Komponenttien juottaminen piirilevylle

Mikäli etsit harrastusta? Valintasi voi osua mielenkiintoiseen, mutta työlään sellaisen. Elektroniikkarakenteluun liittyy olennaisena osana komponenttien kiinnitys piirilevylle. Tätä menetelmää kutsutaan juottamiseksi. Jutussa käydään läpi yhden elektroniikkakomponentin juottaminen piirilevylle. Alkajaisiksi voisit etsiä tai kerätä seuraavat tarvikkeet kätesi ulottuville: suojalasit, juottimen, juotintinan, veropiirilevypalasen, tinaimurin, sivuleikkurin, lattapihdit ja sähkövastuksen. Jos olet hyvin varustautunut, sinulta löytyy vielä ylimääräinen pidike kolmanneksi kädeksi ja myöhemmin hankittavaksi yleismittari ja oskilloskooppi. Olet valmis aloittamaan.

Valmistelut

Juottamiseen tarvittavat välineet.
Kuva 1. Näitä tarvitset juotosoppitunnin läpikäymiseen. Kuvassa esillä ovat pitkulainen keltainen  juotin ts. kolvi, punaiset puristuspihdit, juotostinakiekko, veropiirilevyn palanen, tehovastus, pihdit, sininen tinaimuri ja keltainen yleismittari.

Etsi itsellesi työpiste ja poista kaikki ylimääräinen roina pois tieltä. Hae jonkun näköinen juotosalusta. Tällaiseksi kelpaa vaikka autotallista löytyvä hylätty auton jalkatilassa aikaisemmin käytetty kuminen matto. Tällä suojaat työpöytäsi pinnan. Seuraavaksi katselet juottimelle sopivan muista välineistä erillään olevan paikan pöydältä. Juottimen kanssa pitää olla äärimmäisen ylivarovainen. Sen kärkiosa lämpenee 250 – 300 asteeseen. Kalliimmissa malleissa on lämpötilalle oma säätönuppinsa ja juottimelle oma telineensä, mutta aloittelevalle riittää yksinkertaisempikin malli. Lisäksi juotin on sähkölaite, joten äärimmäinen varovaisuus on tarpeen sen käsittelyssä. Juotinta varten on hyvä kastaa sienenpalanen, jotta saat juottimesta poistettua ylimääräisen juotostinan työsi tiimellyksessä. Varmista juotostilan hyvä ilmanvaihto, sillä juotostinassa käytettävä hartsi sulaessaan höyrystyy, ollen terveydelle haitallista hengitettäessä. Se myös puhdistaa juotoskohtaa, jotta tina tarttuisi paremmin juotospinnoille. Ole varovainen !

Juottaminen

Pistä juotin päälle. Odottaessasi sen kuumenemista juotoslämpötilaan, on aikaa asettaa juotokseen tarvittavat komponentit valmiiksi työalustalle. Tarvitset nyt vastuksen ja piirilevyn. Puhdista juotospinnat sekä piirilevyn että komponentin osalta. Valmiissa veropiirilevyssä ovat reiät tehty valmiiksi sille pujotettaville komponenteille. Valmistele vastus niin, että taivutat sen johtimet molemmilta puolilta puolesta välistä 90 asteen kulmaan (kuva 2). Pujota vastus piirilevyn reikiin. Katso, että vastus makaa piirilevyn pintaa vasten toisella puolella. Käännä piirilevy ja taivuta komponentin johtimet 45 asteen kulmaan (kuva 3). Varmista, että vastus on tukevasti paikallaan piirilevyllä ja katkaise ylimääräiset osat johtimista pois juotosta varten. Aseta juotettavat pinnat tukevasti paikalleen juotosalustalle. Olet nyt valmis juottamaan komponenttisi piirilevylle. Tarvittaessa kuivaharjoittele juotosasentoa, jotta mm. juotin ei lipeä kädestäsi palovammojen välttämiseksi.

 

Komponentit
Kuva 2. Juotoksen esivalmisteluina taita tehovastuksen jalat kuvan mukaisesti 90 asteen kulmaan.
Komponentin asettelua.
Kuva 3. Pujota komponentin jalat verolevyn rei’istä läpi. Aseta komponentti tukevasti verolevylle juottamista varten. Katkaise liian pitkät komponentin jalat sopivaksi juottamista varten. Juottamisen jälkeen voi vielä viimeistellä jalkojen pituudet sopiviksi silmällesi.
Juotintina-asetelma
Kuva 4a. Juotintinakiekko ja juotettavan komponentin asettelu verolevylle valmiiksi juotettavaksi.
Piirilevyjuotos.
Kuva 4b. Komponentin juottaminen piirilevylle. Lämmitä verolevyn kuparia ja vastuksen jalan pintaa samanaikaisesti. Aikaa ei pitäisi kulua kovin montaa sekuntia. Tuo juotostinalangan pää lämmitellylle kohdalle. Tinan pitäisi juoksettua sievästi sekä komponentin jalalle että verolevyn kuparille (juotintinan sijasta minulla oli kamera toisessa kädessä).

Viritä ja asettele juotintinalanka (kuva 4a) ja juotin sopivasti käteesi, kun olet asettautunut hyvin kuumenna juottimen kärjellä kumpaakin juotospintaa muutaman sekunnin ajan. Tuo nyt juotintina juotospinnoille (kuva 4b). Juotoshartsin tehtävänä on puhdistaa likaa ja rasvaa juotettavilta pinnoilta. Se vapautuu inhottavana kärynä ilmoille, mutta tinan pitäisi levitä kauniisti juotospinnoille. Nosta juotin telineelleen ja odota tinan kovettumista. Pidä juotettu komponentti paikallaan tinan kovettumisen aikana. Juotos on hyvin onnistunut, jos juotoksen muoto on kovera ja mukautuu komponentin johtimen profiililta tasaisena ja kiiltävänä piirilevyn kuparille koko juotosalueella (kuva 5). Juotokset tehtyäsi voit irroittaa kuuman juottimen verkkovirrasta.

Kuva juotoksesta
Kuva 5. Ei nyt toki maailman paras juotos, mutta onnistunut sellainen kumminkin. Tina nousee komponentin jalkaa ylös ja on valunut tasaisesti kuparille asti. Tina on kiiltävä ja tasainen. Juotos on kiinnittynyt hyvin molemmille pinnoille. Komponentilla on hyvä sähköinen kontakti, jonka voi testata yleismittarilla. Väännät vain mittarin keskiötä diodisymbolin kohdalle ja sijoita mittajohtojen päät toinen komponentin jalalle ja toinen verolevy kupari pinnalle. Jos mittari äännähtää juotos on onnistunut.

Jos juotoskohtaa on lämmitetty liian vähän, on tuloksena rosoinen ja samea pinta. Profiililtaan kupera liitos taas ilmentää liiallista tinan käyttöä ja todennäköisesti muodostaa huonokontaktisen ns. kylmäjuotoksen, jossa juotin on vain osittain liittänyt komponentin kupariin. Tällainen juotos piirilevyllä laitetasolla voi ilmetä laitteen toimivuuden satunnaisena pätkimisenä. Tällöin juotos on tehtävä uudelleen.

Ladattu tinaimuri
Kuva 6. Tinaimuri on ladattu, kun männän musta pää on alhaalla.
Tinaimuri käytössä
Kuva 7. Tinaimuri laukaistaan painamalla mustasta napista. Huomaat männän pään olevan yläasennossa (=laukaistu).
Tinaimurin käyttötapa
Kuva 8. Tinaimuri on käyttövalmiina laukaistavaksi. Kuumennat vain tinatun alueen kokonaan, yksi laukaisu tinaimurilla pitäisi riittää tinan poistamiseen. Mikäli et saanut kaikkea tinaa imaistuksi kerralla, kertaa toimenpide.

Juotoksen uudelleen suorittamiseen tarvitset tinaimurin ja juottimen (kuvat 6,7 ja 8). Viritä tinaimuri käyttökuntoon  painamalla mäntä ala-asentoon (kuva 6) ja laukaise tinaimuri mustaa nappia painamalla (kuva 7). Kuivaharjoittele muutaman kerran. Olet valmis poistamaan tinan  komponentin jalan juuresta. Tällä kertaa lämmitä epäonnistunutta juotoskohtaa kuvan 4 tapaan tovin aikaa juottimella. Huomaat tinan pian olevan sulana. Tuo sitten tinaimuri aivan juottimen ja sulan tinan vierelle (kuva 8). Laukaise tinaimuri. Toista toimenpide tarvittaessa useampaankin kertaan, mutta yksi kerta yleensä riittää. Näin olet valmis tekemään juotoksen uudelleen. Kun olet urakkasi saanut tehtyä, pese kädet huolellisesti juottamisen jälkeen.

Työkaluista

Jos innostuit elektroniikasta, ensimmäisiä hankintoja elektroniikkarakentelulle ovat juotintarvikkeet, joista tärkeimmät jo mainittiinkin. Juottimen kohdalla ominaisuudeksi riittää 25W – 45W teho, mutta jos juotat isokokoisia runsaasti juotoslämpöä vaativia komponentteja, paljon johdinkaapeleita ja suodinkondensaattoreita, suurempitehoinen juotin 50W – 60W on tarpeen.

Tinaimurin vaihtoehtona on tinaimusukka. Se imee itseensä sulatetun tinan. Tämä voi paikoittain olla parempikin väline juotoksien korjaamiselle.

Edistyneemmille rakentajille, jotka suunnittelevat ja toteuttavat jo omia piirilevykokonaisuuksia digitaalinen yleismittari helpottaa komponenttiarvojen ja -juotosten tarkistusmittauksessa ja oskilloskoopilla saa selville laitteen signaalien toivottavasti terveen sielunelämän. Oskilloskooppeja on tarjolla sekä itsenäisinä mittalaitteina että PC:hen asennettavina lisäkortteina. Kortteihin saa ohjelmistopäivityksiä ja näin uusia ominaisuuksia helposti. Muita laitteita, jotka voivat tulla kysymykseen harrastuksesi edistyessä ovat pientaajuusgeneraattori, taajuuslaskin ja särömittari. Jos olet näppärä käsistäsi, näitä voi itsekin kyhätä. Ohjeita löytää helposti alan kirjallisuudesta kirjastoista ja netistä näin aluksi. Myöhemmin voi hankkia vaikka omaa lukemista. Viihtyisiä hetkiä elektroniikan harrastamisen parissa.

***

© LTryLounais-Suomen työllistäjät.

Kuvat ja teksti: Arto Laine.

Vastaa

%d bloggaajaa tykkää tästä: