Перед тем как что-либо припаять или облудить, надо обзавестись соответствующими материалами и инструментами. Основное, что нужно для пайки паяльником, это паяющий инструмент, олово и флюс.
Пайка — это процесс соединения элементов путем введения между ними припоя.
Кроме них понадобится подставка для паяльника и всевозможные держатели для деталей, которые подлежат пайке. Не обойтись и без плоскогубцев, бокорезов, ножа и рулетки.
Выбор приспособлений
Для защиты от пожара при пайке необходимо использовать подставку для паяльника.
Выбор приспособлений для удерживания деталей зависит от воображения и приобретенных навыков. Это могут быть всевозможные зажимы, пинцеты, тиски, которые призваны обеспечить нужное положение и неподвижность деталей. Подставка для паяльника предотвратит порчу стола, на котором работают, и других окружающих предметов от температуры. При пайке крупных конструкций понадобятся приспособления для нагрева деталей. Для регулировки температуры паяльника можно использовать светорегулятор — диммер.
Если предстоит делать паяльные работы регулярно, то лучшим вариантом будет использование паяльной станции. Такие станции оснащены устройством регулировки и поддержания температуры жала инструмента в заданных пределах. В комплектацию таких станций, как правило, входит большой набор вспомогательных приспособлений. Часто паяльщик попадает в такое положение, что ему не хватает рук. Существует приспособление «третья рука», позволяющее удобно расположить и закрепить соединяемые детали. Поролоновую губку используют для очистки наконечника.
Вернуться к оглавлению
Выбор паяльника
Паяльники бывают разнообразных конструкций в зависимости от мощности, температуры и способа разогрева. Этими же параметрами руководствуются в выборе паяльника в зависимости от объекта для пайки. По методу нагрева приборы бывают электрические, газовые, с разогревом от постороннего источника — паяльной лампы, костра, кузнечного горна. По мощности электрические паяльники варьируются от 12 до 250 Вт. Выбор делается в зависимости от целей работы: распайка микросхем, работа с тонкими или толстыми проводами и крупными металлическими предметами. Для безопасной пайки подойдут паяльники с напряжением для питания 12 или 36 В, но они потребуют применения переходного оборудования. Универсальным будет напряжение 220 В. Есть паяльники с автономным питанием. Зарядки аккумуляторов хватит на 2 часа работы.
Для удобства пайки применяются жала паяльников различной формы и размеров. В качестве материала для жала применяется кованая медь. Удобнее применять инструмент со сменными жалами и приспособленными для изменения длины жала. При пайке толстостенных деталей применяют молотковый паяльник. Таким паяльником восстанавливают радиаторы автомобилей
В некоторых паяльниках для разогрева применяется газ. Небольшая горелка встроена компактно с емкостью для газа, заправляемой так же, как обычная зажигалка. Такой паяльник можно применять автономно, как и аккумуляторный.
Помимо паяльника и вспомогательного инструмента не обойтись без припоя. Существует множество разновидностей припоя. Большинство припоев в своем составе имеет олово и свинец. Отличие припоев друг от друга в разной температуре плавления и твердости состава. Бывают разные конфигурации внешнего вида припоев. Удобнее всего использовать припой в виде проволоки или прутка. Существуют прутки припоя с флюсом внутри.
Флюсы необходимы для удаления загрязнений и окислов с поверхностей соединяемых деталей и расплавленного припоя. Флюс обеспечивает хорошую смачиваемость припоя и диффузное проникновение в структуру металла.
Одним из популярных флюсов является канифоль.
Это вещество входит в состав многих флюсов. Имея паяльник, припой и флюс, уже можно паять. Все дополнительное, что нужно для пайки, приобретается одновременно с опытом.
Искусство пайки нужно постигать постепенно. Начиная от спаивания проводов и переходя к печатным платам — каждый из способов имеет свои тонкости как в подборе расходников для пайки, так и в технике. Сегодня мы поделимся с читателями азами паяльного дела и базовыми навыками работы.
В чём суть пайки
В паяльном деле используется способность одних металлов в расплавленном состоянии эффективно растекаться по поверхности других под действием гравитации и умеренного поверхностного натяжения. Соединение пайкой неразъёмное: две соединяемые детали как бы обволакиваются слоем припоя и остаются неподвижными после его застывания.
Поскольку мы будем рассматривать пайку именно в контексте пайки металлов, то наиболее важными параметрами будут прочность механического и проводимость электрического соединения. В большинстве случаев это прямо пропорциональные величины и если две детали плотно схвачены, то и проводимость между ними тоже будет высокой. Однако припой имеет удельное сопротивление выше, чем даже у алюминия, поэтому его слой должен быть как можно более тонким, а укрывистость — максимально высокой.
Для того чтобы пайка была возможна в принципе, существует два условия. Первое и важнейшее — чистота деталей в месте спайки. Припой присоединяется к поверхности металла на атомном уровне и наличие даже малейшей оксидной плёнки или загрязнений сделает надёжное прилипание невозможным.
Второе условие — температура плавления припоя должна быть значительно ниже температуры спаиваемых деталей. Это кажется очевидным, но существуют припои с температурой плавления выше, чем у алюминия, к примеру. Кроме того, если реальная разница в температурах плавления недостаточно высока, при застывании припоя температурная усадка деталей может помешать нормальному формированию кристаллической решётки припоя.
Флюсы и припои — как правильно подобрать
По описанным выше причинам правильный выбор флюса и припоя — это практически половина успеха в паяльном деле. К счастью, имеются вполне универсальные марки, подходящие для большинства задач. Отрасль применения почти всех флюсов и припоев вполне доходчиво указывается на этикетках, но некоторые аспекты их применения всё же нужно знать.
Начнём с флюсов. Их применяют для протравливания деталей, снятия и растворения оксидной плёнки с дальнейшей защитой металла от коррозии. Пока поверхность покрыта флюсом, можно быть уверенным в её чистоте, как и в том, что расплавленное олово будет хорошо её смачивать и растекаться.
Флюсы различают по типу металлов и сплавов соединяемых деталей. В основном это смеси металлических солей, кислот и щелочей, активно вступающих в реакцию при нагреве паяльником . Ну а поскольку оксидных форм и загрязнений существует достаточно много, коктейль должен специально подбираться под конкретный тип металлов и сплавов.
Условно флюсы для пайки делятся на два типа. Активные флюсы создаются на основе неорганических кислот, в основном хлорной и соляной. Недостаток их в необходимости смывки сразу по завершении пайки, иначе остатки кислот вызывают довольно сильное корродирование соединения и сами по себе обладают достаточно высокой проводимостью, способной вызвать замыкание. Зато активными флюсами можно паять практически что угодно.
Второй тип флюсов создаётся, преимущественно, на основе канифоли, которая может использоваться и в чистом виде. Жидкий флюс гораздо удобнее в нанесении, в него также входят спирт и/или глицерин, полностью испаряющиеся при нагреве. Канифольные флюсы наименее эффективны при пайке стали, однако для цветных металлов и сплавов используют преимущественно их или другие соединения органической химии. Канифоль также требует смывки, ибо в долгосрочной перспективе она способствует корродированию и может становиться проводимой, набирая влагу из воздуха.
Жидкая и твёрдая канифоль
С припоями всё несколько проще. В основном для пайки используются свинцово-оловянные припои марки ПОС. Цифра после маркировки означает содержание олова в припое. Чем его больше, тем выше механическая прочность и электропроводность соединения и при этом ниже температура плавления припоя. Свинец используется для нормализации процесса застывания, без него олово может растрескаться или покрыться иглами.
Существуют специальные типы припоев, прежде всего — бессвинцовые (БП) и прочие нетоксичные, в них свинец заменён индием или цинком. Температура плавления у БП выше, чем у обычных, но соединение прочнее и более устойчиво к коррозии. Есть также легкоплавкие припои, растекающиеся уже при 90-110 ºС. К таким относятся сплавы Вуда и Розе, используют их для пайки компонентов, чувствительных к перегреву. Специальные припои находят главное применение при пайке радиоаппаратуры.
Мощность и виды паяльников
Главным отличием паяльного инструмента является тип источника его питания. Для обывателей наиболее знакомы сетевые паяльники, питающиеся от 220 В. Их используют главным образом для пайки проводов и более массивных деталей, ибо перегреть медный провод практически невозможно за исключением, разве что, оплавления изоляции.
Плюс сетевых паяльников в их высокой мощности. За счёт неё обеспечивается качественный и глубокий прогрев детали, плюс не требуется громоздкого блока питания для работы. Из недостатков можно выделить невысокое удобство работы: паяльник довольно тяжёлый, жало расположено далеко от ручки и для тонкой работы такой инструмент не годится.
Паяльные станции используют термоконтроль для поддержания стабильного уровня температуры. Такие паяльники не обладают значительной мощностью, обычно 40 Вт — это уже потолок. Однако для чувствительной к перегреву электроники и пайки мелких деталей этот инструмент подходит наилучшим образом.
Выбор жала и уход за ним
Жала для паяльников различают по форме и материалу. С формой всё просто: самым примитивным и в то же время универсальным является шиловидное жало. Возможны вариации в форме лопаточки, конуса с затуплённым концом, со скосом и прочие. Главная задача при выборе формы — добиться максимальной площади соприкосновения с конкретным типом спаиваемых деталей, чтобы нагрев был мощным и при этом непродолжительным.
По материалу почти все жала медные, однако бывают с покрытием и без него. Покрывают медные жала хромом и никелем для увеличения жаростойкости и устранения окисления поверхности меди. Жала с покрытием очень долговечные, но несколько хуже смачиваются припоем и требуют бережного отношения. Для их чистки используют латунную стружку и вискозные губки.
Жала без покрытия можно по праву отнести к расходникам для пайки. Такое жало при работе периодически покрывается слоем окислов и припой перестаёт к нему прилипать. Рабочую кромку нужно заново зачистить и залудить, поэтому при интенсивном использовании жало стачивается достаточно быстро. Для замедления обгорания жала его рекомендуется предварительно отковать, а затем обточить для придания нужной формы.
Пайка проводов
Провода паять наиболее просто. Концы жил окунаем в раствор флюса и проводим по ним паяльником, жало которого обильно смочено во флюсе. В процессе лужения излишки расплавленного припоя желательно стряхивать. После нанесения полуды из проводов формируют скрутку, а затем тщательно прогревают её с небольшим количеством припоя, заполняя свободное пространство между жилами.
Возможен и иной способ, когда перед скручиванием провода просто тщательно смачивают флюсом и паяют без предварительного лужения. Особенно такой метод популярен при пайке многопроволочных жил и проводков небольшого диаметра. Если флюс качественный, а паяльник обеспечивает достаточно сильный прогрев, даже скрутка из 3-4 «пушистых» жил по 1,5 мм 2 хорошо пропитается оловом и будет надёжно спаяна.
Обратите внимание, что в электромонтаже , то есть внутри распределительных коробок, паять проводку не принято. В первую очередь по причине неразъёмности соединения, плюс ко всему спайка обладает значительным переходным сопротивлением и всегда есть высокий риск её корродирования. Провода паяют исключительно при соединениях внутри электроприборов или для лужения концов многопроволочных жил перед их затяжкой винтовыми клеммами.
Работа с электронными компонентами
Пайка электроники — наиболее обширная и сложная тема, требующая опыта, навыков и специального оборудования. Однако заменить неисправный элемент на печатной плате сможет и дилетант даже при наличии одного лишь сетевого паяльника.
Выводные элементы (которые с ножками) паять проще всего. Они предварительно неподвижно фиксируются (пластилином, воском) выводами в отверстиях платы. Затем с обратной стороны паяльник плотно прижимается к хвосту для его прогрева, после чего в место спайки вводится проволочка припоя, содержащего флюс. Слишком много олова не нужно, достаточно чтобы оно затекло в лунку со всех сторон и образовало некое подобие вытянутого колпака.
Если выводной элемент болтается и его нужно придерживать руками, то место спайки сперва смачивается флюсом. Его нужно очень небольшое количество, здесь оптимально использовать флаконы от лака для ногтей, предварительно промытые ацетоном. Олово при такой технике пайки набирается на паяльник в небольшом количестве и его капелька аккуратно подносится к выводу элемента в 1-2 мм от поверхности платы. По ножке припой стекает, равномерно заполняя лунку, после чего паяльник можно убирать.
Очень важно, чтобы соединяемые детали оставались неподвижными до полного остывания припоя. Даже малейшее нарушение формы олова при кристаллизации приводит к так называемой холодной спайке — дроблению всей массы припоя на множество мелких кристаллов. Характерный признак такого явления — резкое помутнение припоя. Его нужно разогреть заново и дождаться равномерного остывания в полной неподвижности.
Некачественная, холодная пайка
Для поддержания олова в жидком состоянии, достаточно чтобы паяльник контактировал залуженной поверхностью жала с любой точкой увлажнённого участка. Если паяльник буквально прилипает к спаиваемым деталям, это свидетельствует о недостатке мощности для нагрева. Для пайки чувствительных к нагреву полупроводниковых элементов и микросхем обычный припой можно смешивать с легкоплавким.
Пайка массивных деталей
Наконец, кратко расскажем о пайке деталей с высокой теплоёмкостью, таких как кабельные муфты, баки или посуда. Требование к неподвижности соединения здесь наиболее важно, крупные детали предварительно соединяют струбцинами, мелкие — комками пластилина, перед пропайкой соединения его прихватывают точечно в нескольких местах и снимают скрепы.
Паяют массивные детали как обычно — сперва полуда на месте соединения, затем заполнение шва жидким припоем. Однако припой в этих целях используют специальный, обычно тугоплавкий и способный сохранять высокую герметичность, а также хорошо выдерживающий частичный нагрев.
При такой пайке крайне важно поддерживать детали хорошо прогретыми. Для этих целей паяльный шов непосредственно перед местом спаивания подогревают газовой горелкой , а вместо обычного электрического паяльника используют массивный медный топорик. Его также постоянно подогревают в пламени горелки, попутно смачивая припоем, а затем заполняют соединение, частично расплавляя предыдущий шов на несколько миллиметров.
Подобная техника пайки с подогревом может использоваться и при работе обычным паяльником, например, при спайке толстых жил кабеля. Жало в этом случае выступает лишь оперативным инструментом для тщательного распределения олова, а основным источником нагрева служит газовая горелка.
Мои отношения с радио- и микроэлектроникой можно описать прекрасным анекдотом про Льва Толстого, который любил играть на балалайке, но не умел. Порой пишет очередную главу Войны и Мира, а сам думает «тренди-бренди тренди-бренди...». После курсов электротехники и микроэлектроники в любимом МАИ, плюс бесконечные объяснения брата, которые я забываю практически сразу, в принципе, удается собирать несложные схемы и даже придумывать свои, благо сейчас, если неохота возиться с аналоговыми сигналами, усилениями, наводками и т.д. можно подыскать готовую микро-сборку и остаться в более-менее понятном мире цифровой микроэлектроники.
К делу. Сегодня речь пойдет о пайке. Знаю, что многих новичков, желающих поиграться с микроконтроллерами, это отпугивает. Но, во-первых, можно воспользоваться
Итак, мы почти уже у цели. Я так подробно все пишу, так как, честно, для меня это было прорыв. Как я случайно открыл, все, что нужно для пайки несложных компонент - это паяльник, самый обычный с жалом в виде шила:
И припой c флюсом внутри :
Все дело в процессе. Делать надо так:
- Деталь вставляется в плату и должна быть закреплена (у вас не будет второй руки, чтобы держать).
- В одну руку берется паяльник, в другую - проволочка припоя (удобно, если он в специальном диспенсере, как на картинке).
- Припой на паяльник брать НЕ НАДО .
- Касаетесь кончиком паяльника места пайки и греете его. Обычно, это секунды 3-4.
- Затем, не убирая паяльника, второй рукой касаетесь кончиком проволочки припоя с флюсом места пайки. В реальности, в этом месте соприкасаются сразу все три части: элемент пайки и его отверстие на плате, паяльник и припой. Через секунду происходит «пшшшшш», кончик проволочки припоя плавится (и из него вытекает немного флюса) и необходимое его количество переходит на место пайки. После секунды можно убирать паяльник с припоем и подуть.
Ясное дело, что время ожидания на каждой фазе требует хотя бы минимальной практики, но не более того. Уверен, что любой новичок по такой методике сам запаяет Maximite за час.
Напомню основные признаки хорошей пайки:
- Много припоя еще не значит качественного контакта. Капелька припоя на месте контакта должна закрывать его со всех сторон, не имея рытвин, но не быть чрезмерно огромной бульбой.
- По цвету пайка должна быть ближе к блестящей, а не к матовой.
- Если плата двухсторонняя, и отверстия неметаллизированные, надо пропаять по указанной технологии с обоих сторон.
Планарные элементы (конечно, не самые маленькие) даже проще для пайки в некотором роде, хотя для самодельных устройств уже придется травить плату, так как на макетной плате особого удобства от использования планарных элементов не будет.
Итак, небольшой, почти теоретический бонус про пайку планарных элементов. Это могут быть микросхемы, транзисторы, резисторы, емкости и т.д. Повторюсь, в домашних условиях есть объективные ограничения на размер элементов, которых можно запаять обычным паяльником. Ниже я приведу список того, что лично я паял обычным паяльником-шилом на 220В.
Для пайки планарного элемента уже не получится использовать припой на ходу, так как его может «сойти» слишком много, «залив» сразу несколько ножек. Поэтому надо предварительно в некотором роде залудить пятачки, куда планируется поставить компонент. Тут, увы, уже не обойтись без жидкого флюса (по крайне мене у меня не получилось).
Капаете немного жидкого флюса на пятачек (или пятачки), берете на паяльник совсем немного припоя (можно без флюса). Для планарных элементов припоя вообще надо очень мало. Затем легонько касаетесь концом паяльника каждого пятачка. На него должно сойти немного припоя. Больше чем надо, каждый пятачек «не возьмет».
Берете элемент пинцетом. Во-первых, так удобнее, во-вторых пинцет будет отводить тепло, что очень важно для планарных элементов. Пристраиваете элемент на место пайки, держа его пинцетом. Если это микросхема, то надо держать за ту ножку, которую паяете. Для микросхем теплоотвод особенно важен, поэтому можно использовать два пинцета. Одним держишь деталь, а второй прикрепляешь к паяемой ножке (есть такие пинцеты с зажимом, которые не надо держать руками). Второй рукой снова наносишь каплю жидкого флюса на место пайки (возможно немного попадет на микросхему), этой же рукой берешь паяльник и на секунду касаешься места пайки. Так как припой и флюс там уже есть, то паяемая ножка «погрузится» в припой, нанесенный на стадии лужения. Далее процедура повторяется для всех ног. Если надо, можно подкапывать жидкого флюса.
Когда будете покупать жидкий флюс, купите и жидкость для мытья плат. Увы, при жидком флюсе лучше плату помыть после пайки.
Сразу скажу, я ни разу не профессионал, и даже не продвинутый любитель в пайке. Все это я проделывал обычным паяльником. Профи имеют свои методы и оборудование.
Конечно, пайка планарного элемента требует куда большей сноровки. Но все равно вполне реально в домашних условиях. А если не паять микросхемы, а только простейшие элементы, то все еще упрощается. Микросхемы можно покупать уже впаянные в колодки или в виде готовых сборок.
Вот картинки того, что я лично успешно паял после небольшой тренировки.
Это самый простой вид корпусов. Такие можно ставить в колодки, которые по сложности пайки такие же. Эти элементарно паяются по первой инструкции.
Следующие два уже сложнее. Тут уже надо паять по второй инструкции с аккуратным теплоотводом и жидким флюсом.
Элементарные планарные компоненты, типа резисторов ниже, весьма просто паяются:
Но есть, конечно, предел. Вот это добро уже за пределами моих способностей.
Под занавес, пару дешевых, но очень полезных вещей, которые стоит купить в дополнение к паяльнику, припою, пинцету и кусачкам:
Успехов в пайке! Запах канифоли - это круто!
August 26th, 2010
Работа с паяльным оборудованием сопряжена с опасностью получить серьезные ожоги (например, паяльный фен разогревается до 700 градусов Цельсия). Во время работы необходимо соблюдать технику безопасности! За полученные травмы редакция ответственности не несет!
Извлеченная микросхема. На лапах еще полно припоя.
Любой, самый незначительный ремонт электронных устройств подразумевает наличие определенного навыка в технике пайки. Многие всерьез считают, что все можно отпаять и припаять обратно при помощи обычного паяльника, но это совсем не так! Для каждого девайса, в зависимости от его исполнения (под этим следует понимать наличие чувствительных к перегреву и пробоям паяльника элементов, размеры дорожек на печатной плате и т.д.), существуют свои разнообразные способы монтажа и демонтажа элементов. Способы и оборудование, подходящие для пайки блока питания, не подойдут для работы с материнской платой. В этом материале мы рассмотрим наиболее распространенные приспособления и методы их использования для пайки в домашних условиях.
Что и чем паяют
Существует несколько основных видов паяльного оборудования, применяющегося для пайки электрических схем. Это электрические паяльники, газовые паяльники и разнообразные устройства для пайки горячим воздухом (паяльные станции, паяльные фены).
Обычные электрические паяльники – самые универсальные: они используются практически при всех видах ремонта. Существует очень много разнообразных моделей таких паяльников. Они различаются мощностью, размерами и дополнительными возможностями, такими как автоматическая поддержка заданной температуры, возможность заземления и т.д.
Газовые паяльники применяются для пайки в тех местах, где невозможно использовать электрический паяльник (читай, нет розетки). Также они подойдут для пайки горячим воздухом, но в основном только для грубой разборки платы на запчасти. Для тонкой пайки, в роли паяльника горячим воздухом этот девайс не подходит, так как для этого необходимо самостоятельно делать дополнительные насадки и пламегасители.
Паяльные станции – одни из самых универсальных и крутых приспособлений для пайки, но в то же время это самые дорогие устройства. В самом простом варианте – это хорошо сконструированный низковольтный паяльник с вынесенным в отдельный блок регулятором температуры. Более продвинутые модели имеют различные дополнительные приспособления, например, возможность пайки горячим воздухом, но такие девайсы стоят очень недешево.
Паяльные фены используются исключительно для пайки горячим воздухом. Существует много их разновидностей, и они гораздо более доступны по цене, чем паяльные станции. Разные модели различаются диапазоном регулировок температуры воздуха и силы воздушного потока. Применяются фены для пайки микросхем и прочих элементов с большим количеством ножек.
Контакты микросхемы с нижней стороны платы.
Разогреваем контактную площадку жалом
паяльника и тут же убираем припой оловоотсосом.
Ножки микросхемы освобождены от
припоя.
Теперь микруху без усилий можно выковырнуть отверткой.
Так как мы не похожи на миллионеров, будем выбирать оборудование для пайки исходя, в первую очередь, из финансовых возможностей. Тему универсальных паяльных станций затрагивать не будем, так как среднестатистический радиолюбитель может только мечтать о такой вещи и тихо пускать слюни, рассматривая подобные девайсы, разложенные на витрине магазина. Мы же будем использовать для этого хорошие, но недорогие устройства, которые можешь себе позволить и ты. Для пайки мы будем применять электрический монтажный фен, газовый паяльник и обычный электрический паяльник с регулировкой температуры. Этого набора вполне достаточно для большинства потребностей радиолюбителя, хотя, нужно признать, этот набор не совсем универсален – некоторые вещи все же лучше делать с паяльной станцией.
Паяльные прибамбасы
Существует множество специальных примочек, призванных облегчить жизнь радиолюбителя. Их можно разделить на две категории: это разнообразные флюсы и механические приспособления .
Флюсы
Сначала разберемся, что такое флюс и зачем он вообще нужен. Основная задача флюса состоит в удалении пленки оксидов со спаиваемых контактов. В процессе пайки флюс также не дает окислиться скрепляемым поверхностям. Если попытаться спаять контакты без флюса вообще, пайка будет крайне непрочной, так как слой окислов не даст припою проникнуть в верхние слои спаиваемых поверхностей и, соответственно, «склеить» их. Существует огромное количество разнообразных флюсов, предназначенных для пайки. Они могут очень сильно различаться как по химическому составу, так и по назначению.
Для пайки радиолюбительских конструкций обычно применяют флюс, представляющий собой спиртовой раствор канифоли в различных пропорциях. Концентрация такого раствора зависит от вида спаиваемых поверхностей. Но подобный флюс подходит не всегда – в некоторых случаях он слишком «слабый», а кроме того, после пайки флюс необходимо смывать. Дело в том, что при монтаже микросхем типа BGA (чипсет на материнке, процессор видюхи и т.д.), MQFP (микросхема BIOS’а на современных матерях) и многих других смыть такой флюс из-под корпуса микросхемы после монтажа невозможно, поэтому для таких задач применяют специальные флюсы, имеющие очень сложный химический состав. Они характеризуются очень большим электрическим сопротивлением и не обладают коррозирующими свойствами, поэтому их можно не смывать вообще. Примеров, где для пайки различных элементов применяются разнообразные флюсы или различные вариации одних и тех же флюсов, достаточно много, но мы будем применять самый простой флюс, сделанный нами самостоятельно из 1 части канифоли и 5 частей медицинского (этилового) спирта.
Припои
Что такое припой, думаем, объяснять не надо. Как и флюсы, припои для пайки сильно различаются по своим характеристикам. Грубо говоря, припой состоит из сплава олова и свинца, но пропорции могут быть разными. Существует очень много марок припоев, которые различаются температурой плавления, плотностью, теплопроводностью, электрическим сопротивлением и некоторыми другими параметрами. Чем больше в припое свинца, тем больше температура его плавления. Ты можешь задать вопрос: «А не все ли равно, каким припоем паять? Зачем больше одного вида припоя?». На самом деле все очень просто. Приведем пример: как ты знаешь, все силовые элементы питания электронных устройств в процессе работы довольно сильно разогреваются. Если припаивать такие элементы припоем с низкой температурой плавления, пайка со временем может разрушиться, при этом нарушится электрический контакт, и прибор перестанет работать. Это довольно часто случалось с ламповыми телевизорами, так как рабочая температура электронных ламп очень высока, и без должной вентиляции контакты ламповых разъемов начинали плавиться (а то и кипеть!), что нередко заканчивалось возгоранием телевизора (о пожарах, вызванных ламповыми телеками, думаем, ты слышал). В то же время, не все элементы электронных устройств можно паять при высокой температуре, например, многие микросхемы могут не выдержать даже кратковременного разогрева до той температуры, при которой плавится припой с большим содержанием свинца, предназначенный для монтажа силовых элементов.
Есть еще некоторые причины существования большого количества марок припоев, например, несколько разных марок применяются при ступенчатой пайке, когда рядом стоящие на одной печатной плате элементы паяют разными припоями (в сторону уменьшения температуры плавления). Делается это для того, чтобы при монтаже одного элемента не зацепить уже припаянную деталь.
Пайка электрическим паяльником
Сегодня на рынке представлен огромный ассортимент разнообразных электропаяльников, причем разница в ценах и возможностях последних просто огромна. Самый дешевый паяльник стоит меньше ста рублей, самый дорогой – несколько десятков тысяч (паяльные станции). Дешевые паяльники покупать не стоит, так как они мало служат (буквально несколько месяцев), сильно перегреваются и быстро начинают «пробивать», то есть напряжение с нагревательного элемента начинает поступать на металлическую часть паяльника. При некоторых условиях все эти недостатки можно обойти, но намного проще купить пусть не фирменный, но достаточно качественный паяльник за 300 – 400 деревянных рублей.
Зачистим кончики двух проводов.
Самое больное место недорогих паяльников – это жало: у большинства недорогих паяльников установлены совершенно непригодные для тонкой работы образцы, поэтому при покупке паяльника нужно обязательно купить для него хорошее жало. Насколько хорошее, зависит от финансов. Если есть деньги, можно купить дорогое посеребренное жало, которое прослужит очень долго, если денег немного, лучше купить обычное, медное. При покупке обязательно проверь, подходит ли жало по диаметру.
Перед тем как начинать паять, новый паяльник надо к этому подготовить. Тут есть разные варианты, поэтому для начала нужно определиться, каким жалом тебе удобней паять: изогнутым или прямым. Если ты держишь в руках паяльник в первый раз, лучше паяй прямым. Далее, необходимо заточить жало паяльника. Натачивать его также можно по-разному. Тут тебе придется экспериментировать самому, искать тот вариант, который удобен именно тебе. Обычно, кончик жала натачивают наискосок.
Нанесем флюс.
Итак, будем считать, что жало установлено и наточено. Теперь нужно включить паяльник и дать ему прогреться несколько часов. При включении новый, ни разу не включавшийся паяльник может начать источать неприятный запах и даже дымить. Тут нет ничего страшного, просто при первом включении происходит пригорание слюдяного материала, в который завернут нагревательный элемент.
Теперь перейдем собственно к пайке. Как ты уже понял, суть пайки заключается в том, чтобы надежно скрепить две поверхности (контакты элементов) слоем припоя. Для начала рассмотрим самый простой вариант, спайку двух проводов. Очищенные от изоляции провода необходимо освободить от окислов (если они есть) и скрутить жгутом. Если слой окислов толстый, необходимо зачистить провода чем-нибудь острым, если нет – с ними справится флюс. Для спайки проводов не обязательно применять жидкий флюс – можно использовать обычную канифоль. Порядок такой: провода необходимо покрыть флюсом и залудить. Для этого нужно ткнуть кончиком жала в припой, чтобы на нем образовалась небольшая капля, затем «прижечь» паяльником канифоль и сразу же поднести жало к подготовленному участку провода. Далее аккуратно разводи припой по всей площади спаиваемой поверхности. Точно так же нужно поступить с другим проводом. После этого, совместив залуженные поверхности, нужно повторить операцию с паяльником. Если ты все сделал правильно, провода должны надежно спаяться.
Наберем на жало капельку припоя и проведем по облуживаемой поверхности.
Всегда старайся наносить на контакты как можно меньше припоя, если припоя будет слишком много, пайка получится неаккуратной, да и к тому же припой тоже имеет электрическое сопротивление, поэтому чем слой припоя меньше, тем лучше.
Не забывай, что припой застывает не мгновенно, поэтому после его нанесения спаиваемые поверхности нельзя шевелить где-то в течение 5 секунд.
При установке на печатную плату микросхем нужно помнить, что это чувствительный к перегреву элемент, таким образом, нужно либо организовывать охлаждение элемента в процессе пайки, либо припаивать по 2-3 ножки, позволяя микросхеме остыть.
В процессе пайки ни в коем случае нельзя перегревать элементы и печатную плату – элементы могут испортиться, а с печатной платы может облезть медный слой, так как он к ней попросту приклеен, а при перегреве клей закипает и сгорает.
Кончик провода равномерно покрыт
слоем припоя.
Теперь научимся припаивать элемент к печатной плате. Как и в первом случае, для этого сначала нужно подготовить поверхности, зачистить их и залудить. Для примера предположим, что мы припаиваем резистор. Зачищаем контактную площадку на печатной плате и ножки резистора, аккуратно залуживаем их и вставляем резистор в плату. Теперь покрываем место пайки флюсом (в данном случае лучше использовать жидкий флюс, так как он эффективнее, и легче смывается). Далее наносим на кончик жала припой и быстрым движением, чтобы не перегреть печатную плату, проводим жалом вокруг ножки. Такую операцию удобнее проводить с шилообразным жалом. Если все сделать правильно, получится аккуратная и прочная пайка. Данный способ подходит для всех элементов, монтирующихся на плате подобным образом.
Прислоняем кончики друг к другу и проводим жалом.
Далее рассмотрим способ пайки элементов, устанавливающихся на поверхности печатной платы, то есть без прохождения контактов сквозь нее (к примеру, так монтируются стабилизаторы питания на видеокарте). Такие элементы припаивать сложнее, так как зачастую приходится работать с контактами очень маленького диаметра. Для того чтобы справиться с ними, делают так: на жало паяльника накручивают медную проволоку подходящего сечения таким образом, чтобы получилось миниатюрное жало, которым можно без проблем припаять практически любые радиодетали. В остальном методика та же, что и в предыдущих случаях.
Пайка газовым паяльником
Газовый паяльник – далеко не самое оптимальное средство для пайки, но в некоторых случаях он незаменим. В настоящее время в специализированных магазинах имеется очень большой выбор паяльников данного вида. Как и в случае с электрическими устройствами, покупать самый дешевый девайс не стоит, ведь такой паяльник наверняка не будет иметь в комплекте никаких дополнительных насадок и отличаться высоким качеством, к тому же во всех дешевых паяльниках стоят низкокачественные клапаны, которые постоянно «травят».
Теперь рассмотрим возможности среднего представителя паяльников данного типа. Обычно такой девайс может работать как обыкновенный паяльник (со специальной насадкой), либо как газовая горелка. Безусловно, одной из самых полезных фич таких девайсов является независимость от электричества. Достаточно часто возникает нужда припаять что-либо в местах, где электрический паяльник просто некуда воткнуть, например, в машине или где-нибудь на крыше – подобных ситуаций может быть множество. Единственный крупный минус заключается в том, что газовый паяльник достаточно сильно коптит, поэтому выполнять какую-либо тонкую работу им невозможно. Другая, не менее полезная фича такого инструмента – это горелка. С ее помощью очень удобно разбирать на запчасти печатные платы. Например, если нужен разъем LPT или PCI-слот со старой матери, их можно снять буквально за пару минут. Большим недостатком газовых паяльников является отсутствие пламегасителя, то есть в процессе разборки с их помощью печатной платы ты нагреваешь ее открытым огнем. В таких условиях очень трудно контролировать нагрев платы, поэтому впаивать с таким девайсом мы бы ничего не стали – только выпаивать.
Для примера рассмотрим демонтаж с материнской платы COM и LPT портов. Наша цель – не погубив нужный нам разъем, извлечь его из платы. Для этого плату придется нагревать постепенно. Нужно интенсивно поводить паяльником по контактам разъема, следя за тем, чтобы пламя при нагреве не касалось печатной платы. Таким образом, через минуту плата разогреется и отдаст нам разъем в целости и сохранности.
Обращаться с газовым паяльником нужно очень аккуратно – если направишь струю пламени себе на руку или на одежду, ожог третьей степени гарантирован.
Пайка феном
Паяльный фен, в отличие от газового паяльника, штука универсальная – с его помощью можно не только разбирать (с еще большей скоростью), но и «собирать» печатные платы. Этот девайс лишен главного недостатка газового паяльника – он нагревает поверхность платы только горячим воздухом, не нанося ей повреждений. К тому же температура воздуха и сила воздушного потока у него легко регулируются, благодаря чему можно добиться подходящих условий пайки. К сожалению, фен штука недешевая, но свою стоимость он отрабатывает на все сто. Разборку плат при помощи фена можно осуществлять так же, как и газовым паяльником, с той лишь разницей, что нужно быть еще аккуратней, так как мощные фены в режиме максимальной мощности разогревают воздух до 700 градусов, поэтому, чтобы не искалечиться и не повредить плату и нужные детали, ни в коем случае не надо этот режим включать. В отличие от газовых собратьев, с помощью фена удобно припаивать элементы к плате. Фен незаменим в тех случаях, когда нужно припаять микросхему типа PLCC или BGA, что невозможно сделать обычным или газовым паяльником. Для примера снимем и поставим на место микросхему типа PLCC.
Жертва - горелая сетевуха.
Выпаиваем неисправный элемент (развязку на
внутреннюю и внешнюю сети).
Микросхема сползла с платы.
В результате нашей неосторожности фен сдул
пару мелких элементов.
Демонтаж микросхемы производим по тому же принципу, что и разъема в предыдущем примере, с той лишь разницей, что тут мы будем еще более аккуратны, дабы не перегреть микруху. Когда нужная область достаточно разогреется, микросхема просто стряхивается с платы.
Обратный процесс немного сложнее, ломать – не строить. Чтобы установить микросхему обратно, нужно сначала подготовить ее контактную площадку. Для этого нужно выровнять на контактных площадках слой припоя, убрать все замыкания между контактами и добиться равномерного присутствия припоя на всех ножках (при помощи обычного паяльника). Далее на контакты наносится жидкий флюс и ставится новая микросхема. Она центруется так, чтобы все ножки находись на своих площадках, потом крайние ножки микросхемы фиксируются на плате обычным паяльником (чтобы ее не сдуло потоком воздуха), и ножки прогреваются феном. Получается аккуратная и хорошая пайка, добиться которой при помощи обычного паяльника практически невозможно.
Также легко была выпаяна и эта микросхема с большим количеством мелких лапок.
При пайке феном необходимо подбирать насадки и мощность воздушного потока таким образом, чтобы воздействие производилось только на область пайки, иначе фен натуральным образом сдует другие мелкие планарные элементы, расположенные вокруг выпаиваемой микросхемы, и их придется устанавливать обратно.
Выводы
В этом материале мы рассказали тебе о базовых понятиях и способах пайки – это основа. Чтобы добиться хороших результатов в этом деле, нужно постоянно практиковаться и, главное, не бояться экспериментировать. Помни, всему, что касается пайки, ты можешь научиться сам, без посторонней помощи. Только не забывай, что осторожность – превыше всего, и не пренебрегай техникой безопасности.
Существует множество пластин для соединения радиодеталей, самая простая из них – печатная схема (плата). Для каждой радиодетали на пластине выделено место для пайки, которое называется контактной площадкой. Основная часть контактных площадок имеют отверстия, в которые устанавливаются электронные компоненты, таким образом происходит соединение радиодетали с печатной схемой. Так же на печатной схеме есть линии, соединяющие контактные площадки, эти линии называются дорожками.
Самый простой и универсальный метод пайки схем представляет собой соединение радиодеталей с помощью паяльника. Паяльное оборудование бывает электрическое и автономное. Электрические паяльники – самые простые инструменты для соединения деталей. Автономные паяльники – представляют собой портативное оборудование, которое работает на аккумуляторах, и являются серьезными конкурентами для своих электрических аналогов. Для бытовых нужд и мелких работ подойдут паяльники мощностью от 60 Вт.
Подготовка радиодеталей к пайке
Поверхность печатных схем и радиодеталей очищаются от жира, остатков смазки и грязи. Все электронные детали имеют контакты для пайки, их называют выводами. Используя пассатижи, сгибаются выводы радиодеталей под отверстия печатной схемы. Предварительно на выводы радиодеталей наносится флюс.
Далее радиодеталь (с соблюдением полярности) устанавливается в посадочное место. Чаще всего на поверхности схем есть пометки, которые указывают посадочное место детали. Например, место под резисторы обозначается буквой «R» и нумеруется «R1», «R2», « R3» - резистор номер один, два, три.
Процесс пайки печатных схем
Используя паяльное оборудование, следует запомнить два правила.
Первое правило: жало паяльника разогревается до температуры порядка 200 градусов, поэтому паяльник стоит держать только за пластиковую ручку.
Второе правило: жало окисляется из-за высокой температуры, оно быстро становится грязным, за счет продуктов окисления и плохо проводит тепло, поэтому его необходимо чистить перед пайкой каждого элемента. Для его очистки используют влажную губку. Как только оно станет серебряного цвета, можно приступать к работе.
Жало паяльника около секунды удерживается на контактной площадке и на выводе компонента, за это время все спаиваемые элементы прогреваются, затем под жало подается 1-2 мм припоя. Припой будет плавиться только в точке касания с паяльником. Крайне важно, после подачи припоя около секунды придержать жало на контактной площадке.ъ
Как только припой остынет, можно приступать к следующему компоненту. Следует учесть, что дым, который сопровождает процесс пайки, содержит вредные химические вещества, поэтому во время работы желательно аккуратно дуть на поверхность схемы, чтобы не вдыхать эти испарения. После того как все радиоэлементы запаяны торчащие выводы элементов удаляют острыми кусачками, для того чтобы они не контактировали с другими деталями и выводами.
Оценка качества работы
Пайка считается хорошей в том случае, когда припой полностью закрывает контактную площадку, образуя ровный бугорок, и равномерно обтекает вывод со всех сторон.
Дефекты пайки:
- Если, пайка получилась плоской, на контактной площадке имеется сквозное отверстие, это говорит о недостаточном количестве припоя, данный дефект устраняется перепайкой.
- Если, на контактной площадке образовалось наслоение припоя и задета соседняя дорожка, значит припоя слишком много. В этом случае следует прогреть место соединения и удалить излишки .
