Topnik do lutowania – Co to jest i jaki wybrać?

Czas czytania: 3 min.

Topnik jest niedocenianym elementem procesu lutowania, choć jego znaczenie jest w istocie ogromne. Przeczytaj o rodzajach i użytkowaniu topnika w elektronice.

Topniki w praktyce

W procesie lutowania układów elektronicznych topniki odgrywają wręcz fundamentalną rolę, umożliwiając tworzenie niezawodnych połączeń pomiędzy elementami elektronicznymi, a padami na płytce drukowanej. Istnieje kilka różnych klas topników, z których każda ma nieco inne właściwości i zakres zastosowań. W tym artykule przedstawimy krótki opis topników, należących do klasy R, NC, RMA, RA oraz WS, zwrócimy także uwagę na najważniejsze zasady poprawnej pracy z topnikiem w codziennej praktyce elektronika.

Topnik RF800 15ml.

Klasy topników oraz ich najważniejsze właściwości

  • Topniki klasy R są oparte na kalafonii, otrzymywanej z żywicy drzew iglastych. Charakteryzują się umiarkowaną aktywnością chemiczną. Stanowią najbardziej tradycyjną grupę topników – dawniej były zresztą podstawowym specyfikiem tego typu, stosowanym nawet w masowej produkcji elektroniki (chyba każdy, kto miał okazję serwisować leciwe, polskie urządzenia PRL-owskiej Unitry zwrócił uwagę na przyjemny, żywiczny zapach, wydobywający się z lutów podczas ich podgrzewania). Dziś topniki kalafoniowe są powszechnie używane m.in. do lutowania ręcznego większych elementów (np. złączy czy przewodów), intensywnie korzystają z nich także amatorzy – w sieci i literaturze dla elektroników można znaleźć liczne opisy stosowania „lakieru” z pokruszonej i rozpuszczonej w spirytusie kalafonii do zabezpieczania powierzchni samodzielnie wykonywanych płytek drukowanych.
  • Topniki klasy NC (od anglojęzycznego No Clean) zostały opracowane przede wszystkim z myślą o montażu seryjnym (automatycznym) w celu minimalizacji pozostałości topnika po lutowaniu. Charakteryzują się zwykle dość niską aktywnością chemiczną i są zaprojektowane tak, aby nie wymagały czyszczenia po zakończeniu procesu lutowania (co oznacza, że nie pozostawiają na PCB zanieczyszczeń, które z czasem prowadziłyby do korozji ścieżek i końcówek elementów).
  • Topniki klasy RMA (kalafoniowe średnio aktywowane) to swego rodzaju rozszerzenie klasycznych topników klasy R. Charakteryzują się umiarkowaną aktywnością chemiczną, dlatego nadają się do montażu łatwych do lutowania powierzchni (tj. o dobrej jakości, nie pokrytych zbyt dużą ilością tlenków lub zanieczyszczeń).
  • Topniki klasy RA charakteryzują się wyraźnie wyższą aktywnością chemiczną niż topniki klasy R, a to za sprawą znacznie większej domieszki aktywatorów. Należy pamiętać, że pozostałości topnika mogą być żrące, przez co należy je usunąć jak najszybciej po zakończeniu procesu montażu.
  • Topniki klasy WS są – w odróżnieniu od opisanych wcześniej czterech klas – rozpuszczalne w wodzie, co ułatwia proces czyszczenia po zakończeniu lutowania (w przypadku innych rodzajów topników, zwłaszcza kalafoniowych, konieczne jest zastosowanie alkoholu – np. izopropylowego, IPA – bądź specjalnie do tego celu przeznaczonego środka chemicznego do czyszczenia PCB). Topniki WS charakteryzują się bardzo zróżnicowaną aktywnością chemiczną.

Topniki w procesie lutowania elementów elektronicznych

Topniki pełnią co najmniej kilka niezwykle istotnych funkcji w procesie lutowania. Ich działanie opiera się przede wszystkim na usuwaniu tlenków z powierzchni elementów elektronicznych, padów na płytkach drukowanych, a także… grotów lutownic. Tlenki mogą powstać także „na bieżąco”, podczas procesu lutowania, w wyniku działania wysokiej temperatury i obecności powietrza, stosunkowo bogatego w tlen. Efektywne zniwelowanie tlenków zapewnia czyste i prawidłowe połączenia między lutowanymi powierzchniami, a to przekłada się bezpośrednio na niezawodność lutów. 

Kolejnym niezwykle ważnym aspektem, jest poprawa zwilżania łączonych powierzchni przez lutowie (stop cyny) – topniki mają zdolność do zmniejszania napięcia powierzchniowego, co powoduje lepsze rozpływanie się lutu i właściwe pokrycie powierzchni lutowanej. Co ciekawe, topniki wpływają pozytywnie również na parametry termiczne lutowania – używając wysokiej jakości topnika możemy przyspieszyć i usprawnić proces montażu, a to przekłada się na minimalizację ryzyka przegrzania komponentów lub padów i ścieżek płytki drukowanej.

Zasady poprawnego stosowania topników - garść praktycznych porad

Aby skutecznie i bezpiecznie stosować topniki podczas lutowania elementów elektronicznych, wystarczy poznać kilka prostych zasad. Po pierwsze, duże znaczenie dla jakości całego procesu ma wybór odpowiedniego topnika: w montażu ręcznym elementów przewlekanych często stosowana jest klasyczna kalafonia, sprzedawana w niewielkich, metalowych puszkach. W przypadku elementów SMD doskonale sprawdzają się topniki w żelu, klasy RMA lub NC – takie produkty, oferowane m.in. przez znaną, polską markę AG Termopasty, znajdziesz w ofercie sklepu Botland.

Równie ważna jest odpowiednia aplikacja topnika – substancję należy rozprowadzać równomiernie na powierzchni płytki drukowanej przy użyciu odpowiednich narzędzi, takich jak pędzelki czy aplikatory ręczne (w postaci prostej strzykawki lub tłoczka współpracującego z kartridżem). W warsztatach profesjonalnych stosowane są natomiast pneumatyczne aplikatory, współpracujące z kompresorem lub butlą ze sprężonym powietrzem. W każdym przypadku trzeba przy tym uważać, aby nie używać zbyt dużej ilości topnika – warto unikać nadmiernego rozlewania się substancji po sąsiadujących obszarach PCB.

W przypadku topników o umiarkowanej i dużej aktywności chemicznej należy skrócić do minimum czas kontaktu elementów i płytki drukowanej z topnikiem – nadmierna ekspozycja na aktywatory może wyzwolić proces korozji delikatnych podzespołów elektronicznych. Czyszczenie płytki po zakończeniu procesu lutowania jest wskazane (z kilku względów) nawet w przypadku topników typu no-clean – należy jednak używać do tego celu odpowiednich środków czyszczących, zgodnych z zaleceniami producenta. Przed przystąpieniem do czyszczenia PCB warto zaopatrzyć się w odpowiednie narzędzia – przydatne okażą się pędzle i szczotki ESD, butelka alkoholu izopropylowego oraz podkładka (lub przynajmniej arkusz folii), na której będzie można przeprowadzić całą procedurę bez ryzyka zachlapania stołu roboczego resztkami rozpuszczonego topnika.

Jak oceniasz ten wpis blogowy?

Kliknij gwiazdkę, aby go ocenić!

Średnia ocena: 4.9 / 5. Liczba głosów: 12

Jak dotąd brak głosów! Bądź pierwszą osobą, która oceni ten wpis.

Podziel się:

Sandra Marcinkowska

Sandra Marcinkowska

Żywiołowa i zwariowana – tak opisaliby ją chyba wszyscy, z którymi miała kontakt. Bomba energetyczna, która pomaga w każdy „gorszy dzień”. Nie ma czasu na narzekanie, bierze życie pełnymi garściami. Interesuje się wszystkim co praktyczne i ułatwiające życie. Kocha gadżety.

Zobacz więcej:

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *

Ze względów bezpieczeństwa wymagane jest korzystanie z usługi Google reCAPTCHA, która podlega Polityce Prywatności oraz Warunkom użytkowania.