המדריך למלחים המתחיל

אם אתם מתעסקים עם אלקטרוניקה ורכיבים, בשלב כזה או אחר לא תהיה לכם ברירה אלא להלחים משהו. בנוסף, כאשר גאדג'ט או מכשיר חשמלי קטן מתקלקל, לעתים קרובות הבעיה היא בנתק פיזי שאפשר לתקן בעזרת הלחמה זהירה. אז איך מלחימים נכון?

כמו בכל תחום טכני, אין גבול למכשירים המשוכללים והיקרים שאפשר לקנות ולהיעזר בהם. עם תקציב לא מוגבל – במקרה זה, בין חמש-מאות לאלף דולר בערך – אפשר להקים תחנת עבודה להלחמה באיכות תעשייתית. אבל בהנחה שאתם לא מלחימים מעגלים לחלליות וטילים אלא רק רוצים לחבר חוט סורר פה ושם, או לקבע נורית LED בלוח PCB, מדריך זה מיועד לכם. ראשית, הנה רשימת הכלים המינימלית לה תזדקקו:

1. כלים לבטיחות:

משטח עבודה – שולחן ישן, קרש גדול ועבה על בסיס יציב או כל פתרון דומה. המלחם מגיע בקלות לטמפרטורות של שלוש-מאות מעלות צלסיוס ואף יותר, ויכול לחרוך ולחורר את פני השטח. אתם ממש לא רוצים להרוס את שולחן האוכל היוקרתי, נכון? וכמובן, להרחיק פלסטיקים, מפות, ניירות ודברים אחרים שעלולים לעלות באש בקלות.

מעמד למלחם – מלחם שמתגלגל בחופשיות הוא מתכון לכוויות. המעמד לא חייב להיות משוכלל במיוחד – אפשר למצוא מעמדים סבירים באתרי הגאדג'טים הסיניים בפחות מעשרה דולרים. המעמד מחזיק את המלחם במקום אחד, ביציבות ובטיחות יחסית, ובזווית נוחה לגישה. בדרך כלל, הוא כולל גם ספוג לניקוי קצה המלחם. על זה נדבר בהמשך.

Solder Stand
מעמד למלחם, עם צלוחית וספוג לניקוי בבסיס

אוורור ומאוורר -מעבר לעובדה שתמיד טוב לנשום אוויר נקי, הלחמה מעלה לאוויר חומרים שעלולים להזיק לבריאות: האדים שעולים מה"בדיל" שמשמש להחלמה, חומרים שיוצאים מפלסטיק שנחרך בטעות וכדומה. עבדו בסביבה מאווררת היטב, ודאגו למאוורר קטן בקרבת מקום, שירחיק מכם את העשן (עדיף לכיוון החלון). למי שרוצה להשקיע יותר, יש גם משאבות מיוחדות למלחימים עם מסנני פחם פעיל.

משקפי מגן – "בדיל" הלחמה מותך, כמו כל נוזל אחר, עלול להתיז לעיניים ולגרום לנזק חמור, במיוחד בגלל הנטיה להסתכל מקרוב על אזור ההלחמה כדי לראות מה בדיוק קורה שם. למה לקחת סיכונים? כל משקפי מגן פלסטיים זולים, או משקפי ראייה, יספיקו כדי לשמור עליכם.

2. כלים וחומרים להלחמה

מלחם – מכיוון שזהו מדריך למתחילים, נתייחס כאן רק לסוג המלחם הפשוט ביותר: מלחם חשמלי בעל טמפרטורה קבועה, מהסוג שעולה עשרות בודדות של שקלים. יש בשוק מלחמים זולים שמתפארים בטמפרטורה משתנה, אך הביקורות עליהם כמעט תמיד שליליות, ושליטה בטמפרטורה היא משהו שמתחילים בדרך כלל לא צריכים, אז הניחו להם לנפשם.

Soldering Iron
מלחם 40 וואט עם ראש מושחר שכבר צריך להחליף

למלחמים יש דירוג וואטים, לרוב בין 15 וואט ל-60 וואט. במקרה זה, יותר וואטים זה לא בהכרח יותר טוב. כולם מגיעים, פחות או יותר, לאותה טמפרטורה; ההבדל הוא ביכולת שלהם לשמור על הטמפרטורה כשהם באים במגע עם מתכת, שכידוע מוליכה ומפזרת את החום הזה. דירוג נמוך מדי עלול להתקשות לחמם את האזור מספיק בשביל הלחמה נוחה – ודירוג גבוה מדי עלול לפגוע ברכיבים או להתיך מה שלא צריך. מלחם בדירוג 40 וואט יספיק בהחלט כמעט לכל המשימות, ואפשר גם פחות.

בדיל – הדבר שאנחנו קוראים לו "בדיל", ושנראה כמו סליל של תיל מתכת רך, הוא למעשה תערובת של שלושה חומרים: בדיל, עופרת, ושרף או חומר דומה בשם Flux שעל תפקידו נדבר בהמשך. כיום מוכרים גם בדיל להלחמה נטול עופרת, שמכיל במקום זה כסף. הבדיל נטול העופרת אינו מומלץ למתחילים כי קשה יותר לעבוד איתו: קנו סליל רגיל (מסומן לרוב כ-40/60 או 37/63, בהתאם לפרופורציות העופרת והבדיל), ואל תגזימו עם הכמויות: הלחמה סטנדרטית דורשת, במקרה הקיצוני, כחצי סנטימטר בדיל, בהתאם לעובי התיל. גם זו נקודה חשובה: מומלץ ללכת דווקא על הבדיל הדק יותר (0.6 מ"מ ומטה) כדי לקבל שליטה טובה יותר בהלחמה.

ספוג לניקוי – מיועד לניקוי "בזמן אמת" של קצה המלחם מעודפי בדיל ולכלוכים אחרים. מדובר בספוג צפוף ושטוח, בדרך כלל בצבע צהבהב, אותו מרטיבים מעט ומניחים בתוך צלוחית שטוחה (או במקום המתאים במעמד המלחם, אם יש כזה). הספוג נשחק לאיטו עם השימוש, אך בעיקרון הוא רב-פעמי, ואפשר למצוא כזה באיביי תמורת דולרים ספורים (Solder Cleaning Sponge).

יש עוד מספר כלים שיכולים לעזור מאד בעבודה השוטפת, אך כאמור אנחנו מדברים כאן על המינימום ההכרחי בלבד.

3. העיקרון הבנא"לי

את השם הזה המצאתי ממש הרגע, ברוח "דצ"ך עד"ש באח"ב" של ההגדה של פסח, בשאיפה שהוא יעזור לכם לזכור את הדבר החשוב ביותר בהלחמה: בדיל נדבק אוטומטית לחום. מה זה אומר? שני דברים:

  • כל חלק בהלחמה חייב להיות חם, לפני שמכניסים לתמונה את הבדיל
  • חייבים למנוע חמצון של הרכיבים ושל המלחם, וכל לכלוך אחר שפוגע בהולכת החום

מי שלא למד להלחים בצורה מסודרת (ואני מביא את עצמי כדוגמה), עלול לחשוב על הבדיל כמעין "דבק חם", שממיסים אותו על המלחם ואז מניחים על חלקי המתכת שמיועדים לחיבור. זו טעות חמורה, כי כאשר הבדיל החם בא במגע עם מתכת קרה, הוא עצמו מתקרר ויוצר חיבור עלוב במיוחד. בנוסף, ה-Flux שבבדיל הוא חומצה עדינה שמסירה לכלוכים משטח ההלחמה, ואם הבדיל "יושב" יותר מדי זמן על המלחם, כל ה-Flux מתאדה (זה ה"עשן" שעולה מהמלחם) ולא מצליח לבצע את תפקידו, מה שפוגע עוד יותר בהולכת החום וביציבות של החיבור.

Solder Joints
הלחמה סבירה (מימין) לעומת הלחמה ללא חימום מקדים – לחצו להגדלה

הדרך הנכונה היא קודם כל להביא את המלחם במגע עם שני חלקי המתכת שמיועדים לחיבור: שני קצות החוטים שליפפתם יחד מראש, רגל הרכיב ועיגול הנחושת בלוח PCB או כל צירוף אחר. כעבור שניה או שתיים, ששניהם חמים מספיק, מקרבים בזהירות את קצה תיל הבדיל ומביאים אותו במגע עם חלקי המתכת, לא עם המלחם! כך ה-Flux פועל באופן המיטבי, הבדיל יוצר קשר אופטימלי בין המתכות והחיבור יהיה חזק ויציב ויוליך חשמל כמו שצריך. למעשה, אם תעשו זאת היטב, יתקבל רושם שהבדיל זורם מעצמו ומכסה בעדינות את כל המקומות הנכונים. לא צריך ליצור "גבעות" של בדיל על כל חיבור – רק שיכסה את כל האזור הרלוונטי ולא יישארו חלקים חשופים. ברגע שיש מספיק בדיל על החיבור, מרחיקים את תיל הבדיל ומיד לאחר מכן את המלחם עצמו.

לפעמים, כדי להוליך את החום טוב יותר, שמים טיפונת בדיל על קצה המלחם לפני שנוגעים ברכיבים, או שנוגעים עם הבדיל גם ברכיבים וגם במלחם בו זמנית. זה נכון במיוחד במקרים בהם הרכיבים גדולים ומוליכים הרבה חום החוצה, מה שמקשה על חימום ישיר שלהם לדרגה הרצויה.

לאחר כל הלחמה, אם נשאר בדיל בולט על קצה המלחם, יש לנגב אותו בזהירות על הספוג הלח ואז להמתין מספר שניות שהמלחם יחזור לחום המרבי לפני ההלחמה הבאה, כי המים שבספוג מקררים אותו.

4. נקיון ומניעת חמצון

כאמור, משטחי מתכת מחומצנים לא מוליכים טוב, גם חום וגם חשמל, ולכן חשוב שיישארו נקיים ככל האפשר, כי יש גבול למה שה-Flux יכול לעשות. הסימן לחמצון הוא השחרה וצבע עמום, וזה קורה בעיקר ברכיבים ישנים מאד, וכמובן בראש המלחם.

כדי למזער את החמצון של ראש המלחם, יש לדאוג שיהיה מכוסה תמיד בשכבה דקיקה של בדיל. זה אומר שכאשר קונים מלחם חדש, או מחליפים ראש, צריך לתת לו להתחמם לטמפרטורה המרבית שלו – זה לוקח דקה או שתיים – ואז להתיך עליו קצת בדיל כך שכל הקצה יהיה מכוסה. את העודפים מנגבים בעזרת הספוג הלח. אגב, ראשי מלחם חדשים מגיעים לעתים עם ציפוי שמונע חמצון עד להתחלת השימוש. תנו לציפוי הזה להתנדף לפני הציפוי החדש בבדיל – זה עשוי לקחת עוד דקות ספורות ולהסריח את החדר…

עם סיום עבודות ההלחמה, שטפו את הידיים היטב במים וסבון כדי לסלק שאריות עופרת. בניגוד לשמועות שאולי שמעתם, עשן ההלחמה אינו מכיל "אדי עופרת" – החום לא מספיק כדי לאדות אותה – אך חלקיקים מיקרוסקופיים עלולים להידבק לעור הידיים ומשם להגיע לפה ולמערכת העיכול, ואת זה אתם לא רוצים.

לסיום, אל תשכחו שכמו כל מיומנות, כדאי מאד להתאמן על חיבורים לדוגמה לפני שמתחילים להלחים את הדבר האמיתי. בהצלחה!

 

 

 

16 תגובות בנושא “המדריך למלחים המתחיל”

  1. באיחור רב גם מבחינתי
    מעולה תודה.
    חוזר לקרוא מדי פעם לרענון
    תודה רבה

  2. אמנם באיחור גדול, אבל תודה על הפוסט 🙂
    שאלה קטנה – האם תוקף של בדיל פג באיזשהו שלב? יש אצלי בדיל מלפני המון שנים (לפחות 20 לדעתי), השאלה אם הוא עוד "שמיש" או שכדאי לקנות בדיל חדש…

    1. השמועות אומרות שבדיל אכן יכול להידרדר עם הזמן, אם כי זה תלוי מן הסתם באיכות ההתחלתית שלו, בתנאי האחסון ועוד. אם הבדיל הישן שלך הוא בכמות ששווה לטרוח בשבילה, אפשר לנסות להשיג ממישהו קטע קצר של בדיל חדש ואיכותי, ולעשות כמה הלחמות לניסיון עם שניהם כדי להשוות.

  3. הכתבה מעולה ועוזרת מאוד.
    תודה רבה!!!!!
    מדי פעם אני חוזר לקרוא אותה…

  4. ומה עם מעגלים משולבים? הרי החום מהרגליים יכול לקלקל אותם (לכן, אם הבנתי נכון, אם המעבד מתחמם יותר מ-130 מעלות צלזיוס הוא כבה אוטומטית), ולא תמיד יש אפשרות להתקין תושבת…

    1. לא ניסיתי באופן אישי, אך ההיגיון אומר שיש דרכים לעשות זאת – עובדה שאפילו את הג'וקים עם הרגליים הזעירות (SMD) מלחימים בהצלחה למעגלים תעשייתיים ללא תושבת. הסוד משלב, מן הסתם, דיוק, מהירות וכלי עבודה משוכללים יותר ממה שהצגתי כאן.

      אולי אפשר להצמיד זמנית, לחלק ה*עליון* של הרגליים, "מפזר חום" בדמות חתיכת מתכת גדולה שתמנע השחתה של המעגל המשולב. זה טריק שמשתמשים בו לפעמים גם לרכיבים פשוטים יותר.

  5. עכשיו השאלה היא מי ימציא פיתרון ליצירת מעגלים מודפסים בבית בלי חומצות, באופן פשוט ואמין… או שיש פיתרון אחר שאני לא מודע אליו?

    1. מכיוון שיש לי ילדים קטנים בבית, אני לא חוקר את תחום צריבת ה-PCB העצמאית, אבל שמעתי – מאדם שמבין מאד בתחום – שלמרות כל ההייפ, המעגלים הביתיים לא באמת אמינים לאורך זמן. אולי רק אם צורבים מעגל בסיסי עם פסי נחושת הרבה יותר רחבים ממה שצריך.

      הפתרונות שאני מכיר הם להסתפק ב-Stripboard עם פסי נחושת ארוכים שאפשר לקטוע לפי הצורך (כיוון שאני רוצה לנסות בהזדמנות), או לתכנן PCB "אמיתי" בתוכנה ייעודית ולשלוח את התוכנית לחברה שעוסקת בייצור בקנה מידה קטן – אם כי בדרך כלל יש להם "מינימום הזמנה" שהופך את העניין ללא כדאי עבור מתחילים תפרנים. יש הרבה שעושים את זה ואין לי מושג בנוגע לאמינות שלהם: expressPCB, customPCB, PBC-togo ואחרים.

        1. לגבי מעגלים מודפסים – PCB – אפשר לחרוט מעגלים מודפסים באיכות לא רעה בכלל(כ-10 MIL) ואמינות מצויינת. כדאי לקרוא ולחפש ב-XLN.

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר. שדות החובה מסומנים *