Inleiding tot soldeermaterialen

Wat zijn de belangrijkste materialen die je nodig hebt om een ​​soldeerklus te klaren?

Je denkt misschien dat het soldeertin het enige is dat wordt gebruikt. Maar er zijn nog verschillende andere items die essentieel zijn om de klus te klaren en die tijdens het proces gebruikt worden.

We zullen ook kijken naar dingen waarvan je misschien niet wist dat ze nodig waren. We beginnen met soldeertin en vloeimiddel en gaan dan over op de minder bekende items zoals desoldeerlint, reinigingsbenodigdheden voor het vloeimiddel en tape.

We zullen ook kijken naar soldeerboutpunten waarmee je je huidige punt kunt vervangen.

Soldeertin is het basismateriaal van de gesoldeerde verbinding. Solderen omvat het aanbrengen van een metaallegering (een mengsel van metalen dat niet mechanisch kan worden gescheiden) die smelt bij een lagere temperatuur dan de items die moeten worden verbonden.

De soldeerlegering zal, wanneer deze gesmolten is, hechten aan de items die moeten worden verbonden als ze schoon zijn en ook worden verhit boven het soldeersmeltpunt. Vloeimiddel, dat we hieronder onderzoeken, werkt hand in hand met de soldeerlegering. Onthoud dus dat het niet alleen om de soldeertin gaat, maar ook om het vloeimiddel.

Er zijn twee hoofdtypen soldeerlegeringen: loodhoudend en loodvrij. Bijna alle soldeertin die bedoeld is voor elektronisch gebruik heeft een kern van vloeimiddelmateriaal om het soldeer te helpen dingen effectief te verbinden. Je kunt indien nodig nog steeds vloeimiddel toevoegen om het resultaat te verbeteren. Bij loodvrije legeringen helpt een beetje extra vloeimiddel je om goede resultaten te behalen.

Totdat je weet wat je doet, koop je soldeertin van gerenommeerde leveranciers die je informatie kunnen verstrekken over het soldeertin en de vloeimiddelkern.

Loodvrij soldeer wordt gebruikt in plaats van loodhoudend soldeer, vooral sinds de wetten die de vermindering van gevaarlijke stoffen verplicht stellen begin jaren 2000 van kracht werden. Loodvrij soldeer wordt nu bijna uitsluitend gebruikt om elektronische artikelen te vervaardigen.

Loodvrij soldeer is vaak een legering van tin (symbool Sn), zilver (Ag) en koper (Cu). Een veelgebruikte mix is ​​SAC of 305. Dit bevat 3% Ag. Het smelt bij een hogere temperatuur (ongeveer 215-220°C) dan loodhoudend soldeer (183°C) en is iets lastiger om mee te werken, voornamelijk omdat het smelt boven een temperatuurbereik en niet altijd even makkelijk over oppervlakten vloeit. Er zijn ook legeringen van alleen tin en koper die smelten bij een iets hogere temperatuur (227°C), deze hebben een nog slechter vloeivermogen.

Loodhoudend soldeer bevat eigenlijk meer tin dan lood. Het gemakkelijkst te gebruiken is soldeer met 63% tin en 37% lood, meestal bekend als 63-37 soldeer. Dit is het eutectische mengsel (in dit geval het laagste smeltpunt) dat smelt als een zuiver metaal bij een vaste temperatuur.

De lagere smelttemperatuur (183°C) en superieure vloei-eigenschappen maken 63-37 gemakkelijker te gebruiken. Het is in feite de soldeerlegering bij uitstek voor reparaties, omdat de lagere smelttemperatuur minder risico's met zich meebrengt. Het nadeel is het loodgehalte, dat giftig is.

Een andere veelvoorkomende legering is 60-40, die smelt bij een iets hogere temperatuur en niet zo soepel vloeit.

Andere legeringen die worden gebruikt bij elektronisch solderen zijn onder andere legeringen op basis van Bismuth (Bi) en Indium (In). Beide typen zijn bedoeld voor toepassingen bij lage temperaturen. De getallen geven de percentages van elk metaal in de legering aan.

Over het algemeen kom je deze legeringen tegen bij het solderen van Surface Mount Devices (SMD). Bismuth-Tin (58Bi42Sn) en Bismuth-Tin-Zilver (57Bi42Sn1Ag) smelten bij 138°-140°C. Ze kunnen worden gebruikt voor solderen bij lage temperaturen. Soms worden ze gesmolten in bestaande verbindingen om het smeltpunt te verlagen voor eenvoudigere reparatie.

Soldeer dat indiummetaal bevat, is ook verkrijgbaar met zeer lage smeltpunten, zoals een indium-tinlegering (52In48Sn) die smelt bij 118 °C.

Bismuth-legeringen met lage temperaturen kunnen, als ze worden gemengd met loodhoudend soldeer, zeer lage smeltpunten vormen (onder 100 °C), wat kan leiden tot een storing van een apparaat bij normaal gebruik, omdat de componenten zo heet kunnen worden.

De meeste soldeerlegeringen zijn verkrijgbaar in draadvorm met een vloeimiddelkern. Als alternatief zijn ze ook verkrijgbaar als pasta's en als bollen.

De meest voorkomende vorm is een draad met vloeimiddel als centrale kern. De draad is verkrijgbaar in een breed scala aan diameters, variërend van 0,25 mm (0,010") tot 3,125 mm (0,125"). De grootte van de verbinding en de gebruikte warmtebron bepalen de juiste diameter.

Bestaande uit kleine soldeerbolletjes in een vloeimiddelbasis, kunnen veel soldeerpasta's worden aangebracht met een spuit. Het wordt meestal gebruikt voor surface mount-solderen.

Dit zijn kleine bolletjes soldeer die worden gebruikt voor speciale doeleinden, zoals het vernieuwen van het soldeer op bepaalde chips met ball grid array-verbindingen.

Hoewel het soldeer het materiaal is dat de verbinding maakt, is vloeimiddel essentieel om het soldeer te laten vloeien en plakken.

Soldeer blijft niet plakken aan metaal met een laag oxide, en vloeimiddel verwijdert die laag en voorkomt dat die laag zich opnieuw vormt. Het vloeimiddel moet tot de activeringstemperatuur worden verhit, wat vaak 140ºC is, om deze laag te kunnen verwijderen en de verbindingen te bedekken met een laag die voorkomt dat het weer oxideert.

Rosin is het meest voorkomende vloeimiddel. Er zijn ook synthetische harsvloeimiddelen die andere eigenschappen hebben.

Tacky- of gelvloeimiddelen zijn makkelijk toe te diennen en blijven goed zitten, en worden dus vaak gebruikt voor het solderen van surface mount-onderdelen. Over het algemeen zijn deze vloeimiddelen een goede allrounder die voor goede verbindingen zorgt.

Houd in je achterhoofd dat te veel vloeimiddel vaak beter is dan te weinig. Je kunt een overschot aan vloeimiddel altijd schoonmaken of weghalen, maar het is lastig om een goede soldeerverbinding te maken met te weinig vloeimiddel.

Vloeimiddel zijn verkrijgbaar als pasta, tacky (gel), en als vloeistof. Ook vormen ze vaak de kern van soldeertin. Hoe meer solide het vloeimiddel is, des te minder vloeibaar is het ook. Pasta heeft de hoogste soliditeit, daarna gel/tacky en daarna de vloeistoffen (met de laagste soliditeit).

Sommige pasta's kunnen met een kwast met harde haren worden aangebracht.

Tacky vloeimiddel wordt meestal met een spuit toegediend en kan worden gebruikt om kleine onderdelen tijdelijk op hun plek te bevestigen om daarna goed vast te kunnen solderen (vandaar de naam 'tacky).

Vloeibare vloeimiddleen worden vaak met een zachte borstel of een fluxpen toegediend en zijn makkelijk aan meerdere verbindingen toe te dienen.

Vloeimiddel heeft bepaalde eigenschappen die vaak worden aangegeven op de verpakking. Denk hierbij aan:

• Flux base of Vehicle (het hoofdingrediënt)
  • Rosin (R) Erg goed en algemeen gebruikt materiaal, wordt meestal gebruikt om een verbinding opnieuw te leggen of te herstellen.
  • Resin/hars (RE of RES), een alternatief voor Rosin.
  • In water oplosbaar – Vaak agressiever en je moet bijna altijd schoonmaken na het gebruik ervan.
    • Niet-organisch (inorganic, IN)
    • Organisch (OR)
• Met 'activatie' doelt men op de mate waarin het vloeimiddel de oxide al dan niet agressief verwijdert; te veel is niet per definitie beter, aangezien roest vaak toeneemt met activatie. De activator zorgt voor het schoonmaakwerk. Sommige vehikels, zoals rosin, hebben in de substantie toegevoegde zuuractivators.
  • Laag/geen (L)
  • Medium/mild geactiveerd (M)
  • Hoog/geactiveerd (H)
• Halide – Dit helpt bij het verwijderen van de oxide maar maakt dat de rook nog giftiger is en ook na het gebruik van deze substantie zul je moeten schoonmaken. Steeds minder vloeimiddelen bevatten tegenwoordig halide.
  • Geen halide (0) aan het einde van de aanduiding.
  • Halide (1) aan het einde van de aanduiding.

Een fluxpen met 'no-clean' vloeimiddel

Het is mogelijk dat je vloeimiddel tegenkomt onder de naam no-clean. Dit is niet een ander type vloeimiddel, maar de naam heeft alles te maken met het residue dat het achterlaat na het solderen. No-clean betekent dat het residue dat het vloeimiddel achterlaat hoogstwaarschijnlijk geen problemen veroorzaakt voor de onderdelen op de printplaat.

Roest is de hoofdfactor die wordt meegerekend in het evalueren van clean/no-clean middelen. Het residue van vloeimiddel kan nog steeds geleiden. Vaak wordt de hoeveelheid vloeimiddel in de no-clean verminderd, zodat er potentieel minder geleidende residuen achterblijven.

Als printplaten heel dicht zijn, en veel onderdelen bevatten en daardoor ontzettend lastig schoon te maken zijn, kan no-clean een uitkomst bieden. Soms biedt de no-clean ook bij reparaties een uitkomst. Toch is het, mits het mogelijk is, altijd beter om het residue van het vloeimiddel schoon te maken na het solderen, no-clean of niet.

Het meest verbruikte product bij het (de)solderen is koperen desoldeerlint. Dit is gemaakt van dunne koperdraden die samengevlecht zijn in een soort lintvorm. Als je het lint tegen een verbinding houdt en je verhit deze zal het soldeer van de verbinding aan het koper hechten, waardoor je de ruimte krijgt een onderdeel te verwijderen. Het kan soms ook helpen om wat vloeimiddel op de verbinding zelf toe te dienen om daarna het desoldeerlint te gebruiken.

Het is altijd handig om wat desoldeerlint bij de hand te hebben. Het lint is verkrijgbaar in verschillende maten en diktes, en bevat soms ook vloeimiddel. Als je een foutje maakt, biedt desoldeerlint altijd uitkomst.

Als je soldeert, en met name als je printplaten soldeert, zul je het vloeimiddel en het residue ervan (zelfs bij 'no-clean' vloeimiddelen) moeten schoonmaken. Je kunt hiervoor een aantal dingen gebruiken:

• Vloeimiddelverwijderaar (flux remover) is over het algemeen de beste keuze. Zorg dat je een verwijderaar hebt die aanslaat op het soort vloeimiddel dat je (hebt) gebruikt.
• 91-99% isopropylalcohol kan in principe worden gebruikt als een universele verwijderaar van vloeimiddel.
• Als je echt grondig schoon moet maken, kun je ervoor kiezen aceton te gebruiken, maar wees hierbij wel erg voorzichtig. Aceton kan namelijk verschillende soorten plastic aantasten en is ook goed in het verwijderen van de markeringen op printplaten en chips. We raden je aan eerst een testje uit te voeren om te zien hoe de printplaat reageert op aceton en of er schade wordt veroorzaakt.
• Gedestilleerd of gede-ioniseerd water werkt goed bij het schoonmaken van vloeimiddel dat in water opgelost kan worden. In de meeste gevallen werken andere reinigingsmiddelen niet of erg slecht op dit soort vloeimiddelen.

Om de residuen schoon te maken kun je wattenstaafjes van katoen (die op lange houten stokjes, niet de standaard staafjes die je gebruikt om je oren schoon te maken) of pluisvrije doekjes gebruiken. Ga grondig te werk en wees niet zuinig met het reinigingsmiddel.

We leggen je hier niet uit hoe je meer punten scoort bij het solderen, maar het gaat hier om de punt van je soldeerbout. Deze punten zijn vaak te vervangen, tenzij je een goedkope soldeerbout hebt. Deze verwisselbare punten dienen twee doelen:

1. Ze stellen je in staat de punt te vervangen, waardoor je de punt kunt gebruiken die het beste aansluit op je reparatie- of soldeerproject.
2. Doordat je ze kunt vervangen, kun je ook versleten punten vervangen door gloednieuwe punten.

De meeste soldeerbouten bevatten een met een ijzeren laag bedekte koperen punt. De slijtage van een punt wordt dan ook vaak veroorzaakt doordat de oververhitting leidt tot oxidatie van deze ijzeren laag. Als deze laag eenmaal beschadigd is geraakt, kun je de punt het beste wegmikken. Helaas betekent dit ook dat, als je je punt niet kunt vervangen, je de gehele soldeerbout kunt weggooien.

Indien mogelijk is het goed om altijd twee soorten tape bij de hand te hebben:

• Schilderstape: dit is erg handig voor projecten waarbij je niet al te hoge temperaturen nodig hebt. Denk hierbij aan het tijdelijk bevestigen van through-hole-onderdelen of het lichtjes beschermen van onderdelen tegen hitte.
• Polyimidetape: ook bekend onder de naam Kapton™. Kun je gebruiken om onderdelen tegen hitte te beschermen. Handig als je slechts een klein gebied wilt verhitten. Het limiet van de tape is vaak 260ºC, maar soms kan het ook 400ºC aan.

Woordenboek met soldeertermen (Engels)

Het (de)solderen van verbindingen

Mijn soldeerbout smelt het soldeer niet

Mijn soldeerbout wordt niet heet

De beste tips voor bij het solderen

Soldeerboutpunten

Meer informatie over vloeimiddelen (Engels) [link

Meer informatie over loodhoudende soldeer (Engels)