قلع لحیم کاری

لحیم‌کاری، فرآیندی بنیادین در دنیای الکترونیک، تولیدات صنعتی و تعمیرات است که در آن، کیفیت اتصال به طور مستقیم به ماده‌ای به ظاهر ساده اما حیاتی به نام «قلع لحیم» بستگی دارد. این ماده، صرفاً یک فلز چسبنده یا پر کننده نیست؛ بلکه یک آلیاژ مهندسی‌شده است که وظیفه ایجاد یک پیوند مکانیکی مستحکم و یک مسیر الکتریکی قابل اعتماد را بر عهده دارد. انتخاب نادرست قلع لحیم کاری می‌تواند منجر به اتصال ضعیف، خرابی زودرس قطعات، عملکرد نامطلوب مدار و در نهایت، شکست کامل یک پروژه که با زحمت بسیاری همراه بوده شود. 

آناتومی قلع لحیم کاری: آشنایی با اجزای اصلی و اشکال مختلف

برای درک بهتر فرآیند انتخاب، ابتدا باید اجزای تشکیل‌دهنده و اشکال مختلف قلع لحیم کاری را شناخت. هر محصول لحیم‌کاری از دو بخش اصلی تشکیل شده است: آلیاژ فلزی و فلاکس.

مواد تشکیل‌دهنده: قلب آلیاژی لحیم

خواص اصلی یک لحیم، از جمله دمای ذوب، استحکام و رسانایی، توسط ترکیب فلزات موجود در آلیاژ آن تعیین می‌شود.

• قلع (Tin – Sn): این فلز، عنصر اصلی در اکثر آلیاژهای لحیم‌کاری است. قلع به دلیل نقطه ذوب نسبتاً پایین (حدود 232 درجه سانتی‌گراد)، خاصیت چسبندگی و پوشش‌دهی عالی (Wetting) و مقاومت خوب در برابر اکسیداسیون، به عنوان فلز پایه ایده‌آل شناخته می‌شود. بیش از نیمی از مصرف جهانی قلع به صنعت لحیم‌کاری اختصاص دارد. 
• سرب (Lead – Pb): به طور سنتی، سرب برای کاهش نقطه ذوب آلیاژ قلع و بهبود سیالیت و جریان‌پذیری آن در حالت مذاب به کار می‌رفت. با این حال، به دلیل سمی بودن و خطرات زیست‌محیطی، استفاده از آن در بسیاری از کاربردها محدود شده است. 
• نقره (Silver – Ag): در برخی آلیاژهای خاص و باکیفیت، از نقره برای افزایش استحکام مکانیکی و بهبود رسانایی الکتریکی و حرارتی استفاده می‌شود. این عنصر دمای ذوب را کمی افزایش می‌دهد و معمولاً در کاربردهای حساس و نظامی که قابلیت اطمینان بالایی نیاز دارند، به کار می‌رود. 
• مس (Copper – Cu): این فلز یکی از اجزای اصلی در لحیم‌های بدون سرب است. مس به افزایش استحکام مکانیکی اتصال و بهبود رسانایی الکتریکی کمک می‌کند. 
• سایر عناصر: در برخی آلیاژهای تخصصی، مقادیر کمی از فلزات دیگر مانند آنتیموان ($Sb$) برای افزایش سختی و مقاومت مکانیکی، یا بیسموت ($Bi$) برای ساخت لحیم‌های با دمای ذوب بسیار پایین، اضافه می‌شود. 

فلاکس (Flux): عامل ضروری برای یک اتصال پاک و قوی

فلاکس یک ماده شیمیایی است که نقشی حیاتی و غیرقابل انکار در موفقیت یک لحیم‌کاری ایفا می‌کند. بسیاری از اتصالات ضعیف و ناموفق، در نتیجه عدم استفاده یا استفاده نادرست از فلاکس است. سطح فلزات در تماس با هوا به سرعت با یک لایه نازک اکسید پوشیده می‌شود. این لایه اکسید مانع از برقراری پیوند متالوژیکی بین لحیم مذاب و سطح فلز می‌شود. وظیفه اصلی فلاکس، پاک‌سازی شیمیایی این لایه اکسید و جلوگیری از تشکیل مجدد آن در حین فرآیند گرمادهی است.

• Rosin Core (هسته رزین): رایج‌ترین نوع فلاکس برای کاربردهای الکترونیکی است که در مغز سیم لحیم قرار دارد. این فلاکس از صمغ درخت کاج استخراج شده و پس از لحیم‌کاری، باقیمانده آن معمولاً خاصیت خورندگی ندارد. 
• No-Clean (بدون نیاز به شستشو): نوعی فلاکس پیشرفته بر پایه رزین که باقیمانده بسیار کمی از خود به جای می‌گذارد. این باقیمانده شفاف، نارسانا و غیرخورنده است و نیازی به پاک‌سازی پس از لحیم‌کاری ندارد که این ویژگی در مونتاژ بردهای فشرده (SMD) بسیار ارزشمند است. 
• Water-Soluble (محلول در آب): یک فلاکس فعال و قوی که باید پس از لحیم‌کاری حتماً با آب مقطر شسته شود. اگرچه قدرت تمیزکنندگی بالایی دارد، اما باقیمانده آن به شدت خورنده است. 
• Acid Core (هسته اسیدی): فلاکسی بسیار قوی که برای لوله‌کشی و اتصال فلزات غیر الکترونیکی استفاده می‌شود. این نوع فلاکس به شدت خورنده است و استفاده از آن بر روی بردهای الکترونیکی مطلقاً ممنوع است، زیرا به سرعت مسیرهای مسی و پایه‌های قطعات را از بین می‌برد. 

اشکال فیزیکی قلع: انتخاب ابزار مناسب برای هر کار

قلع لحیم‌کاری بسته به نوع کاربرد، در اشکال فیزیکی متفاوتی عرضه می‌شود. انتخاب شکل صحیح، اولین گام برای یک فرآیند کاری درست است.

• سیم لحیم (Solder Wire): رایج‌ترین و شناخته‌شده‌ترین شکل قلع برای لحیم‌کاری دستی و تعمیرات است. این محصول به صورت سیمی از آلیاژ لحیم، که معمولاً دارای مغزی فلاکس است، بر روی قرقره پیچیده شده و در اقطار و وزن‌های مختلف عرضه می‌شود. میتوانید این نوع از سیم لحیم را در میان محصولات ما نیز مشاهده کنید و اقدام به خرید سیم لحیم کنید.
• خمیر قلع (Solder Paste): ترکیبی خمیری‌شکل از گوی‌های بسیار ریز فلز لحیم معلق در یک ماده چسبناک فلاکس است. این محصول برای مونتاژ قطعات با فناوری نصب سطحی (SMT) ضروری است. خمیر قلع توسط شابلون روی پدهای برد مدار چاپی (PCB) اعمال شده و پس از قرارگیری قطعات، در کوره حرارتی (Reflow Oven) ذوب می‌شود تا اتصالات را برقرار کند.
• شمش قلع (Solder Bar/Ingot): قطعات بزرگ و شمش‌مانند از آلیاژ لحیم که برای پر کردن حوضچه‌های قلع در دستگاه‌های لحیم‌کاری موجی (Wave Soldering) استفاده می‌شود. این روش در تولید انبوه بردهای الکترونیکی با قطعات پایه دار (Through-Hole/DIP) کاربرد دارد. 
• ساچمه قلع (Solder Balls/Spheres): گوی‌های کروی بسیار دقیق و کوچک از آلیاژ لحیم که در فناوری‌های پیشرفته بسته‌بندی آی‌سی مانند BGA (Ball Grid Array) برای اتصال چیپ به برد یا فرآیند ریبالینگ (Re-balling) به کار می‌روند. (ریبالینگ یعنی تعویض تمام قلع های قدیمی و معیوب زیر یک چیپ با قلع جدید و سالم)

نبرد آلیاژها: قلع سربی (Sn-Pb) در مقابل قلع بدون سرب (Lead-Free)

مهم‌ترین تصمیمی که در هنگام خرید قلع لحیم کاری باید گرفته شود، انتخاب بین آلیاژهای سنتی حاوی سرب و آلیاژهای مدرن بدون سرب است. هر کدام از این دو دسته، مزایا، معایب و کاربردهای خاص خود را دارند.

تا همین چند وقت پیش، قلع‌هایی که با سرب مخلوط می‌شدند، انتخاب اول در دنیای الکترونیک بودند.

• ترکیبات و ویژگی‌ها: معروف‌ترین نوع آن Sn63/Pb37 (۶۳٪ قلع و ۳۷٪ سرب) است. ویژگی مهم این ترکیب این است که در یک دمای دقیق (۱۸۳ درجه سانتی‌گراد) از جامد به مایع تبدیل می‌شود و برعکس. این تبدیل ناگهانی باعث می‌شود اتصال خیلی تمیز و محکم باشد و از مشکل “اتصال ناقص” جلوگیری می‌کند.
• مزایا:
  • در دمای پایین‌تری ذوب می‌شود (پس به قطعات حساس کمتر آسیب می‌زند).
  • خیلی روان است و به خوبی پخش می‌شود.
  • اتصال نهایی براق و درخشان است که باعث می‌شود با چشم راحت بتوان کیفیت کار را تشخیص داد.
  • ارزان‌تر است و کار با آن برای افراد تازه‌کار راحت‌تر است.
• معایب:
  • مهم‌ترین عیب آن سمی بودن سرب است. بخار آن برای سلامتی بسیار خطرناک است و می‌تواند به عصب‌ها، قلب و کلیه آسیب جدی بزند.
  • برای محیط زیست هم یک ماده بسیار مضر محسوب می‌شود.

۲. قلع بدون سرب: استاندارد جدید برای سلامتی و محیط زیست

به خاطر خطرات سرب، قوانین جدیدی در دنیا وضع شد که استفاده از آن را در وسایل الکترونیکی ممنوع کرد.

• قوانین (RoHS): یک قانون مهم اروپایی به نام RoHS باعث شد که تقریباً تمام شرکت‌ها به استفاده از قلع بدون سرب روی بیاورند.
• ترکیبات و ویژگی‌ها: این قلع‌ها معمولاً از قلع خالص به همراه مقدار کمی نقره و مس ساخته می‌شوند (مثل ترکیب معروف SAC305).
• مزایا:
  • برای سلامتی انسان و محیط زیست کاملاً بی‌خطر هستند.
  • اتصال‌هایی که ایجاد می‌کنند از نظر فیزیکی محکم‌تر است.
• معایب:
  • در دمای بالاتری ذوب می‌شوند (حدود ۲۱۷ درجه سانتی‌گراد). این یعنی به هویه قوی‌تری نیاز دارند و ممکن است به قطعات حساس آسیب بزنند.
  • اتصال نهایی معمولاً مات و کدر است و تشخیص کیفیت آن با چشم سخت‌تر است.
  • به طور کلی کار با آن‌ها سخت‌تر است و به مهارت بیشتری نیاز دارد.

راهنمای گام‌به‌گام خرید قلع لحیم کاری: چگونه بهترین انتخاب را داشته باشیم؟

با داشتن دانش پایه‌ای فوق، فرآیند خرید می‌تواند به یک تصمیم‌گیری منطقی و ساختاریافته تبدیل شود. این فرآیند باید با پاسخ به چند سوال کلیدی آغاز گردد.

گام اول: تعیین کاربرد

اولین و مهم‌ترین سوال این است: چه چیزی قرار است لحیم شود؟ پاسخ به این سوال، نوع آلیاژ، شکل فیزیکی و قطر قلع را مشخص می‌کند.

• لحیم‌کاری قطعات SMD و حساس: این کار به دقت بالایی نیاز دارد. استفاده از سیم لحیم با قطر بسیار نازک (مانند 0.3 یا 0.4 میلی‌متر) برای کنترل دقیق میزان لحیم ضروری است. برای مونتاژ این قطعات، خمیر قلع بهترین گزینه است.  
• مونتاژ بردهای عمومی و قطعات DIP: سیم لحیم با قطر استاندارد (0.6 تا 0.8 میلی‌متر) ایده‌آل است. برای تولید انبوه این بردها، از شمش قلع در دستگاه‌های لحیم‌کاری موجی استفاده می‌شود. 
• سیم‌کشی و اتصالات بزرگ (کابل‌ها و ترمینال‌ها): برای ایجاد اتصال مکانیکی قوی و عبور جریان بالا، به سیم لحیم با قطر بیشتر (1.0 میلی‌متر به بالا) نیاز است.  
• تعمیرات خانگی و پروژه های سرگرمی: برای افراد مبتدی و کارهای عمومی، سیم لحیم سربی با آلیاژ $Sn63/Pb37$ به دلیل سهولت در استفاده، گزینه بسیار مناسبی است.
• کاربردهای خاص: لحیم‌کاری فلزات دشوار مانند آلومینیوم نیازمند فرمولاسیون‌های آلیاژی و فلاکس‌های ویژه‌ای است. 

گام دوم: انتخاب قطر مناسب سیم لحیم

انتخاب قطر سیم لحیم تأثیر مستقیمی بر کیفیت، سرعت و تمیزی کار دارد. استفاده از سیم بیش از حد ضخیم می‌تواند باعث ایجاد اتصال کوتاه بین پایه‌های نزدیک به هم (Solder Bridge) شود و سیم بیش از حد نازک ممکن است نتواند حرارت را به خوبی منتقل کرده و حجم لحیم کافی را فراهم کند.

جدول 1: راهنمای انتخاب قطر سیم لحیم بر اساس کاربرد

گام سوم: تشخیص کیفیت و اصالت کالا

یکی از بزرگترین دغدغه‌های خریداران، مواجهه با محصولات تقلبی و بی‌کیفیت است که می‌تواند تمام زحمات یک پروژه را از بین ببرد.

• اعتبار برند: انتخاب برندهای معتبر و شناخته‌شده مانند آساهی (Asahi)، بهینکس (Behinex)، ژرف (Jarf) و مکانیک (Mechanic) اولین قدم برای اطمینان از کیفیت است.  
• بررسی ظاهری: یک سیم لحیم باکیفیت باید سطحی صاف، براق و یکنواخت داشته باشد. وجود لکه‌های تیره، اکسیداسیون یا عدم یکنواختی روی قرقره، نشانه کیفیت پایین یا شرایط نگهداری نامناسب است. 
• آزمایش عملکرد: بهترین راه تشخیص کیفیت، آزمایش عملی است. یک سیم لحیم خوب باید به سرعت و به طور یکنواخت ذوب شود، به خوبی روی سطح پخش شود (Wetting)، دود کمی تولید کند و پس از انجماد، اتصالی براق (در نوع سربی) و محکم ایجاد نماید. 
• شناسایی قلع لحیم کاری فیک از اصل مثال؛ آساهی: برند آساهی به دلیل کیفیت بالا مورد استقبال افراد قرار گرفته و همین مسئله باعث شده که به شدت در بازار ایران با نمونه‌های تقلبی این برند مواجه شوید. برای تشخیص نمونه اصلی باید به کیفیت چاپ لیبل (نمونه‌های تقلبی معمولاً کم‌رنگ‌تر و با فونت ضخیم‌تر هستند)، وجود و صحت QR کد و خرید از فروشندگان معتبر و مجاز مانند بابابرقی توجه کرد. 
• بررسی گواهینامه‌ها: وجود استانداردهایی مانند RoHS یا ISO بر روی بسته‌بندی، نشان‌دهنده پایبندی تولیدکننده به استانداردهای کیفی و زیست‌محیطی است.

برترین برندهای قلع لحیم کاری در بازار ایران کدام اند؟

بازار ایران میزبان برندهای معتبر داخلی و خارجی است که هر کدام جایگاه خود را پیدا کرده‌اند.

• آساهی (Asahi): این برند مالزیایی که تحت لیسانس ژاپن تولید می‌شود، به عنوان معیار کیفیت در بازار شناخته می‌شود. آلیاژ استاندارد $Sn63/Pb37$ و فلاکس باکیفیت آن، این برند را به انتخاب اول بسیاری از حرفه‌ای‌ها تبدیل کرده است. با این حال، باید به شدت مراقب نمونه‌های تقلبی بود.
• بهینکس (Behinex): یک برند خوش‌نام ایرانی که به عنوان جایگزینی باکیفیت و مقرون‌به‌صرفه برای نمونه‌های خارجی شناخته می‌شود. این برند نیز معمولاً از آلیاژ $Sn63/Pb37$ با دود کم استفاده می‌کند و در میان تعمیرکاران و تولیدکنندگان داخلی محبوبیت بالایی دارد. 
• ژرف (Jarf): یکی دیگر از تولیدکنندگان مطرح ایرانی که طیف وسیعی از محصولات لحیم‌کاری، از جمله سیم‌های با قطر بالا برای کاربردهای سنگین مانند باتری‌سازی را تولید می‌کند. 
• مکانیک (Mechanic): برندی چینی که در زمینه تولید لوازم مصرفی تعمیرات دقیق، به ویژه تعمیرات موبایل، شهرت دارد. این برند سیم‌های لحیم با قطر بسیار نازک، خمیر قلع و ساچمه قلع باکیفیتی را عرضه می‌کند.  
• برندهای بین‌المللی: برندهایی مانند Kester، Goot و Stannol در سطح جهانی به عنوان بالاترین رده کیفی شناخته می‌شوند، اما ممکن است در بازار ایران کمیاب‌تر و گران‌تر باشند.   
• سایر برندها: برندهای دیگری مانند اطلس و آسران (ایرانی) و اکتیویتی و سومو (چینی) نیز در بازار یافت می‌شوند و گزینه‌های متنوعی را پیش روی مصرف‌کنندگان قرار می‌دهند. 

ایمنی در لحیم کاری را چگونه رعایت کنیم؟

لحیم‌کاری فرآیندی است که در کنار ظرافت، خطرات پنهانی نیز دارد. توجه به نکات ایمنی نه تنها از حوادث آنی مانند سوختگی جلوگیری می‌کند، بلکه سلامت فرد را در بلندمدت نیز تضمین می‌نماید.

• خطر بخار لحیم (دود لحیم): دودی که هنگام لحیم‌کاری متصاعد می‌شود، بخار آب نیست. این دود ترکیبی خطرناک از ذرات میکروسکوپی فلزات (مانند سرب و قلع) و بخارات حاصل از سوختن فلاکس (اسیدها و رزین‌ها) است. استنشاق این بخارات می‌تواند باعث تحریک چشم و گلو، سردرد و سرگیجه در کوتاه‌مدت و بیماری‌های تنفسی مزمن مانند آسم، برونشیت و حتی سرطان در بلندمدت شود.
• خطر سرب: سرب یک سم عصبی قوی است. تماس با آن از طریق استنشاق بخارات یا جذب پوستی و گوارشی (نشستن دست‌ها قبل از غذا خوردن) صورت می‌گیرد. این فلز سنگین در بدن تجمع یافته و می‌تواند آسیب‌های جبران‌ناپذیری به سیستم عصبی، مغز، کلیه‌ها و سایر ارگان‌ها وارد کند.
• اقدامات ایمنی ضروری:
  • تهویه: مهم‌ترین اصل ایمنی، تهویه مناسب است. کار باید در فضایی با جریان هوای خوب انجام شود. استفاده از دستگاه مکنده دود (Fume Extractor) به شدت توصیه می‌شود تا بخارات سمی را از محدوده تنفسی فرد دور کند.
  • تجهیزات حفاظت فردی (PPE):
    • عینک ایمنی: برای محافظت از چشم در برابر پاشش احتمالی لحیم مذاب ضروری است.
    • ماسک تنفسی: ماسک‌های کاغذی معمولی کافی نیستند. برای فیلتر کردن ذرات و بخارات شیمیایی باید از ماسک‌های استاندارد (مانند N95 دارای لایه کربن فعال) استفاده کرد.
    • دستکش: استفاده از دستکش‌های مقاوم به حرارت از سوختگی و دستکش‌های نیتریل از تماس پوست با سرب جلوگیری می‌کند.
  • رعایت بهداشت: شستن کامل دست‌ها با آب و صابون پس از اتمام کار، یک اقدام حیاتی است. همچنین، استفاده از پایه هویه مناسب از بروز آتش‌سوزی جلوگیری کرده و محیط کار باید تمیز و دور از دسترس کودکان نگهداری شود.

پرسش‌های متداول (FAQ) درباره خرید قلع لحیم کاری

1. تفاوت اصلی بین قلع 63/37 و 60/40 چیست؟ آلیاژ $Sn63/Pb37$ یوتکتیک است، یعنی در یک دمای ثابت (183 درجه سانتی‌گراد) ذوب و منجمد می‌شود. این ویژگی ریسک ایجاد «لحیم سرد» را به حداقل می‌رساند. آلیاژ $Sn60/Pb40$ یک محدوده ذوب دارد و برای مدت کوتاهی حالت خمیری دارد که کار با آن کمی دشوارتر است.

2. بهترین سیم لحیم برای مبتدیان کدام است؟ به دلیل سهولت در استفاده، نقطه ذوب پایین و ایجاد اتصالات براق، سیم لحیم سربی با آلیاژ $Sn63/Pb37$ و قطر 0.8 میلی‌متر معمولاً بهترین گزینه برای شروع است.

3. آیا برای لحیم کاری حتما به روغن لحیم (فلاکس) جداگانه نیاز است؟ اکثر سیم‌های لحیم موجود در بازار دارای مغزی فلاکس (Rosin Core) هستند و برای کارهای عادی نیازی به فلاکس اضافی ندارند. اما برای لحیم‌کاری سطوح اکسید شده، کارهای تعمیراتی حساس یا در صورت استفاده از سیم لحیم توپر (Solid Core)، استفاده از مایع فلاکس یا خمیری جداگانه کیفیت کار را به شدت افزایش می‌دهد.

4. چرا قلع بدون سرب گران‌تر و کار با آن سخت‌تر است؟ قلع بدون سرب به دلیل نقطه ذوب بالاتر (حدود 220 درجه سانتی‌گراد) به هویه‌های قوی‌تری نیاز دارد و ریسک آسیب حرارتی به قطعات را افزایش می‌دهد. آلیاژهای آن نیز معمولاً حاوی نقره هستند که فلزی گران‌قیمت است. همچنین، ظاهر مات اتصال، بازرسی چشمی را دشوارتر می‌کند.

5. آیا سیم لحیم تاریخ انقضا دارد؟ سیم لحیم به خودی خود تاریخ انقضا ندارد، اما اگر در محیط مرطوب و نامناسب نگهداری شود، سطح آن اکسید شده و کیفیت لحیم‌کاری را به شدت کاهش می‌دهد. بنابراین، باید در مکانی خشک نگهداری شود.

6. چگونه سیم لحیم آساهی اصل را از تقلبی تشخیص دهم؟ به کیفیت و شفافیت چاپ لیبل، صحت QR کد و خرید از فروشندگان معتبر توجه شود. نمونه‌های اصلی معمولاً سیم براق و نرمی دارند و در هنگام تست، به سرعت و نرمی ذوب می‌شوند.

7. برای تعمیر برد موبایل از چه قطر سیمی استفاده کنم؟ برای کارهای بسیار دقیق مانند تعمیر برد موبایل، استفاده از سیم‌های با قطر نازک مانند 0.3 یا 0.4 میلی‌متر برای کنترل کامل بر میزان لحیم ضروری است.

نتیجه‌گیری: جمع‌بندی نهایی برای یک خرید هوشمندانه

انتخاب و خرید قلع لحیم کاری، تصمیمی است که به طور مستقیم بر کیفیت، دوام و قابلیت اطمینان هر پروژه الکترونیکی تأثیر می‌گذارد. همانطور که در این گزارش تشریح شد، یک خرید هوشمندانه نیازمند در نظر گرفتن مجموعه‌ای از عوامل کلیدی است: کاربرد مشخص می‌کند که به چه شکل فیزیکی از لحیم (سیم، خمیر یا شمش) نیاز است؛ الزامات ایمنی و زیست‌محیطی انتخاب بین آلیاژ سربی و بدون سرب را هدایت می‌کند؛ ظرافت کار قطر مناسب سیم را تعیین می‌کند؛ و در نهایت، اعتبار برند و کیفیت ساخت ضامن عملکرد صحیح و قابل پیش‌بینی محصول است.