z\u0142, jednak nie polecam modeli najta\u0144szych, gdy\u017c za ok. 70 z\u0142 mo\u017cemy zakupi\u0107 lutownic\u0119 z regulacj\u0105 temperatury, wymiennymi grotami i gi\u0119tkim kablem.<\/p>\n\n\n\n
Stacja lutownicza<\/h3>\n\n\n\n![\"Stacja](\"https:\/\/sii.pl\/blog\/wp-content\/uploads\/2022\/07\/Ryc.-4-Stacja-lutownicza.jpg\")
<\/a>Ryc. 4 Stacja lutownicza<\/a><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nJest to rozbudowana wersja lutownicy oporowej. Nadaje si\u0119 do lutowania powierzchniowego i przewlekanego, \u0142\u0105czenia cienkich kabli. Jej groty s\u0105 wymienne. Grza\u0142ki wyposa\u017cone s\u0105 w czujnik temperatury, co zapewnia precyzj\u0119 ustawienia temperatury. Wyposa\u017cona jest w stojak na kolb\u0119. Niestety wymaga w\u0142asnego stanowiska ze wzgl\u0119du na gabaryty. Ceny zaczynaj\u0105 si\u0119 od ok. 80 z\u0142. Ze wzgl\u0119du na fakt, \u017ce jest wyposa\u017cona w stojak, czy\u015bcik do grot\u00f3w i regulacj\u0119 temperatury jest przyjemna w u\u017cytkowaniu.<\/p>\n\n\n\n
Lutownica transformatorowa<\/h3>\n\n\n\n![\"Lutownica](\"https:\/\/sii.pl\/blog\/wp-content\/uploads\/2022\/07\/Ryc.-5-Lutownica-transformatorowa.jpg\")
<\/a>Ryc. 5 Lutownica transformatorowa<\/a><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nWygl\u0105dem przypomina pistolet, kt\u00f3rego spustem uruchamiamy grzanie drutu oporowego na jej ko\u0144cu. Roztapia cyn\u0119 w kilka sekund, jednak za regulacj\u0119 temperatury odpowiadamy sami. Zbyt d\u0142ugie trzymanie spustu przegrzewa lut, pokrywa si\u0119 on wtedy tlenkami i nie \u0142\u0105czy prawid\u0142owo powierzchni. Lutownica ta sprawdza si\u0119 w \u0142\u0105czeniu ze sob\u0105 grubszych kabli miedzianych, monta\u017cu i demonta\u017cu element\u00f3w przewlekanych na PCB.<\/p>\n\n\n\n
Przy odrobinie wprawy mo\u017cemy pokusi\u0107 si\u0119 o lutowanie wi\u0119kszych element\u00f3w o monta\u017cu powierzchniowym. Zalet\u0105 jej jest du\u017ca moc. Ceny zaczynaj\u0105 si\u0119 od 50 z\u0142, jednak transformatory modeli najta\u0144szych szybko si\u0119 przegrzewaj\u0105. Lutownica transformatorowa w rozs\u0105dnej jako\u015bci to wydatek rz\u0119du 100 do 150 z\u0142.<\/p>\n\n\n\n
Stacja Hot-Air<\/h3>\n\n\n\n![\"Stacja](\"https:\/\/sii.pl\/blog\/wp-content\/uploads\/2022\/07\/Ryc.-6-Stacja-lutownicza.jpg\")
<\/a>Ryc. 6 Stacja lutownicza<\/a><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nUzupe\u0142nienie powy\u017cszych urz\u0105dze\u0144, kt\u00f3re lutuje strumieniem gor\u0105cego powietrza. Nadaje si\u0119 do lutowania powierzchniowego i demonta\u017cu element\u00f3w z PCB. Mo\u017cna ni\u0105 r\u00f3wnie\u017c podgrzewa\u0107 izolacje termokurczliwe w miejscu \u0142\u0105czenia kabli. Ceny zaczynaj\u0105 si\u0119 od 150 z\u0142. Nie zalecam tego wyboru na pocz\u0105tek \u2013 raczej jako drugie, b\u0105d\u017a trzecie urz\u0105dzenie.<\/p>\n\n\n\n
Typy komponent\u00f3w<\/h2>\n\n\n\n
Kiedy\u015b w elektronice stosowa\u0142o si\u0119 g\u0142\u00f3wnie przewlekan\u0105 metod\u0119 monta\u017cu komponent\u00f3w, tzw. Through-hole technology (THT)<\/strong>. Monta\u017c powierzchniowy, czyli Surface-mount technology (<\/strong>SMT)<\/strong>, natomiast by\u0142 rzadko\u015bci\u0105. Obecnie ze wzgl\u0119du na miniaturyzacj\u0119 komponent\u00f3w, minimalizacj\u0119 koszt\u00f3w ich produkcji i monta\u017cu, dominuj\u0105 elementy SMD (<\/strong>Surface-mount devices<\/strong>).<\/p>\n\n\n\n![\"SMD\"](\"https:\/\/sii.pl\/blog\/wp-content\/uploads\/2022\/07\/Ryc.-7.webp\")
<\/a>Ryc. 7 SMD<\/a><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\nElementy THD mo\u017cemy lutowa\u0107 lutownic\u0105 transformatorow\u0105, oporow\u0105 i stacj\u0105 lutownicz\u0105. Do pracy z elementami THD przydadz\u0105 nam si\u0119 te\u017c szczypce boczne, nadaj\u0105 si\u0119 one do obcinania nadmiarowej d\u0142ugo\u015bci ich wyprowadze\u0144.<\/p>\n\n\n\n
Do monta\u017cu element\u00f3w SMD u\u017cyjemy natomiast stacji lutowniczej, lutownicy oporowej z regulacj\u0105 temperatury b\u0105d\u017a stacji hot-air. Wyj\u0105tkami w komponentach SMD s\u0105 elementy, podczas monta\u017cu kt\u00f3rych, nie mamy dost\u0119pu do ich wyprowadze\u0144 s\u0105 komponenty BGA i QFN. Te zamontujemy z pomoc\u0105 gor\u0105cego powietrza. Do pracy z elementami SMD musimy si\u0119 zaopatrzy\u0107 w p\u0119set\u0119. Elementy te s\u0105 tak ma\u0142e, \u017ce praca bez niej jest niemo\u017cliwa.<\/p>\n\n\n\n
Lutowanie przewod\u00f3w<\/h2>\n\n\n\n
By po\u0142\u0105czy\u0107 ze sob\u0105 przewody, nale\u017cy najpierw pozbawi\u0107 ich ko\u0144c\u00f3wki izolacji. Mo\u017cemy to zrobi\u0107 za pomoc\u0105 \u015bci\u0105gacza izolacji b\u0105d\u017a ostrego no\u017cyka. W tym momencie nale\u017cy zdecydowa\u0107 w jaki spos\u00f3b zabezpieczymy \u0142\u0105czone miejsce \u2013 ta\u015bm\u0105 izolacyjn\u0105 czy rurk\u0105 termokurczliw\u0105.<\/p>\n\n\n\n
Ta druga ma lepsze w\u0142a\u015bciwo\u015bci mechaniczne i elektryczne, jednak nale\u017cy j\u0105 za\u0142o\u017cy\u0107 na kabel przed zlutowaniem przewod\u00f3w. Ta\u015bmy izoluj\u0105cej u\u017cyjemy po procesie lutowania. Po \u015bci\u0105gni\u0119ciu izolacji skr\u0119camy ze sob\u0105 przewody, do ich przytrzymania przyda si\u0119 trzecia r\u0119ka. Czy\u015bcimy rozgrzany grot, przyk\u0142adamy do lutowanego miejsca, jednocze\u015bnie dozuj\u0105c cyn\u0119 w miejscu ich styku. Cyna powinna wype\u0142ni\u0107 szczeliny mi\u0119dzy \u0142\u0105czonymi kablami. Na koniec zgrzewamy rurk\u0119 termokurczliw\u0105 b\u0105d\u017a owijamy lutowane miejsce ta\u015bm\u0105 izolacyjn\u0105.<\/p>\n\n\n\n
Je\u015bli chcemy po\u0142\u0105czy\u0107 kabel z p\u0142ytk\u0105 PCB, to najpierw musimy odizolowan\u0105 ko\u0144c\u00f3wk\u0119 kabla pobieli\u0107, czyli pokry\u0107 go cyn\u0105. W tym celu przyk\u0142adamy grot do kabla i dozujemy cyn\u0119. Tak przygotowan\u0105 ko\u0144c\u00f3wk\u0119 b\u0119dzie mo\u017cna \u0142atwo przylutowa\u0107 do p\u0142ytki PCB.<\/p>\n\n\n\n
<\/a>Przed lutowaniem musimy zaopatrzy\u0107 si\u0119 w:<\/p>\n\n\n\n
- \n
- lutownic\u0119,<\/li>\n\n\n\n
- drut lutowniczy z topnikiem,<\/li>\n\n\n\n
- g\u0105bk\u0119 do czyszczenia grotu.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n
Jest to niezb\u0119dne minimum.<\/p>\n\n\n\n
Dodatkowym wyposa\u017ceniem b\u0119d\u0105:<\/p>\n\n\n\n
- \n
- szczypce boczne do przycinania przewod\u00f3w,<\/li>\n\n\n\n
- \u015bci\u0105gacz do izolacji,<\/li>\n\n\n\n
- trzecia r\u0119ka, kt\u00f3ra mo\u017ce przytrzymywa\u0107 przewody czy p\u0142ytk\u0119 PCB podczas lutowania.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n<\/a>
Ryc. 2 P\u0119seta prosta<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n Przy demonta\u017cu element\u00f3w przyda si\u0119 r\u00f3wnie\u017c p\u0119seta do przytrzymania nagrzanego komponentu, za\u015b do oczyszczenia pad\u00f3w lutowniczych u\u017cyjemy ta\u015bmy rozlutowniczej i odsysacza cyny.<\/p>\n\n\n\n
Rodzaje lutownic<\/h2>\n\n\n\n
Najdro\u017cszym elementem wyposa\u017cenia jest lutownica. Urz\u0105dzenia do cel\u00f3w amatorskich to koszt od kilkudziesi\u0119ciu do kilkuset z\u0142otych. Poni\u017cej opisz\u0119 kilka typ\u00f3w tego urz\u0105dzenia.<\/p>\n\n\n\n
Lutownica oporowa<\/h3>\n\n\n\n
<\/a>Ryc. 3 Lutownica oporowa<\/a><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n Elementem grzejnym takiej lutownicy jest drut oporowy, cz\u0119sto w formie grza\u0142ki ceramicznej zasilanej bezpo\u015brednio z sieci. Regulacja temperatury w tych lutownicach nie jest standardem. Nie posiada w\u0142\u0105cznika, uruchamia si\u0119 j\u0105, wpinaj\u0105c wtyczk\u0119 do gniazdka. Ceny zaczynaj\u0105 si\u0119 od ok. 20 z\u0142, jednak nie polecam modeli najta\u0144szych, gdy\u017c za ok. 70 z\u0142 mo\u017cemy zakupi\u0107 lutownic\u0119 z regulacj\u0105 temperatury, wymiennymi grotami i gi\u0119tkim kablem.<\/p>\n\n\n\n
Stacja lutownicza<\/h3>\n\n\n\n
<\/a>Ryc. 4 Stacja lutownicza<\/a><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n Jest to rozbudowana wersja lutownicy oporowej. Nadaje si\u0119 do lutowania powierzchniowego i przewlekanego, \u0142\u0105czenia cienkich kabli. Jej groty s\u0105 wymienne. Grza\u0142ki wyposa\u017cone s\u0105 w czujnik temperatury, co zapewnia precyzj\u0119 ustawienia temperatury. Wyposa\u017cona jest w stojak na kolb\u0119. Niestety wymaga w\u0142asnego stanowiska ze wzgl\u0119du na gabaryty. Ceny zaczynaj\u0105 si\u0119 od ok. 80 z\u0142. Ze wzgl\u0119du na fakt, \u017ce jest wyposa\u017cona w stojak, czy\u015bcik do grot\u00f3w i regulacj\u0119 temperatury jest przyjemna w u\u017cytkowaniu.<\/p>\n\n\n\n
Lutownica transformatorowa<\/h3>\n\n\n\n
<\/a>Ryc. 5 Lutownica transformatorowa<\/a><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n Wygl\u0105dem przypomina pistolet, kt\u00f3rego spustem uruchamiamy grzanie drutu oporowego na jej ko\u0144cu. Roztapia cyn\u0119 w kilka sekund, jednak za regulacj\u0119 temperatury odpowiadamy sami. Zbyt d\u0142ugie trzymanie spustu przegrzewa lut, pokrywa si\u0119 on wtedy tlenkami i nie \u0142\u0105czy prawid\u0142owo powierzchni. Lutownica ta sprawdza si\u0119 w \u0142\u0105czeniu ze sob\u0105 grubszych kabli miedzianych, monta\u017cu i demonta\u017cu element\u00f3w przewlekanych na PCB.<\/p>\n\n\n\n
Przy odrobinie wprawy mo\u017cemy pokusi\u0107 si\u0119 o lutowanie wi\u0119kszych element\u00f3w o monta\u017cu powierzchniowym. Zalet\u0105 jej jest du\u017ca moc. Ceny zaczynaj\u0105 si\u0119 od 50 z\u0142, jednak transformatory modeli najta\u0144szych szybko si\u0119 przegrzewaj\u0105. Lutownica transformatorowa w rozs\u0105dnej jako\u015bci to wydatek rz\u0119du 100 do 150 z\u0142.<\/p>\n\n\n\n
Stacja Hot-Air<\/h3>\n\n\n\n
<\/a>Ryc. 6 Stacja lutownicza<\/a><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n Uzupe\u0142nienie powy\u017cszych urz\u0105dze\u0144, kt\u00f3re lutuje strumieniem gor\u0105cego powietrza. Nadaje si\u0119 do lutowania powierzchniowego i demonta\u017cu element\u00f3w z PCB. Mo\u017cna ni\u0105 r\u00f3wnie\u017c podgrzewa\u0107 izolacje termokurczliwe w miejscu \u0142\u0105czenia kabli. Ceny zaczynaj\u0105 si\u0119 od 150 z\u0142. Nie zalecam tego wyboru na pocz\u0105tek \u2013 raczej jako drugie, b\u0105d\u017a trzecie urz\u0105dzenie.<\/p>\n\n\n\n
Typy komponent\u00f3w<\/h2>\n\n\n\n
Kiedy\u015b w elektronice stosowa\u0142o si\u0119 g\u0142\u00f3wnie przewlekan\u0105 metod\u0119 monta\u017cu komponent\u00f3w, tzw. Through-hole technology (THT)<\/strong>. Monta\u017c powierzchniowy, czyli Surface-mount technology (<\/strong>SMT)<\/strong>, natomiast by\u0142 rzadko\u015bci\u0105. Obecnie ze wzgl\u0119du na miniaturyzacj\u0119 komponent\u00f3w, minimalizacj\u0119 koszt\u00f3w ich produkcji i monta\u017cu, dominuj\u0105 elementy SMD (<\/strong>Surface-mount devices<\/strong>).<\/p>\n\n\n\n
<\/a>Ryc. 7 SMD<\/a><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n Elementy THD mo\u017cemy lutowa\u0107 lutownic\u0105 transformatorow\u0105, oporow\u0105 i stacj\u0105 lutownicz\u0105. Do pracy z elementami THD przydadz\u0105 nam si\u0119 te\u017c szczypce boczne, nadaj\u0105 si\u0119 one do obcinania nadmiarowej d\u0142ugo\u015bci ich wyprowadze\u0144.<\/p>\n\n\n\n
Do monta\u017cu element\u00f3w SMD u\u017cyjemy natomiast stacji lutowniczej, lutownicy oporowej z regulacj\u0105 temperatury b\u0105d\u017a stacji hot-air. Wyj\u0105tkami w komponentach SMD s\u0105 elementy, podczas monta\u017cu kt\u00f3rych, nie mamy dost\u0119pu do ich wyprowadze\u0144 s\u0105 komponenty BGA i QFN. Te zamontujemy z pomoc\u0105 gor\u0105cego powietrza. Do pracy z elementami SMD musimy si\u0119 zaopatrzy\u0107 w p\u0119set\u0119. Elementy te s\u0105 tak ma\u0142e, \u017ce praca bez niej jest niemo\u017cliwa.<\/p>\n\n\n\n
Lutowanie przewod\u00f3w<\/h2>\n\n\n\n
By po\u0142\u0105czy\u0107 ze sob\u0105 przewody, nale\u017cy najpierw pozbawi\u0107 ich ko\u0144c\u00f3wki izolacji. Mo\u017cemy to zrobi\u0107 za pomoc\u0105 \u015bci\u0105gacza izolacji b\u0105d\u017a ostrego no\u017cyka. W tym momencie nale\u017cy zdecydowa\u0107 w jaki spos\u00f3b zabezpieczymy \u0142\u0105czone miejsce \u2013 ta\u015bm\u0105 izolacyjn\u0105 czy rurk\u0105 termokurczliw\u0105.<\/p>\n\n\n\n
Ta druga ma lepsze w\u0142a\u015bciwo\u015bci mechaniczne i elektryczne, jednak nale\u017cy j\u0105 za\u0142o\u017cy\u0107 na kabel przed zlutowaniem przewod\u00f3w. Ta\u015bmy izoluj\u0105cej u\u017cyjemy po procesie lutowania. Po \u015bci\u0105gni\u0119ciu izolacji skr\u0119camy ze sob\u0105 przewody, do ich przytrzymania przyda si\u0119 trzecia r\u0119ka. Czy\u015bcimy rozgrzany grot, przyk\u0142adamy do lutowanego miejsca, jednocze\u015bnie dozuj\u0105c cyn\u0119 w miejscu ich styku. Cyna powinna wype\u0142ni\u0107 szczeliny mi\u0119dzy \u0142\u0105czonymi kablami. Na koniec zgrzewamy rurk\u0119 termokurczliw\u0105 b\u0105d\u017a owijamy lutowane miejsce ta\u015bm\u0105 izolacyjn\u0105.<\/p>\n\n\n\n
Je\u015bli chcemy po\u0142\u0105czy\u0107 kabel z p\u0142ytk\u0105 PCB, to najpierw musimy odizolowan\u0105 ko\u0144c\u00f3wk\u0119 kabla pobieli\u0107, czyli pokry\u0107 go cyn\u0105. W tym celu przyk\u0142adamy grot do kabla i dozujemy cyn\u0119. Tak przygotowan\u0105 ko\u0144c\u00f3wk\u0119 b\u0119dzie mo\u017cna \u0142atwo przylutowa\u0107 do p\u0142ytki PCB.<\/p>\n\n\n\n