Vi ricordo che la saldatura a stagno dei componenti elettronici necessita di molta pratica e attenzione e per tale motivo ho riassunto in una dispensa le nozioni spiegate a lezione negli scorsi giorni in laboratorio.

In allegato trovate il contenuto della dispensa e il link diretto al documento per la stampa.

Il saldatore

La saldatura a stagno è il metodo con cui è possibile unire meccanicamente ed elettricamente i componenti elettronici al circuito stampato mediante la fusione di una lega metallica nel punto di contatto tra rame e reoforo del componente.
Il sadatore viene impiegato per scaldare il punto di connessione e fondere la lega di stagno e piombo.

Le caratteristiche fondamentali di un saldatore.

Potenza
I saldatori usati nel montaggio elettronico hanno potenze che oscillano tra i 15W e i 30W. Nei laboratori di elettronica professionale si adottano spesso stazioni di saldatura su cui è possibile regolare la temperatura o la potenza del saldatore, la potenza di questi dispositivi oscilla tra i 50W e i 100W.

La temperatura
La temperatura raggiunta dalla punta del saldatore può oscillare tra i 300°C e i 500°C, dipende dalla potenza del saldatore e dalla punta.

La punta
Le punte vengono prodotte in diverse forme e dimensioni ma tipicamente, nell’uso in laboratorio di elettronica, viene adottata una punta sottile che consente saldature di precisione. La punta è costituita internamente di rame e rivestita da un sottile strato di acciaio nikel e cromo ad alta resistenza chimica e meccanica ciò è indispensabile in quanto la lega fusa è molto aggressiva ed una punta costituita da solo rame finirebbe per corrodersi velocemente, mentre una punta costituita da solo rame non condurrebbe in modo adeguato il calore.

Lo stagno

La lega metallica è composta da stagno (Sn) al 60% e piombo (Pb) al 40%, alcune volte nella lega possono essere presenti piccole parti di rame e argento, la temperatura di fusione è di circa 190°C.
Aumentando la percentuale di stagno presente nella lega la temperatura di fusione si abbassa, ad esempio percentuali 63% di stagno e 37% di stagno abbassano la temperatura di fusione a circa 180°C.
Lo stagno viene fornito sotto forma di filo con diametro che può essere di 1,5 mm – 1 mm – 0,7 mm, per la realizzazione di circuiti elettronici si adottano diametri da 0,7 e 1 mm.
Il filo di stagno è costituito da un’anima di resina fondente semitrasparente che ha lo scopo di facilitare la saldatura, ne migliora la diffusione del calore e previene la formazione di ossidi.

Il dissaldatore

Per rimuovere un componente da un circuito è ovviamente indispensabile sciogliere lo stagno, ma questa operazione potrebbe risultare difficoltosa in quanto si rischia di bruciare il componente o peggio ustionarsi. E’ opportuno utilizzare un dissaldatore, il più comune è quello a pistone in grado di aspirare lo stagno fuso da un saldatore. Esistono dissaldatori più sofisticati costituiti da un saldatore abbinato ad un aspiratore.

Tecnica di saldatura

Prima di incominciare la saldatura:

• Piegate i terminali (reaofori) dei componenti mediante una pinza a becchi lunghi in modo che possano entrare all’interno dei fori della basetta.
• Ripiegate leggermente i reofori una volta inseriti nei fori della basetta ciò evita la caduta accidentale dei componenti dalla basetta.
• La piega dei reofori deve avvenire a sufficiente distanza dal corpo del componente al fine di evitare la rottura del dispositivo.
• Lasciate spazio tra il componente e la superficie della basetta (2 o 3 mm) in modo che venga favorita la dissipazione del calore dei componenti.
• I componenti vanno saldati partendo da quelli più bassi in questo modo è possibile appoggiare lo stampato sul banco di lavoro senza far uscire i componenti.

Modalità operativa

• Preriscaldate ponendo la punta del saldatore sulla piazzola toccando anche il reoforo del componente per un tempo variabile tra 1 e 2 secondi.
• Senza togliere il saldatore sciogliete lo stagno appoggiandolo tra reoforo e piazzola, il filo di stagno dovrà essere sciolto tra il rame della piazzola e il reoforo e non direttamente sulla punta del saldatore. Lo stagno sciolto dovrà ricoprire l’intera superficie della piazzola. Questa seconda operazione non dovrà superare i 2 o 3 secondi.
• Togliete il filo di stagno e dopo il saldatore.
• Se lo stagno non ricopre interamente la superficie vuol dire che il rame è freddo o sporco o che lo stagno è scadente (bassa percentuale di stagno).
• La saldatura dovrà avvenire in corrispondenza della piazzola, lo stagno non è da disperdete nelle piste vicine.
• I reofori vanno tagliati una volta che avete concluso tutte le saldature.

La saldatura sarà perfetta se lo stagno risulterà liscio (senza porosità), lucido e distribuito uniformemente sulla piazzola e dovrà assumere la forma di un cono.

Precauzioni

• La saldatura dovrà avvenire in corrispondenza della piazzola, lo stagno non è da disperdete nelle piste vicine.
• Per evitare contatti accidentali utilizzare un supporto per saldatori.
• Eliminate ogni impurità dalla punta del saldatore usando una piccola spugnetta imbevuta d’acqua, in mancanza è sufficiente anche uno straccio di cotone imbevuto d’acqua.
• Oli, grassi, vernici, ossidazione, sporcizia e polveri sopra la basetta o sui reofori dei componenti compromettono la saldatura.
• Molto spesso i componenti sono venduti su supporti di carta gommata e sui reofori molto spesso si depositano sostanze collose, eliminare queste sostanze prima di incominciare la saldatura.
• La saldatura dei singoli punti dovrà avvenire nel minor tempo possibile onde evitare il surriscaldamento dei componenti e la loro conseguente rottura.
• I reofori vanno tagliati una volta che avete concluso tutte le saldature.
• La temperatura raggiunta dal saldatore può superare i 300°C quindi a contatto della pelle può provocare gravi ustioni.
• Durante la saldatura si creano vapori nocivi, quindi mantenere areati i locali in cui si opera.
• Evitate assolutamente la pulitura della punta del saldatore con lime o carta vetrata in quanto si eliminerebbe lo strato protettivo.

Errori

• La saldatura non sarà corretta se assume la forma di una pallina, in questo caso eliminate tutto lo stagno con il succhiastagno e rifate la saldatura.
• Se tra due punti si forma un ponticello di stagno vuol dire che avete usato troppo stagno.
• Se lo stagno non aderisce al rame e forma una pallina si potrebbe essere in presenza di uno dei seguenti 4 errori:

1. lo stagno è scadente;

2. il rame è ossidato;

3. il saldatore è freddo;

4. l’operazione di saldatura si è ripetuta sullo stesso punto più volte.

• Se le piazzole si staccano vuol dire che avete scaldato troppo, tempi di saldatura superiori ai 10 secondi possono provocare questo problema.

©2010, Michele Maffucci, updated Jenuary, 25, 2010
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