יסודות הלחמת PCB: טכניקות, סוגים וכלים — הסבר ברור

הלחמה היא מיומנות בסיסית באלקטרוניקה. היא מספקת חיבור חשמלי ועיגון מכני של רכיבים אל לוח מעגל מודפס (PCB).

במדריך הזה נסביר מהי הלחמת PCB, נכיר את שיטות ההלחמה העיקריות, נפרט איך לבחור בדיל/פלאקס וכלים, וניתן הוראות שלב-אחר-שלב לקבלת הלחמות אמינות.

מהי הלחמת PCB?

בהלחמת PCB מחברים רכיבים אל הלוח על-ידי התכת בדיל (סגסוגת מתכתית) היוצר חיבור חשמלי ומכני בין המוביל/הרגל או הפד של הרכיב לבין מסלולי הנחושת בלוח.

ההלחמה מעניקה יציבות מכנית והולכה חשמלית נמוכת-התנגדות. פלאקס (Flux) מנקה תחמוצות מהמשטחים ומאפשר לבדיק להישטף ולהיקשר היטב.

הלחמה טובה מבטיחה אמינות גבוהה. הלחמה גרועה עלולה לגרום לתקלות, התנגדות מעבר גבוהה או כשל מלא. לכן חשובים מאוד בקרת טמפרטורה, תזמון וניקיון.

סוגי הלחמת PCB

בחירת השיטה תלויה בדרישות הפרויקט. ארבע השיטות הנפוצות הן: הלחמה ידנית, Reflow, Wave ו-Selective.

1) הלחמה ידנית

השיטה הקלאסית לאבי-טיפוס, תיקונים וסדרות קטנות. נדרשים מחלוט (לוטקול), בדיל ופלאקס.
מחממים יחד את הפד והרגל, מזינים בדיל לחיבור עד שהוא זורם ומכסה את המתכת, ואז מסירים בדיל ואחריו את המחלוט.
שליטה מלאה ונפלאה לרכיבי Through-Hole (THT) ול-SMD גדולים.

2) הלחמת Reflow

נפוצה מאוד לרכיבי SMD. מורחים משחת בדיל בשבלונה, מציבים רכיבים, והלוח עובר בתנור Reflow דרך שלבים: קדם-חימום, Soak, Reflow, קירור — הבדיל ניתך ונוצרות הלחמות אחידות.

3) הלחמת Wave

מיועדת בעיקר ל-THT ולכרטיסים מעורבים בייצור בכמויות. הלוח עובר מעל גל של בדיל מותך לאחר מריחת פלאקס וחימום מוקדם. מהירה ויעילה, אך לא מתאימה לפסי-מגע עדינים מאוד של SMD.

4) הלחמה סלקטיבית (Selective)

גרסה מדויקת של Wave: ממקדים בדיל רק באזורים הנדרשים (למשל מחברי THT על לוח עם SMD). נחיר קטן מזרים בדיל לנקודות יעד מבלי לפגוע ברכיבים סמוכים. מתאים ל-High-Mix/Low-Volume.

תקציר מהיר
• ידנית – אבי-טיפוס/תיקון, THT ו-SMD גדולים – ידני
• Reflow – ייצור SMD – אוטומציה גבוהה
• Wave – THT ומעורב – אוטומציה גבוהה
• Selective – מעורב ומדויק – אוטומציה בינונית-גבוהה

בחירת בדיל ופלאקס

בדיל עם עופרת לעומת בדיל חסר עופרת:

• Sn63/Pb37 (עם עופרת): טמפרטורת התכה ~183°C; נוזל ונקשר בקלות, נוח לעבודה — אך מוגבל בחלק מהתעשיות מסיבות בריאות וסביבה.
• SAC305 (חסר עופרת, בדיל/כסף/נחושת): התכה ~217°C; דורש טמפ’ גבוהה יותר אך הוא הסטנדרט בתעשייה.

סוגי פלאקס

• Rosin (קולופוניום) – רטיבות טובה, מצריך ניקוי באלכוהול.
• No-Clean – כמעט ללא שאריות; ניקוי אופציונלי.
• Water-Soluble – חזק מאוד אך חייב שטיפה יסודית.

להלחמה ידנית השתמשו בחוט בדיל עם ליבת פלאקס; ל-Reflow – משחת בדיל.

בחירת מחלוט (לוטקול) ל-PCB

בקרת טמפרטורה

מומלצת תחנת הלחמה עם בקרה. לרוב העבודות: 300–380°C. בדיל חסר עופרת דורש לרוב מעט יותר. מדי קר – רטיבות גרועה; מדי חם – סכנת נזק לפדים/רכיבים.

הספק וקצות (Tips)

העדיפו 60–90W לשמירת חום יציבה; מחלוט חלש מתקרר על משטחי נחושת גדולים.

צורות קצה נפוצות

• Conical (מחודד): דיוק, פדים קטנים
• Chisel/Flat (אזמל/שטוח): לשימוש כללי, חוטים ופדים גדולים
• Knife/K (סכין/K): ל-Drag Soldering בפסי-מגע עדינים

אביזרים חיוניים

בדיל/משחה, פלאקס/עט פלאקס, פינצטה וקטרים, משאבת בדיל או פתיל שאיבה, מחזיק לוח, רצועת/מזרן ESD, זכוכית מגדלת/תאורת בדיקה.

שלב-אחר-שלב: איך להלחים PCB ביד

תוצאה טובה דורשת אימון. כך עובדים נכון:

1) הכנה

נקו פדים ורגליים ב-IPA או מנקה פלאקס. הכניסו רכיב לחורים (THT) או מַקמו רכיב SMD בדיוק. קבעו את הלוח אם אפשר.

2) חימום והזנת בדיל

געו בקצה המחלוט גם בפד וגם ברגל.
המתינו ~שנייה לחימום.
הזינו מעט בדיל אל החיבור (לא אל הקצה).
הבדיל צריך לזרום חלק ולכסות את הפד.

3) הסרה וקירור

הסירו קודם את חוט הבדיל ואז את המחלוט.
הניחו להתחמוצת להתקרר טבעי — לא לנשוף.

4) בדיקה וגזירה

הלחמה טובה מבריקה, חלקה וקמורה קלות (כמו חרוט קטן).
מראה עמום/גרגירי או בצורת כדור מצביע על חום נמוך או לכלוך.
גזרו עודפי רגליים בקוצץ צד.

5) ניקוי

הסירו שיירי פלאקס בעזרת IPA או מנקה ללא-שארית. לוחות נקיים נראים טוב יותר ופחות מושפעים מקורוזיה.

טיפים ל-SMD

ל-SMD השתמשו בפינצטה וקצה עדין או באוויר חם:

• בדללו קלות פד אחד.
• החזיקו את החלק בפינצטה וקבעו רגל אחת.
• ישרו והלחימו את השאר.
• בדקו בהגדלה.
  לכמויות קטנות אפשר להשתמש גם ב-משחת בדיל + Hot-Plate/אוויר חם.

איכות ובדיקה

הלחמה טובה: מבריקה, מכסה את הפד לגמרי ומציגה מעבר עדין בין הרגל ללוח.

תקלות נפוצות

• הלחמה קרה: מראה עמום/גרגירי – חום לא מספיק או לכלוך.
• גשר (Bridging): עודף בדיל מחבר שני פדים.
• מחסור בדיל: חוזק מכני נמוך.
• כדורי בדיל: התזות מחום גבוה או בעיית פלאקס.

התחילו בבדיקה ויזואלית ואז מדדו רציפות במולטימטר. לחיבורים נסתרים (למשל BGA) משתמשים במפעלים ב-AOI או רנטגן.

תיקון וניקוי (Rework)

הסרת בדיל

השתמשו ב-משאבת בדיל או פתיל שאיבה:
חממו עד שהבדיל ניתך, הפעילו את המשאבה או הניחו את הפתיל לספיגה.
לאזורים גדולים – אוויר חם מסייע לחימום אחיד.

ניקוי שרידי פלאקס

גם No-Clean יכול להשאיר עקבות. נגבו ב-IPA עם מטלית נטולת-סיבים/מברשת. ניקיון מונע קורוזיה והדלפות זרם.

בטיחות ו-ESD

• אוורור: לעבוד באזור מאוורר או עם שואב עשן.
• עופרת: בעבודה עם בדיל עֲפֵרתי – לשטוף ידיים בסיום.
• חום: לא לגעת בחלק המתכתי של המחלוט (עשוי להגיע ל-400°C).
• הגנת ESD: רצועת יד ומזרן אנטי-סטטיים לרכיבים רגישים.
• אחסון: לכבות את התחנה ולאחסן את הקצה מצופה בדיל (Tinned).

שאלות נפוצות (FAQ)

1) מהי הלחמה ב-PCB?
חיבור רכיבים ללוח בעזרת בדיל מותך ליצירת חיבור חשמלי ומכני.

2) איזו טמפרטורה מתאימה?
בדרך כלל 320–360°C; לבדיק חסר עופרת לעיתים 350–380°C.

3) איזה בדיל עדיף — עם עופרת או חסר עופרת?
עם עופרת נוח יותר לעבודה אך פחות ידידותי לסביבה. חסר עופרת הוא הסטנדרט כיום ופועל מצוין עם התאמת טמפרטורה.

4) איזה מחלוט מומלץ למתחילים?
תחנה מבוקרת-טמפרטורה בהספק 60–90W וקצוות מתחלפים.

5) משחת בדיל לעומת חוט בדיל — מתי משתמשים?
חוט בדיל להלחמה ידנית ותיקונים; משחה ל-Reflow וייצור SMD.

6) איך מתקנים הלחמה קרה או גשר?
מחממים שוב עם מעט פלאקס טרי עד שהבדיל זורם היטב. בגשר – מסירים עודפים בעזרת פתיל שאיבה.

7) האם אפשר להלחים SMD בלי תנור Reflow?
כן. אפשר להשתמש באוויר חם, Hot-Plate או מחבת חשמלית לפרויקטים קטנים — חשוב לפקח על הטמפרטורה.

לסיכום

הלחמת PCB משלבת ידע ומלאכה. כשמבינים חומרים, טמפרטורות וטכניקות — העבודה הופכת טבעית. התחילו לאט, שאפו להלחמות נקיות ותחזקו את הכלים. עם סבלנות ותרגול תצליחו להלחים בביטחון החל מלוחות LED פשוטים ועד פרוטוטייפים רב-שכבתיים מורכבים.