Как паять платы или схемы: правила работы паяльником и паяльной станцией
alexxlab | 13.11.1984 | 0 | Разное
Как я спаял свою первую электронную схему
В прошлом посте я делился своими скромными успехами в электронике, которые на тот момент ограничивались сборкой электронных схем на макетной плате без какой-либо пайки. Теперь же я буду хвастаться тем, как осилил делать что-то паяльником. Как, пожалуй, и в любом деле, при наличии правильной методички, коей, напомню, в моем случае является книга Чарльза Платта «Электроника для начинающих», дело это оказалось не таким уж и сложным.
Перечислю инструменты, которые я использовал. Так как в стартер к книге они не входили, их пришлось дозаказывать:
- Паяльная станция ZD-99. Температуру можно регулировать от 150 до 450 градусов. В комплекте идет держатель для паяльника и губка для очистки жала. Губку смачиваете водой, хорошо выжимаете, кладете в специально отведенную ванночку, и прямо вытираете горячий паяльник в процессе пайки.
- Держатель печатной платы с лупой (a.k.a третья рука). Маст хэв, чтобы во время пайки ничего никуда не скользило.
- Бокорезы. Без них вы не откусите ножки припаянных элементов схемы. Кроме того, у меня неплохо получается снимать ими изоляцию с проводов.
- Пинцет. Потребность в нем возникает очень быстро. Без пинцета не обойтись, если вы хотите размещать элементы на плате достаточно плотно.
Дополнение: Паяльная станция ZD-99 вышла из строя спустя пару месяцев использования. Я заменил ее на станцию с феном ELEMENT 878D. Она исправно служит мне уже четвертый год. Вместо губки я стал использовать очиститель паяльных жал, который не нуждается в смачивании. Чтобы пайка получалась качественной, я всегда паяю с флюсом ЛТИ-120. Для снятия изоляции с проводов вместо бокорезов следует использовать специальный инструмент, стриппер. Для наших задач идеально подойдет стриппер на толщину провода от 20 до 30 AWG (0.25-0.80 мм).
Плюс к этому я купил припой ПОС 61 толщиной 0.8 мм с флюсом. Аналогичный припой включен в стартер, но мне показалось, что его там слишком мало.
Как будет показано дальше, также вам могут понадобиться ножницы по металлу. У меня они нашлись дома. Чтобы припой не капал на стол, я поставил третью руку на обыкновенный блокнот. Вроде, это все, что касается инструментов.Платт учит паять следующим образом. Берете два провода, спаиваете их крест-накрест. Если получилось, спаиваете два провода параллельно. Для изоляции используете термоусадочную трубку. Для нагрева термоусадочных трубок Платт советует купить промышленный фен. Однако я выяснил, что и обычный фен для волос вполне подходит. А если фена нет, трубку можно просто подержать над зажигалкой. Научившись паять провода, припаиваете провода блока питания к соединительным проводам, используемых на макетной плате. Больше не нужно соединять их «крокодилами». Удобно.
Касательно самой пайки. Просто соединяете в одной точке провода и жало паяльника. Несколько секунд греете провода (иначе к ним не прилипнет припой). Затем в ту же точку подносите припой. Вот и вся мудрость! Лично у меня все получилось с первого раза.
Важный момент об отводе тепла. Чтобы не перегреть элементы во время пайки, Платт советует одевать на ножки зажимы «крокодил». То есть, зажимы могут использоваться в качестве теплоотвода. Я пока как-то обхожусь без теплоотвода, но знать про такой прием полезно.
Итак, научившись работать с паяльником, мне захотелось спаять что-нибудь на плате, чтобы все было совсем как у взрослых. К сожалению, сделать мигающий светодиод при помощи программируемого однопереходного транзистора 2N6027, как описано у Платта, у меня не получилось. В книге приводится три немного различающиеся схемы. Я перепробовал их все. Пробовал менять сопротивление резисторов и емкость конденсаторов. Даже менять катод и анод местами на случай, если в моем однопереходном транзисторе они стоят не так, как у Платта. Так ничего и не заработало.
В итоге я пошел гуглить, как делаются мигающие светодиоды на обыкновенных биполярных NPN транзисторах. Оказывается, соответствующая схема называется мультивибратор и выглядит приблизительно так:
Исходник этой схемы для gschem можно скачать здесь. К сожалению, gschem не умеет рисовать соединения крест-накрест, поэтому в середине схемы я просто нарисовал две прямые линии. На картинке я на всякий случай подчеркнул, что в центре схемы соединения нет. Впрочем, это и так должно быть ясно по отсутствию жирной точки.
Напряжение в 5 вольт было выбрано, потому что мне хотелось, чтобы схема питалась от USB, а по USB-кабелю идут именно 5 вольт. Больше о USB-кабеле и проводах в нем можно прочитать здесь. Обратите внимание, что красный и черный провод
По приведенной схеме я спаял такое устройство:
Обратите внимание, что дорожки на плате находятся с обратной стороны. Таким образом, во время пайки компоненты схемы приходится располагать как бы вверх ногами по сравнению с тем, как они располагаются на макетной плате. Нужно быть очень внимательным, чтобы все ножки попали в нужные места, особенно это касается светодиодов, конденсаторов и транзисторов. Как мне объяснили, таким образом паяют, чтобы между ножками элементов и дорожками на плате не получался конденсатор. Чтобы обрезать плату, я использовал упомянутые в начале заметки ножницы по металлу. Интересно, что с этой схемой у меня все получалось с первого раза без особых проблем. Ну разве что у одного транзистора сломал ножку, пришлось его заменить.
А какие инструменты вы используете во время пайки, при какой температуре паяете, используете ли «крокодилов» для теплоотвода, чем обрезаете платы, травите платы сами или используете готовые, а также какую электронную схему вы паяли в первый раз?
Дополнение: Выше был описан так называемый выводной или сквозной монтаж (Through-Hole Technology, THT). Поверхностный монтаж (SMT, Surface-Mount Technology) отличается главным образом размером компонентов. Компоненты для поверхностного монтажа я паяю так. Залуживаю место пайки, затем подношу компонент и, придерживая пинцетом, припаиваю. Тут удобно использовать изогнутый пинцет. Но некоторые люди для поверхностного монтажа используют паяльную пасту и паяльный фен. Неплохая паяльная паста называется Mechanic XG-Z40, ее можно купить на eBay. Для ее нанесения требуется специальный пистолет. Его также можно найти на eBay по запросу «10ml manual syringe gun». Компоненты для поверхностного монтажа называются SMD, Surface-Mount Device. Они бывают разных размеров, из которых дома вы скорее всего будете использовать 1206, 0805 или 0603 — вряд ли мельче. SMT интересен тем, что позволяет разместить намного больше компонентов на той же площади, не требует наличия отверстий и потому позволяет использовать плату с обеих сторон.
Метки: Электроника.
Учимся как правильно паять паяльником.
Как правильно паять паяльником, рассмотрим типичные ошибкиСуществует 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
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 .
Для произведения пайки необходимы некоторые навыки, однако данный процесс не отличается особой сложностью. Именно поэтому многие интересуются тем, как правильно паять микросхемы. Воздействие температуры на различные конструкции из металла для их скрепления — наиболее действенная технология. Скрепление металлических заготовок с помощью локального увеличения температуры и наплавки более низкой температуры является пайкой. Подобный процесс больше всего схож с поверхностным соединением конструкций, которые расплавляются.
Паяльная станция позволяет установить температуру с точностью до 1°С.
Как подобрать паяльник?
Паяльник является устройством для пайки, которое способно излучать тепло. Подобные конструкции могут иметь мощность от 15 до 30 Вт. С их помощью можно паять заготовки различных плат и микросхем. Инструменты, которые имеют большую мощность, применяются исключительно для того, чтобы паять разъем XLR или повторно спаять соединение проводов большой толщины.
Для электротехника, который работает с оргтехникой, полезным приспособлением будет акустический паяльник. Подобное устройство отличается низкой емкостью тепла, малыми габаритами и отменной работоспособностью. Приспособление можно использовать для того, чтобы выполнить тонкую пайку (к примеру, сборку различных схем). В продаже можно найти и профессиональные паяльники больших размеров, которые в большинстве случаев используются для того, чтобы присоединить кабели для калибровки. С помощью подобных изделий можно выполнять также витражные работы.
Паяльник должен обязательно иметь штекер для заземления с тремя направляющими. Подобное устройство позволяет предотвращать рассеивание напряжения по пути прохождения тока в конструкции. Тепло будет образовываться за счет замыкания тока в наконечнике, который изготавливается из стальной проволоки. Для начинающего электротехника подходит устройство с диапазоном 15-30 Вт, однако следует учитывать тот факт, что устройства мощностью 15 Вт может быть недостаточно для закрепления даже обыкновенных аудиопроводов. Если планируется работать в автомобиле, рекомендуется приобрести конструкцию мощностью 40 Вт, которая способна охватить большие площади и обеспечить быстрое соединение. Для автомобилей в большинстве случаев приобретаются дополнительные насадки, которые позволяют облегчить процесс пайки.
Вернуться к оглавлению
Использование паяльной станции
Перед началом работ запомните правильное расположение микросхемы: ключ (обведен красным) должен располагаться возле скошенного угла квадрата.
Для того чтобы обеспечить автономность, понадобится использовать станцию для пайки. Подобная конструкция является устройством, в котором автомат присоединяется к источнику переменного тока. Данное приспособление может излучать мощность до 80 Вт. Для работы с конструкцией может понадобиться небольшой опыт, однако специалисты считают, что с таким устройством паять намного легче.
Основными преимуществами установок для пайки являются следующие:
- Есть возможность контролировать температуру с точностью до 1°С.
- Такое устройство способно паять даже сложные заготовки, которые изготавливаются из алюминия, нержавеющей стали, обыкновенной стали и других материалов.
- Конструкция позволяет паять кабель на несколько RCA.
- Конструкцию можно использовать большой период времени.
- Таким способом можно с легкостью из полипропилена и сложные микросхемы.
Для снятия микросхемы необходим флюс и фен с температурой 360 градусов.
Однако данная система имеет некоторые недостатки, среди которых существенными являются следующие:
- Высокая стоимость.
- Сложность в работе. В данном случае необходимо иметь опыт работы.
- Большой расход электроэнергии.
Приобретение паяльной станции следует рассматривать и в случае, если в планах паять приспособления от мобильного телефона.
Вернуться к оглавлению
Как подобрать подходящий припой?
Перед пайкой какой-либо заготовки понадобится правильно подобрать припой. Для работы с электроприборами может использоваться лишь несколько припоев.
Чтобы припаять контакты компьютерной платы или колонки, следует использовать канифоль. Данное вещество используется для пайки тонких соединений, проводов из меди, небольших контактов и т.д. Если канифоль применяется в электронике, то кислоты смогут устранить контакты на плате и повредить главные элементы микросхемы.
Для большей части электрических плат используется припой диаметром 0,5-1 мм. Детали большой толщины могут использоваться для соединения больших элементов. Пропаять схему небольших размеров такая деталь не сможет из-за своих больших размеров.
В процессе пайки припой будет нагреваться и излучать различные соединения. Подобные газы вредят человеческому здоровью.
Поэтому работать нужно в проветриваемом помещении.
Следует опасаться и воздействия раскаленного припоя, важно использовать средства для защиты: маски, перчатки и респираторы.
Вернуться к оглавлению
Как правильно паять паяльником: последовательность действий
Элементы, которые будут необходимы:
- паяльник;
- губка;
- вода;
- мыльный раствор;
- картон или бумага большой толщины;
- салфетка;
- изолента;
- проволока.
Новичку очень сложно, однако получить фундаментальные знания можно. Последовательность действий в данном случае будет следующей:
- Прежде всего выполняется лужение жала. Следует всегда очищать жало используемого инструмента. Лужение является процессом покрытия тонким слоем рабочего элемента паяльника. Данный процесс может помочь в тепловом обмене между обрабатываемым материалом и припоем.
- После этого производится разогрев. На данном этапе следует разогреть инструмент, после чего проверить равномерность нагрева припоя. Если этого не сделать, то инструмент может покрыться коррозией.
- Далее выполняется подготовка рабочего места. Губка смачивается в воде и помещается рядом с паяльником. Если припой будет растекаться, то следует подложить картон или бумагу большой толщины.
- Производится смазка. Припоем нужно тщательно промазать жало. Далее проверяется покрытие. Если есть излишки припоя, то его надо будет снять картоном.
- Верхняя часть покрывается припоем, проверяется сохранность основания. Наконечник используемого инструмента протирается тряпкой, чтобы удалить остатки флюса. Далее надо подготовить губку со специальным раствором. Все действия следует выполнять быстро, пока припой не высох.
Небольшую губку, припой, плоскогубцы или пинцет, бокорезы.
Включите паяльник в розетку и смочите губку водой. Когда паяльник нагреется и начнет плавить припой, покройте жало паяльника припоем, а затем протрите его о влажную губку. При этом не держите жало слишком долго в контакте с губкой, чтобы не переохладить его.
Протирая жало о губку, вы удаляете с него остатки старого припоя. И в процессе работы для поддержания жала паяльника в чистоте время от времени протирайте его о губку.
Перед пайкой спаиваемые места нужно залудить или использовать уже залуженные детали. Ручной пайке уже, наверное, сотни или тысячи и с тех пор почти ничего не изменилось в технологии, смола (канифоль) она была и тогда смола, а олово и свинец также не изменились.
Методика обучения пайке
Если вы никогда не паяли, предлагаем воспользоваться одной из двух методик, в основе которых, как в и любой другой методике, лежит практика.
Методика 1. Возьмите 300 мм голого провода диаметром 23 мм (или изолированного, с которого надо снять изоляцию) и разрежьте его на 12 одинаковых кусков длиной 25 мм, чтобы из них сделать куб, закрепив точки соединения посредством пайки. Допускается использовать только плоскогубцы с длинными губками, паяльник, припой, флюс. И никакого другого инструмента и приспособлений. Это должно научить вас держать конструкцию неподвижной во время ее охлаждения. После того как куб будет готов, дать ему остыть, а затем положить его на ладонь и сжать руку в кулак. Если хотя бы одно из соединений нарушится, надо проделать все еще раз, взяв новые куски проводов.
Методика 2. Нарезать куски медной проволоки длиной 30—50 мм и толщиной 2—3 мм. Обмотать освобожденный от изоляции монтажный провод вокруг этой проволоки (2 – 3 витка) и соединить его путем пайки. Инструмент тот же, что и выше. Это упражнение надо повторять до тех пор, пока не будут получаться аккуратные, блестящие, прочные соединения.
Основные правила пайки
При пайке надо соблюдать несколько правил, тогда и пайка будет получаться надежной и аккуратной. Лучше всего пользоваться припоями ПОС-61, ПОС-50, ПОС-40 и спирто-канифольными флюсами, необходимо прогреть место соединения до такой температуры, чтобы приложенный к нему припой мог расплавиться.
Припой должен расплавиться благодаря теплу, отдаваемому местом соединения, место соединения следует тщательно зачистить, место соединения должно быть неподвижным до тех пор, пока расплавленный припой не затвердеет, не перегревать места соединения, припоя не должно быть слишком мало, припоя не должно быть слишком много.
Частая ошибка заключается в том, что припой расплавляют паяльником в надежде на то, что он стечет с паяльника и прилипнет к месту соединения. Это грубая ошибка! Опыт многих практиков показывает, что качество пайки во многом определяется мастерством монтажника. У опытного монтажника: ниже давление паяльника на печатную плату при пайке, меньше перепаек элементов, меньше время пайки при заданной температуре паяльного наконечника (внутренние дефекты на печатных платах практически не появляются, если время пайки меньше 3 с). К паяемым деталям прикладываем жало паяльника всей лопаточкой, для эффективной теплопередачи. Пайка должна быть быстрой и качественной.
Не забываем про перегрев деталей. Не получилось с первого раза, даем радиодеталям остыть. Время прогрева подбираем экспериментальным путем — если слишком быстро, то деталь не прогреется и пайка получится плохая. Флюс наносим непосредственно перед пайкой, когда все приготовления деталей закончены, чтобы он не испарялся.
Хорошую пайку видно сразу, припой ложится тонким и ровным слоем, блестит. Нет наплывов, трещин и серых мест. Дополнительную крепость соединения придает предварительная .
Полезные советы и наблюдения
Пайка — это не наляпывание припоя, как смолы или цемента, на соединяемые детали. Это процесс всасывания припоя в микрозазоры за счет капиллярных явлений и адгезии (прилипания) припоя за счет поверхностных явлений. Все это электростатические силы, хотя это не привычная для вас электростатика, это силы межмолекулярного взаимодействия на близких расстояниях. И здесь нужно четко помнить, как работают явления смачивания и капиллярности.
Во-первых, если конец жала стряхнут от излишка припоя или вытерт о тряпку, то эта блестящая поверхность обладает сильным притяжением расплавленного припоя. Она может высосать его откуда. Это нужно, например, при отпайке элементов или исправлении пайки. Для удаления большего количества припоя применяется кусок экранирующей оплетки от кабеля. Существует паяльник с ложбинкой на конце, которая как ложка заполняется припоем при касании старой пайки, хотя сейчас принято применять вакуумный отсос.
Во-вторых, если вы возьмете на кончик жала мало припоя, то нечему будет всасываться в зазор между спаиваемыми деталями, и нечему будет окружать этот зазор по периметру.
В-третьих, если припоя много, то пайка будет в виде слишком большой капли и может замкнуть соседние контакты.
В-четвертых, если канифоли или флюса недостаточно на жале паяльника, а так же при недостаточной температуре, то пайка получается не блестящей, рыхлой и непрочной. То же получается при слишком высокой температуе, когда флюс исчезает раньше, чем сделает доброе дело.
В-пятых, если канифоли или флюса много в зазоре, то он там кипит и выплескивает припой в виде брызг на соседние контакты.
В-шестых, при нужном количестве припоя и нужной температуре паяльника (и не слишком большой массе спаиваемых деталей) припой аккуратно самостоятельно обтекает спаиваемые контакты и самостоятельно всасывается в микрозазоры между ними. То есть, форма и прочность пайки формируются сами, как нужно.
Помните, что две зачищенные хоть до зеркального блеска медные детали никогда не соединятся вместе (разве что вы их склепаете или сварите). При пайке они соединяются тонким слоем припоя, который всасывается между ними, только если они уже хорошо залужены (покрыты предварительно тонким слоем припоя).
В первый раз нужно выяснить, через какое время паяльник перегревается. Если через пять-десять минут после включения им уже невозможно паять (припой слетает, а кончик окисляется, — чернеет), то нужен электронный терморегулятор или хотя бы трансформатор с переключателем или плавной регулировкой.
Можно паять и перегревающимся паяльником без регулятора, но тогда его периодически нужно выключать. Но паяльник быстро остывает. В общем, не так просто поддерживать нужную температуру, поэтому этот метод применяется редко, не для качественных паек, а по необходимости.
Канифоль расходуют немного, а не суют в нее паяльник и не задымляют всю комнату. Пары канифоли не особо полезны, поэтому не паяют в комнатах без окон. Должна быть тяга, но не охлаждающая паяльник. Например, открытая форточка здорово задувает паяльник, поэтому не так просто обустроить себе удобное и безопасное рабочее место. Нужно проветривать после пайки или при долгой пайке.
Практически на 1 каплю припоя достаточно чуть коснуться канифоли, то есть она расходуется в 10 раз меньше, чем припой. Она нужна только для тонкой смазки поверхности двух контактов.
Некоторые зачищают провода паяльником или специальной электрической обжигалкой или зажигалкой. Фторопластовая изоляция не плавится паяльником, а при горении испускает белый дым с высоким содержанием фтора и фтористых соединений. Попадание этого дыма в глаза приведет к их химическому ожогу. Когда счищаете изоляцию кусачками, то провод зажимаете пинцетом одной рукой, а другой легко сжимаете кусачками (НЕ ДОСТАВАЯ ДО ЖИЛОК) и тянете изоляцию. Если кусачки острые, то изоляция легко слезает.
Нужно держать кусачки плоской частью, направленной от провода, чтобы срезаемая изоляция упиралась в эту плоскую часть, а не зажималась стороной, заточенной на угол. Нельзя сильно сжимать при этом кусачки, то есть они не должны ни в коем случае оставлять надрезы и вмятины на медных жилах.
Если при зачистке у вас оторвалось несколько жилок вместе с изоляцией или вы заметили вмятины от кусачек, то обрежьте провод и снова зачищайте конец. Особенно трудно пинцетом держать фторопластовый провод, так как последний всегда мылкий на ощупь. Пинцет с гладкими губками может не удержать провод. Пинцет с зубчатыми губками может повредить изоляцию или жилки. В данном случае желательно не использовать пинцет с тонкими кончиками, так как площадь зажима будет мала, и придется нажимать сильнее и может быть и это не поможет.
Если провод выскальзывает, то лучше накрутить его на кончик пинцета, чтобы увеличить площадь трения. В любом случае пинцет с широкими губками предпочтителен, как меньше травмирующий провод.
Дополнение.
От качества пайки зависит, будет ли работать конструкция, а если будет, то как? Ведь достаточно всего одной непропайки, чтобы замолчал целый приемник или усилитель. Прежде, чем приступать к сборке или ремонту печатных плат следует потренироваться «на кошках». В данном случае это будут старые печатные платы или отдельные проводники.
Паяльник ни в коем случае нельзя перегревать. Если нет паяльника с задатчиком температуры, то степень нагрева можно определить, коснувшись им кусочка канифоли: должен появиться легкий вьющийся дымок приятного соснового запаха. Припой должен плавиться достаточно легко, а на месте пайки растекаться, образуя блестящую контурную пайку.
Спаиваемые детали нужно удерживать плотно прижатыми друг к другу до полной кристаллизации припоя. Ни в коем случае, даже если очень спешите, не надо охлаждать пайку, обдувая ее воздухом изо рта или касаясь мокрым (слюнявым) пальцем. Пайка в этом случае получится рыхлой, ноздрястой как тесто.
Спаиваемые детали надо предварительно зачистить до металлического блеска и облудить, то есть нанести тонкий слой припоя. Особенно аккуратно и осторожно следует производить лужение печатных плат.
Зачищенную наждачной бумагой плату сначала надо промыть спиртом или ацетоном, а затем покрыть с помощью кисточки спирто-канифольным флюсом. После этого плату можно облудить паяльником, при этом припоя надо набирать не слишком много. Хорошие результаты можно получить, используя оплетку экранированного провода: пропитав ее припоем и флюсом сверху прижать паяльником и обойти все дорожки.
Перегрев паяльника можно определить опять же при касании куска канифоли. Канифоль в этом случае кипит с брызгами и извергает потоки дыма, который не вьется тонкой струйкой, а валит клубами. Перегретый паяльник быстро выгорает, жало становится черным, припой не плавится и растекается, а скатывается в шарики на поверхности платы. Дорожки платы, особенно тонкие, неминуемо отстают и выгорают, плата становится безнадежно испорченной.
Поэтому лучше всего пользоваться паяльником с регулятором температуры, и чем точнее будет поддерживаться заданная температура, тем лучше качество пайки. Простейшие регуляторы мощности на тиристоре, конечно, позволяют регулировать степень нагрева жала, но поддерживать ее не будут. Представьте себе, что припаиваете тонкий проводник к массивной детали. Например, к «земляному» проводу на печатной плате.
Паяльник, который только что паял прекрасно, сразу остывает и начинает размазывать припой по поверхности. Если же пользоваться терморегулятором, то остывший паяльник быстро разогреется до установленной температуры, причем тем быстрее, чем больше его мощность.
Пайка — технологический процесс соединения металлических деталей, существующий уже не одно тысячелетие. Изначально он использовался ювелирами для создания украшений. Ведь известная уже в те времена кузнечная сварка для ювелирного дела не годилась, а процесс пайки металлов при помощи легкоплавких сплавов‑припоев оказался как нельзя кстати. Золото паяли с помощью припоев серебряно‑медных, серебро — медно‑цинковыми, а для меди самым лучшим составом оказался сплав олова и свинца.
По прошествии времени, с развитием электротехники, а затем радиоэлектроники, пайка стала, и остаётся поныне, основным методом монтажа деталей для создания различных схем. Появились роботизированные конвейерные системы, автоматически, без участия ручного труда, выпускающие в час сотни печатных плат и узлов современной аппаратуры, основным методом сборки которых является пайка. Но старый добрый ручной паяльник не утратил своей актуальности и сегодня.
А он за долгие годы претерпел много изменений и усовершенствований.
- Начиналось все давным‑давно с массивных паяльников‑молотков, нагреваемых на огне или углях. Широко распространённые когда‑то бензиновые паяльные лампы даже имели сверху специальные держатели для нагревания этих молотков. Таким паяльником вполне можно было запаять прохудившийся чайник или самовар. А рыболовы‑любители, самостоятельно изготовлявшие себе всю оснастку в те времена, делали с их помощью блесны и мормышки, обеспечивавшие уловы не хуже современных воблеров и твистеров.
- В 20‑е годы XX в., когда началось повсеместное распространение радио‑ и электрооборудования, был изобретён паяльник электрический. Поначалу он тоже был похож на молоток, но затем пришёл к своей классической стержневой форме, в которой существует до сих пор.
- Классическая конструкция электропаяльника продержалась довольно долго. Она хороша для мощностей нагревателя в диапазоне 25~200 Вт. Но миниатюризация радиоэлектронной аппаратуры поставила перед этими приборами новые требования. Появилась потребность в инструментах небольшой мощности, быстро разогревающихся и позволяющих мгновенно регулировать температуру жала.
- Определённую популярность приобрели паяльники импульсные, в которых жало представляет собой часть цепи вторичной обмотки трансформатора, намотанной очень толстым проводом. Напряжение в такой обмотке очень мало, зато по ней протекает ток силой в несколько ампер, что и приводит к сильному нагреву.
- Более экзотичным вариантом являются паяльники индукционные, в которых разогрев ферритового термостержня осуществляется высокочастотными индукционными токами. Регулировка температуры в них происходит автоматически за счёт изменения магнитной проницаемости стержня при его нагреве до точки Кюри.
- Развитием первоначальной идеи нагрева горелкой паяльной лампы стали современные модели газовых паяльников. В них нагревание жала осуществляется газовой горелкой, расположенной прямо в корпусе трубчатого стержня. Газ поступает от заправляемого баллончика, находящегося в ручке.
Он представляет собой ручку из тепло‑ и электроизолирующего материала, через которую проходит электрический провод, соединённый с трубчатым нагревательным элементом, закреплённым на другом её конце. В трубчатый нагреватель вставляется стержень‑жало, с помощью которого, собственно, и производится пайка. В качестве нагревательного элемента традиционно используется нихромовая спираль, намотанная на слой асбестового изолятора. Жало — медный стержень, заточенный на конце соответствующим образом.
Поэтому в традиционном электропаяльнике инерционный нихромовый термоэлемент был заменён на керамический. В таких приборах полое с одного конца жало надевается на разогретый керамический стержень. За счет хорошего теплового контакта и малого теплового рассеяния, жало нагревается практически мгновенно, а измеритель температуры, находящийся от него в непосредственной близости, позволяет установить степень нагрева с высокой точностью.
Кроме того, эти модели паяльников значительно долговечнее обычных, что очень важно для конвейерной сборки радиоаппаратуры.
Выполнены они обычно в форме пистолета с тумблером‑курком, позволяющим включить прохождение тока на несколько секунд. Этого достаточно для выхода жала на рабочую температуру. Недостаток таких приборов — невозможность точной регулировки температуры тем не менее для бытового применения они достаточно удобны.
Они хороши для автономной работы в отсутствие электричества. Жало у таких паяльников легкосъёмное, при его извлечении, прибор превращается в миниатюрную газовую горелку, которой можно производить пайку высокотемпературными припоями.
Как уже говорилось выше, соединение деталей при пайке производится с помощью специальных сплавов металлов — припоев, которых существует великое множество, на все случаи жизни. Но в основном их можно поделить на два больших класса:
- Низкотемпературные или мягкие . Температура плавления менее 350°C. В свою очередь, делятся на несколько видов:
- Оловянно‑свинцовые . Цифра в их обозначении показывает процентное содержание олова: ПОС‑18 (температура плавления — 277°C), ПОС‑30 (256°C), ПОС‑40 (235°C), ПОС‑50 (222°C), ПОС‑61(190°C), ПОС‑90 (222°C). Для монтажа радиоэлектронных изделий наиболее широко применяется ПОС‑61, или его импортные аналоги, например, 60/40 Alloy. Для остальных применений, в том числе бытовых, не требующих очень высокого качества соединений, используется чаще всего ПОС‑30.
- Безоловянистые — свинцовые (327°C), свинцово‑серебряные (304°C).
- Легкоплавкие — сплавы Вуда (60,5°C), д’Арсэнваля (79,0°C), Розе (97,3°C).
- Специальные , например,для пайки алюминия — Авиа‑1 (200°C), Авиа‑2 (250°C).
Представлены несколькими классами:
- Медные (1083°C)
- Медно‑цинковые или латунные (830~870°C)
- Медно‑фосфористые (700~830°C)
- Серебряные (720~830°C)
Оловянно‑свинцовые припои наиболее широко используются во многих областях промышленности и быта. Они выпускаются в виде прутков или проволоки. Для применения в монтаже радиоэлектронных изделий используются трубчатые припои в виде проволоки с наполнителем‑флюсом в середине.
Флюсы представляют собой специальные составы, предназначенные для очистки и лужения поверхностей деталей, соединяемых пайкой. Лужение — процесс предварительного покрытия деталей припоем, облегчающее их окончательное соединение. Он является необходимым и рекомендуемым в технологии пайки, т. к. поверхности, покрытые слоями окислов и загрязнений не дадут надёжного соединения с припоем, а, значит, качественного результата паяного соединения. Для удаления таких окислов и загрязнений и применяются флюсы:
- Некислотные . Самым известным и, пожалуй, до сих пор одним из лучших флюсов была и остаётся обычная канифоль, или очищенная сосновая смола. Ее содержит и большинство специальных флюсов, выпускающихся для применения в радиоэлектронной промышленности. Для пайки электронных схем до сих пор не придумано ничего лучше. Именно канифоль содержится внутри пруткового припоя. Достоинство её в том, что после пайки она легко удаляется и не создаёт агрессивной среды, разрушительно действующей с течением времени на паяное соединение.
- Химически активные . Содержат кислоты, поэтому требуют тщательной промывки соединения после пайки. Большинство известных составов содержит хлористый цинк. Применяются в основном для соединения изделий из чёрных и цветных металлов.
Чтобы паять с канифолью можно использовать как в первоначальном виде, так и в спиртовом растворе. Из выпускаемых промышленностю составов она содержится в радиотехнических флюсах «ЛТИ‑120», «Канифоль‑гель» и др.
Из активных флюсов можно назвать Ф‑34А, ФСГЛ, «Глицерин‑гидразин» и др.
Вспомогательные материалы
Приступая к пайке радиодеталей, следует тщательно подготовить рабочее место. Оно должно быть хорошо освещено и иметь хорошую вентиляцию, т. к. при этой работе обычно выделяется достаточно много едкого дыма и газов.
Неплохо иметь в составе инструментов небольшие тиски, лупу с зажимом «третья рука», вакуумный отсос для припоя. Также нужно держать под рукой пинцет, шило, плоскогубцы или утконосы, кусачки‑бокорезы, мелкий напильник или надфиль, кусочки наждачной бумаги, ветошь и губку. Перед началом пайки следует удобно разложить на рабочем месте все инструменты, приспособления и реактивы.
Температура пайки
Температура пайки не должна превышать — 250°C, при пайке радиодеталей нагрев жала не должен подниматься выше 300°C. Паяльник без регулятора температуры может при длительной работе и скачках сетевого напряжения разогреваться до 400°C. Если в составе оборудования нет специальной паяльной станции, желательно для понижения температуры приобрести в магазине электротоваров обычный диммер, используемый для регулировки яркости света. Тем более что при повсеместном переходе на экономлампы, которые с ним не работают, спрос на него, а соответственно и цены снижаются.
У обычного, медного, без специального покрытия жала при пайке, особенно при завышенной температуре, окись меди, образующаяся на стержне, растворяется в смеси припоя и флюса. На рабочем его конце образуются выемки и раковины, из‑за которых как ещё более ускоряется его разрушение, так и ухудшается качество пайки.
Поэтому перед началом работы с паяльником и в её процессе их необходимо удалять. Для этого нужно зачистить рабочую часть жала напильником, придав ему необходимую форму: конуса, плоской отвёртки или скошенного среза.
Включив паяльник в сеть и дождавшись его разогрева, зачищенное до красного медного цвета жало необходимо залудить. Это не так трудно. Достаточно, окунув рабочий его конец в канифоль, расплавить небольшой кусочек припоя, положенный на подставку паяльника или на другую металлическую поверхность.
Затем в расплавленном припое потереть рабочими гранями жала по металлу подставки пока конец стержня не покроется ровным и равномерным слоем припоя. Паяльник должен быть достаточно хорошо разогрет, признаком чего служит легкое и быстрое размягчение, как канифоли, так и припоя.
Как только вы начинаете работать жало паяльника постепенно начинает обгорать, даже если вы всё делаете правильно. Об этом свидетельствует его почернение и покрытие окалиной, поэтому процесс чистки и лужения следует периодически повторять. Для того чтобы не снимать много меди напильником, можно в это время зачищать стержень, потерев его по кусочку наждачной бумаги, разложенной на столе, а потом повторно залудить.
Все это не касается специальных необгораемых стержней. Их нельзя зачищать напильником. Мало того, нужно их никелированный блестящий слой бережно охранять от повреждений и царапин. Тем не менее такие паяльники также необходимо залуживать при работе. А вот для них эта процедура не так проста и требует сноровки.
Для этого нужно их очистить от налёта, образующегося при высокой температуре, сильно потерев о специальную губку, или чуть влажный кусок махрового полотенца, а затем сразу же окунуть в канифоль и в её расплаве, потереть о жало прутком припоя.
Подготовка деталей к пайке
Для того чтобы качественно склеить две детали, нужно их смазать клеем, подождать немного, смазать снова, а затем крепко сжать. То же самое и в процессе пайки: для получения качественного соединения, детали следует сначала залудить — покрыть тонким слоем припоя. Этот процесс требует определённого опыта и знаний. Для каждого вида материала, соединяемого пайкой, существует своя технология.
Лужение — неотъемлемая часть процесса
Выводы большинства радиодеталей для облегчения их монтажа выходят с завода уже залуженными. Тем не менее перед началом установки на плату их следует снова покрыть слоем припоя. Зачищать снова уже не нужно, достаточно, взяв на жало паяльника каплю припоя, равномерно распределить ее по выводам деталей.
Для того чтобы качественно и правильно паять медные провода, следует начать с лужения без изоляции. Их следует предварительно зачистить наждачной бумагой, затем опустив в разогретую паяльником канифоль или, смазав спиртовым её раствором, покрыть расплавленным припоем.
Медный провод в эмалевой изоляции, необходимо предварительно зачистить, убрав покрытие наждачной бумагой или соскоблив лезвием ножа. Для тонких проводов сделать это не так просто. Их изоляцию можно обжечь в пламени горелки или зажигалки, но это значительно ухудшает прочность самого провода.
Можно воспользоваться проверенным способом: положить конец провода на таблетку отечественного аспирина (импортный чаще всего не годится) и прижав разогретым жалом паяльника протащить несколько раз по расплавленному препарату.
Надо сказать, что такая процедура буквально съедает жало паяльника. К тому же при этом выделяется очень едкий дым, вдохнув который можно обжечь дыхательные органы, так что прибегать к этому способу нужно в самом крайнем случае.
Для облуживания деталей из чёрных металлов, бронзы и других необходимо использовать активные флюсы. Для таких соединений не требуются легкоплавкие и высококачественные радиотехнические припои — можно воспользоваться и обычным, более дешёвым, ПОС‑30.
Тщательно зашкурив поверхности перед пайкой, нужно покрыть их флюсом, например, хлористым цинком, хорошо прогреть и качественно облудить места соединений. После этого, ещё раз прогрев вместе обе соединяемые поверхности, пропаять их, крепко прижав друг к другу, и затем зафиксировать до остывания припоя. Чем массивнее детали, тем мощнее нужен паяльник. Во время пайки нужно постараться их не сдвинуть, так как массивные детали долго держат температуру.
Алюминий следует паять специальными припоями с использованием специальных флюсов. Правда, набравшись немного опыта, можно соединить и обычным припоем. Но это проходит только для чистого металла, а многие алюминиевые сплавы очень трудно поддаются пайке.
Рассмотрим технику пайки паяльником подробнее
Радиодетали, подготовленные к пайке нужно вставить в отверстия платы, укоротить кусачками до нужной длины и, прогрев паяльником вместе с дорожкой печатной платы, поднести к ним пруток припоя, а когда капля его растечётся ровным слоем по месту пайки, убрать паяльник и дождаться остывания припоя, стараясь также в это время не сдвинуть детали с места.
Пайку миниатюрных транзисторов и микросхем следует производить особенно осторожно, стараясь не допускать их перегрева. При монтаже чипов лучше всего припаять сначала выводы питания и «земли», дождаться надёжного застывания припоя и только затем, прикасаясь паяльником и прутком припоя на долю секунды, распаять все остальные контакты. Предварительно можно смазать места пайки спиртовым раствором канифоли, это значительно повысит качество соединений.
Главные условия качественной пайки — хорошая зачистка и облуживание перед соединением, хороший прогрев во время него. Припой полуды в месте пайки должен быть полностью расплавлен на обеих деталях — это обеспечит надёжное соединение. Но при этом он не должен быть и перегрет. Мастерство хорошей пайки в том и заключается, чтобы найти тот оптимальный баланс, который обеспечит наивысшее качество работы.
Меры безопасности при пайке
О выделении едких газов при пайке уже было сказано. Место работы должно хорошо проветриваться и вентилироваться. Процесс пайки может сопровождаться брызгами раскалённого припоя и флюса, поэтому следует остерегаться ожогов, а особенно беречь глаза. Лучше всего использовать для этого защитные очки. Да и просто при нечаянном прикосновении открытыми частями тела к раскалённому инструменту можно получить сильный ожог.
Большинство электрических паяльников, кроме батарейных и низковольтных, действуют от сетевого напряжения, поэтому при работе с ними строго обязательно соблюдать все правила электробезопасности.
Не следует разбирать паяльник — потом, после сборки, существует опасность нарушения изоляции и пробоя высокого напряжения на его корпус, а это уже чрезвычайно опасно.
При работе необходимо также следить за проводом питания паяльника. Попадание его на раскалённое жало может вызвать повреждение изоляции провода и риск удара электрическим током. Также это может привести к короткому замыканию и к пожару.
Научитесь правильно работать с паяльником из этого видео
Самое интересное, что все разновидности паяльников, появлявшиеся за все время их существования, находят применение и сегодня.
Как соединить пайкой две массивные детали в полевых условиях, когда электричество недоступно, или нет подходящего по мощности электрического паяльника? Помочь сможет молотковый паяльник, нагретый на костре или с помощью паяльной лампы.
А пылящийся в кладовке старый 100‑Вт электропаяльник, непригодный для работы с современными электронными схемами, вполне справится с ремонтом латунных или бронзовых изделий или украшений.
Тому же, кто увлекается самостоятельным изготовлением ювелирных украшений, незаменимым помощником станет универсальный газовый паяльник‑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!
Как выпаять микросхему из платы паяльником в домашних условиях
Существует большое разнообразие инструментов для пайки, но не все из них универсальны. Для некоторых целей требуются специализированные устройства, которые обладают особой формой жала, принципом работы, температурным режимом и прочими характеристиками. Рассматривая, как паять микросхемы паяльником, стоит обратить внимание на то, каким инструментом производится данная операция.
Как выбрать паяльник
Прежде чем узнавать, как правильно припаять микросхему, стоит разобраться с моделью устройства. Здесь подходит инструмент, мощность которого будет находиться в пределах 15-30 Ватт. Этого вполне достаточно, чтобы припаивать детали схем и плат, при этом не навредив им. Для данного дела подойдет акустический паяльник, отличающийся компактностью и низким уровнем теплоемкости. Он оптимален и для сборки схем. Помимо этого встречаются еще промышленные модели, рассчитанные на более широкий круг операций.
Выбирая, каким паяльником паять микросхемы, необходимо остановиться на модели с 3-х направляющим заземляющим штекером. Техника с таким устройством позволяет избежать рассеивания во время протекания тока через прибор. Образование тепла производится за счет замыкания тока в наконечнике. Сейчас встречается достаточно моделей, которые могут предоставить нужный уровень качества работы и обладают требуемыми параметрами, так как количество маломощных аналогов увеличивается.
Паяльная станция
Это устройство оказывается сложным, и для его освоения требуется большой опыт работы. Есть несколько способов, как выпаять микросхему из платы паяльником такого рода, но за счет более высокой мощности здесь возникает вероятность навредить. В станции, как правило, автомат соединяется с источником переменного тока. Средняя мощность составляет около 80 Ватт. При освоении техники пайка с ней становится значительно легче. К преимуществам относятся:
- длительный срок эксплуатации;
- возможность точной регулировки температуры с относительно небольшой погрешностью;
- возможность распайки кабелей;
- пайка алюминия, нержавейки, стали и прочих сложных для соединения металлов;
- легко проводится пайка труб из пластика, что делает устройство более универсальным, чем сам паяльник.
Станция обладает широкой сферой применения, поэтому, например, задача «как выпаять микросхему из платы» и подобные ей не вызывают большого труда. Сложность в освоении и высокая стоимость ограничивают распространение устройства для других. В сравнении с обыкновенным паяльником здесь намного выше потребление электроэнергии.
Как подобрать подходящий припой и флюс
Рассматривая способы, как припаять провод к плате паяльником, или осуществить другую подобную операцию, нужно помнить о правильности выбора припоя. От этого зависит многое. Для пайки микросхем подходят далеко не все виды припоев. Стандартно используют канифоль, но если речь идет об очень тонких соединениях, которые присутствуют в микросхемах, то лучше применять кислоту. Канифоль может привести к разрушению контактов и основных узлов устройства.
Если вы рассчитываете, как припаять микросхему в домашних условиях, то оптимальным решением становится припой, в котором 60% олова, а остальное приходится на свинец и его примеси. Так работа контактов не затрудняется, а узлы схемы не портятся.
Как правильно паять паяльником: последовательность действий
Большинство видов пайки происходит по одной и той же технологии, за исключением некоторых отличий. Освоив элементарные операции, намного проще научиться последующим методикам.
Лужение жала. Перед началом работы всегда требуется очищать жало до новой операции. При лужении нужно покрыть его тонким слоем припоя, чтобы улучшить свойства во время пайки, в частности, повысить теплообмен между припоем и спаиваемым материалом.
Разогрев. Жало должно быть хорошо разогрето перед использованием. Его температура по всей поверхности должна быть равномерной. Лучше всего, если устройство будет с регулятором температуры, в ином случае, придется следить за тем, чтобы жало не перегрелось.
Смазка платы. Плату необходимо промазать кислотой, чтобы можно было нормально работать без остановки. Если получилось слишком большое количество расходного материала, то его стоит убрать.
Чистка насадки. Верхняя часть насадки покрывается флюсом, чтобы поверхность была полностью закрыта, при этом не было остатков. Лучше всего удалять их при помощи специальной губки или тряпки.
Как паять плату
Чтобы разобраться, как правильно паять микросхемы паяльником, следует освоить несколько вполне простых, но очень важных этапов:
- Подготовка поверхности. Чтобы обеспечить прочный контакт, поверхность должна быть тщательно очищена от всего постороннего. В ином случае, на месте соединения повышается сопротивление. Для обезжиривания платы подойдет мыльный раствор, который нужно нанести салфеткой. Если схема загрязнена твердыми отходами, требуется применять специальный состав или ацетон.
- Расположение. После того как схема будет очищена, на ней нужно будет правильно расположить контакты. Начало процесса следует вести с мелких плоских деталей, после чего переходить к более крупным, таким как транзисторы, конденсаторы и прочее. Это необходимо для сохранности чувствительности компонентов. Благодаря правильному подбору мощности, температурное воздействие не влияет на свойства платы, только если совсем не переусердствовать с нагревом.
- Нагрев. Припой следует нанести на самый конец жала, чтобы увеличить теплопроводность металла в рабочем участке. Чтобы нагреть соединение, включенный паяльник нужно упереть жалом в компоненты платы. Как правило, хватает 2-3 секунд для достижения нужного результата.
- Нанесение припоя. Когда свинец полностью разогрелся, можно приступать к нанесению материала. Паять следует аккуратно, при этом необходимо следить за участком разжижения, чтобы перейти дальше, чем это требуется.
После окончания пайки необходимо удалить все лишние остатки. Это нужно делать только после полного остывания.
Советы и хитрости
Имея опыт, как правильно выпаивать микросхемы феном, и в совершении прочих операций с платами, можно выделить определенные особенности, которые помогут улучшить качество процесса. Сюда стоит отнести:
- Необходимость держать наконечник в чистоте. Это позволяет сохранять свойства теплопроводности жала. Таким образом, нельзя запускать его состояние, чтобы пайка была качественной.
- После окончания пайки места соединения стоит перепроверить. Это делается визуально с помощью лупы, чтобы там не было трещин и отслоений.
- Чувствительные детали желательно ставить последними, а в первую очередь уделять внимание мелким соединениям.
Заключение
Есть масса способов, как без паяльника припаять провод к плате, или выпаять контакты со схемы с помощью подручных устройств. Они не отличаются высоким уровнем и надежностью. Лучше всего выбирать профессиональную технику, которая даст качественный и безопасный результат. Главное, чтобы паяльник обеспечивал тонкость работы с мелкими деталями.
Видео: Как выпаять микросхему тремя разными способами
Ремонтное пособие | Учимся паять платы
Начинаем, как правило с подготовки, с выбора инструментов, приборов и подручных средств.
Паяльник для ремонта плат
Выбор паяльника среди множества различных образцов, сравнительный анализ паяльных устройств.
Паяльник ЭПСН -25 – это то, что вы давно искали, ваш надёжный партнёр из советского прошлого. Всё советское надёжно и практически вечное… Даже паяльники, для ремонта плат управления кондиционеров, не изменили своему Сталинскому, советскому стандарту: паяльники с маркой Эпсн -25 — это настоящий знак качества.
Общее описание ЭПСН 25/24:
- Мощность 25 Вт /~220В;
- разогрев до 400°C за 7 мин.;
- вес — 110 г.
Нарастить, добавить, спаять провода между собой
Как правильно припаять провода между собой. При установке или ремонте сплит системы часто получается так, что не хватает куска провода питания или управления, как правильно добавить провод при помощи пайки вы увидите в этом коротком видео.
На первый взгляд ремонт платы управления кондиционера— это занятие, спаять два провода, ничего сложного, но эта мнимая на первый взгляд лёгкость требует навыков и мастерства.
Как правильно, выпаять и не повредить радио-элементы после демонтажа с печатной платы.
Проверка соединений и пайки. Лужение
При обнаружении неисправности — нерабочая плата управления кондиционером, не торопитесь списывать сплит систему в «утиль», но также не спешите делать выводы о неисправностях того или иного компонента печатной платы. Лужение — в помощ.
Для начало попробуйте, вооружившись увеличительным стеклом (лупа), просто пропаять контакты. залудить окисленные и повреждённые дорожки платы. Часто бывает, что при автоматической пайке плат управления на заводе-производителе используют в качестве припоя — без свинцовистую смесь + агрессивный флюс.
- Скажу Вам по-секрету, что такая пайка со временем рассыпается из-за хрупкости припоя, а агрессивный флюс — активно окисляет и разрушает токопроводящие элементы, дорожки платы.
Проверка пайки и состояния самой платы путём лужения контактов, — это то, с чего необходимо начинать ремонт платы управления.
Собираем на коленке блок питания.
Да, блок питания постоянного напряжения можно собрать и на коленке, для этого нам потребуется 4 диода, паяльник, припой, понижающий трансформатор и конденсатор.
Запасаемся старыми радиодеталями
Радиодетали в запасе или как правильно поменять необходимую деталь.
Плёночные резисторы, транзисторы и конденсаторы — являются практически вечными, не стареющими элементами печатных плат, поэтому, запасаемся ходовыми радиодеталями, аккуратно выпаиваем стандартные микросхемы с помощью медицинской иглы.
Пригодится всё, кроме старых электролитических конденсаторов, они как правило со временем высохли и применению не подлежат, ушла ёмкость.
Меняем китайскую микросхему
Как поменять микросхему (Китай) на наш, на русский аналог.
Замена микросхемы — весьма сложное и кропотливое дело. Типов микросхем бывает множество, от обыкновенных корпусно-кремниевых до микро-сборок с ножками как волоски. В данном видео-уроке показана замена микросхемы со снятыми с помощи образива и поэтому немного загнутыми концами.
Китайские товарищи любят именно так поставить русского мужика в «тупик», типо всё одноразово, только выбрасывать, но, восточный прямолинейный менталитет бесконечной хитрости ни как не может проникнуться в русскую смекалку и находчивость.
Делаем правку ножек микросхемы, меняем испорченную или бракованную китайскую запчасть. Хе.
Трансформатор на плате кондиционера.
.. Замена на аналогичныйВообще-то понижающие трансформаторы цепи блока питания выходят из строя довольно редко, т. к. срабатывает система защиты, или сгорает предохранитель, варистор, или, если трансформатор цепи управления — пробой стабилитрона, или по-цепи семистора.
Чаще всего меняют трансформатор — это когда транс.(не пидор), как таковой, исправен, но уж очень сильно гудит. У-у… Иногда этот гул нарастает, и… порой кажется что трясётся почти весь пластмассовый блок кондиционера.
Наиболее впечатлительным звук трансформатора не даёт уснуть, и, чел… встаёт утром с красными как после пьянки глазами, проклиная эту шумную прохладу.
Но, тут мы мастера, на помощ к Вам и придём. Это жж исправляется именно так. Видео-практикум по замене трансформатора внутреннего блока кондиционера смотреть тут.
DIY электронные наборы для обучения пайке
Привет, друг! Ты находишься на странице со ссылками на китайские электронные наборы для самостоятельной сборки. В набор входит печатная плата и электронные компоненты, которые нужно припаять на плату, и получится готовое устройство, которое можно применять в жизни! Схема пайки и некоторые характеристики собранных устройств есть на страницах товаров на самом Aliexpress. Эти наборы позволяют почувствовать себя настоящим электронщиком, собирающим уникальные вещи! Также эти наборы используются для обучения пайке, так что мешок таких наборов – лучший подарок подрастающему электронщику!
Небольшой лайфхак: если закупать модули у одного продавца (добавлять в корзину Aliexpress), то они придут одновременно одной большой посылкой! Это очень здорово и удобно.
ПОЛЕЗНЫЕ ШТУКИ
Всё для пайки
- Перейти
DIY паяльная станция
- AliExpress
- AliExpress
- Перейти
Аккумуляторы
- Перейти
Мультиметры
- Перейти
Осциллограф
- AliExpress
- AliExpress
- DIY набор
Магазин Your Cee
Простенькие часы с питанием от батарейки – таблетки. Придумать корпус, и получатся простенькие часы
- AliExpress
Трёхмерная ёлка с мигающими огнями. Создаёт новогоднее настроение!
- AliExpress
Бегающие огни
Компактная схема с бегающими по кругу светодиодными огнями. Можно засунуть под футболку, и получится косплей Тони Старка!
- AliExpress
- AliExpress
Светодиодное сердце
Большое разноцветное светодиодное сердце! Отличный подарок, если добавить корпус
- AliExpress
Плавный светодиод
Плавно загорающийся и гаснущий светодиод. Можно использовать как декоративный элемент подсветки
- AliExpress
Мигалка
Очередная мигалка на таймере 555, можно регулировать частоту вспышек. Отлично дополнит игрушечную пожарную или полицейскую машину!
- AliExpress
Часы с термометром
Интересные часы с отображением температуры
- AliExpress
Голосовое управление
Простенький модуль голосового управления (по хлопку, громкому звуку). Нужно добавить мосфет и реле для управления большими нагрузками
- AliExpress
Передача звука
Беспроводная передача звука через ИК канал, очень забавная штука. Можно сделать беспроводные наушники
- AliExpress
Металлодетектор
Простенький металлоискатель с пищалкой
- AliExpress
Индикатор громкости
Линейный светодиодный индикатор громкости аудио.
- AliExpress
Датчик приближения
ИК датчик приближения с реле. Дальность действия примерно от 1 до 30 сантиметров, чувствительность настраивается. Когда датчик видит препятствие, он замыкает реле. для управления нагрузкой
- AliExpress
ОСТАЛЬНЫЕ НАБОРЫ
Магазин e_goto
Датчик света
Подаёт напряжение на выход при низком уровне освещения. Использовать для умного автономного освещения, благо схема потребляет очень малый ток
- AliExpress
Ночник
Светодиодный ночник на 1 Ватт с автоматическим включением по датчику света. В комплекте идёт корпус, т.е. это полностью готовое для работы устройство
- AliExpress
Световое реле
Готовое световое реле (в отличие от прошлого варианта). Имеет настройку чувствительности. Требует питания 5 Вольт! Включается в цепь 220В и может включать/выключать лампу в зависимости от освещения
- AliExpress
Звуковой выключатель
Классическая схема “выключателя по хлопку”. От громкого звука загорается светодиод, который можно заменить например на транзистор и управлять нагрузкой постоянного тока, или пустить далее на реле, и рулить переменным током из розетки.
- AliExpress
Светящееся сердце
Сердце из двухцветных светодиодов, мигает и поёт. Добавить корпус, и получится отличный подарок
- AliExpress
Бегущие огни
Создаёт эффект бегущего огня, можно настроить скорость
- AliExpress
Передача звука
Беспроводная передача звука через ИК канал, очень забавная штука. Можно сделать беспроводные наушники
- AliExpress
Мигалка
Очередная мигалка на таймере 555, можно регулировать частоту вспышек. Отлично дополнит игрушечную пожарную или полицейскую машину!
- AliExpress
Радиомикрофон
Настоящая шпионская штука: радио жучок для прослушки! Сигнал принимается любым радиоприёмником!
- AliExpress
Радиоприёмник
Радиоприёмник с наушниками. В комплекте идёт корпус, т.е. это полностью готовое для работы устройство. Отлично подойдёт для жучка – радиомикрофона! =)
- AliExpress
Слуховой аппарат
Звук с микрофона усиливается и выводится на наушники, для которых тут предусмотрен стандартный 3.5мм аудио вход.
- AliExpress
Аудио усилитель
Хороший двухканальный усилитель 15W+15W с настройкой громкости
- AliExpress
Генератор импульсов
Генератор квадратных, треугольных и гармонических импульсов на таймере 555. Идеален для обучения и работы в паре с осциллографом, тоже собранным из кита :3
- AliExpress
Часы + термометр
Невероятно крутой набор! Часы с будильником и термометром, показания выводятся на дисплей + на круговой светодиодный индикатор, также есть пульт ДУ. Если добавить интересный корпус – получится мего крутая вещь!
- AliExpress
Светодиодные часы
Очень трудный и крутой. Чего только стоят 132 светодиода! В комплекте идёт стильный металлический корпус, предусмотрено питание от USB
- Синие
- Красные
Часы-лампа
Интересные цифровые часы, сделанные в стиле светодиодной лампочки. Под колпаком скрывается яркий красный LCD дисплей. Питание предусмотрено по USB.
- AliExpress
Простые часы
Компактные цифровые часы на 4 битном контроллере, есть функция будильника
- AliExpress
Индикатор звонка
Эта штука начинает моргать светодиодом, когда рядом звонит телефон
- AliExpress
Крутые часы
Набор для сборки цифровых часов на 6 битном контроллере. Имеет 3 кнопки и режимы: часы, будильник, таймер обратного отсчета, секундомер. Добавить корпус и источник питания, и получатся отличные часики!
- AliExpress
Музыкальная плата
Поёт одну из 16 мелодий. Можно использовать для музыкальных шкатулок и открыток!
- AliExpress
Анализатор спектра
Светодиодный анализатор спектра для визуализации воспроизводимой музыки. Имеет стандартный вход 3.5мм для аудио
- AliExpress
Светодиодная ваза с эффектами
- AliExpress
Радиоприёмник с дисплеем
- AliExpress
Звуковой модуль
Данный модуль может записывать и воспроизводить звуки
- AliExpress
ОСТАЛЬНЫЕ НАБОРЫ
Магазин BONATECH
Спиннер
Светодиодный спиннер с кучей эффектов
- AliExpress
Большие часы + корпус
- AliExpress
- AliExpress
Слуховой аппарат
- AliExpress
Блок питания
Регулируемый блок питания AC-DC, на выходе 1-11V 2A или 1-23V 1A
- AliExpress
Игральная кость
Электронная игральная кость, выводит случайное значение
- AliExpress
Полноценный проект с корпусом. Мини-игра, развивающая память
- AliExpress
что нужно для пайки, каким видом соединения является
Пайка пользуется большим спросом при сборке либо ремонте различного радио- и электротехнического оборудования, в т.ч. в бытовых условиях. Она обеспечивает надежное соединение проволоки и небольших деталей из меди, алюминия. Эту технологию используют для пайки электрических схем.
Содержание
- В чем суть пайки
- Что нужно для пайки
- Паяльник
- Припой
- Флюс
- Паяльные пасты
- Подставка для паяльника
- Оплетка для удаления припоя
- Выбор паяльника
- Мощность нагревателя
- Уход за жалом паяльника
- Выбор температуры пайки
- Рабочее место и дополнительные инструменты
- Пинцеты и лопатки
- Оптика и микроскопы
- Вентиляция помещения и правила безопасности
- Процесс пайки электропаяльником
- Подготовительные работы
- Выполнение пайки
- Способы пайки
- Отличия технологии при использовании флюса
- Чем отмывается флюс после пайки
- Как правильно паять провода
- Особенности пайки многожильных проводов
- Можно ли паять медный провод с алюминиевым
- Как чистить и консервировать жало
- Работа с электронными компонентами
- Как паять микросхемы
- Лужение самодельной платы
- Как паять SMD компоненты
- ИМС и чипы
- Микросхемы выпайка
- Пайка массивных деталей
- Как паять трубы
- Как паять алюминий
- Пайка свинца
- Как припаять светодиод
- Видео уроки как паять
- 4 признака качественной пайки
- Преимущества и недостатки пайки
- Важные советы
В чем суть пайки
Пайка является одним из неразъемных видов соединений. Процесс пайки заключается в предварительном расплавлении одного металла (припоя) с последующим его растеканием по поверхности соединяемых кромок металлических изделий (проводов, деталей микросхем и т.д.). После завершения процедуры (кристаллизации жидкого металла) образуется их неразъемное соединение.
Что нужно для пайки
Для организации паяльных работ нужен тепловой источник. А для их качественного выполнения требуется выполнение двух важных условий:
- абсолютная чистота поверхностей соединяемых деталей;
- применение припоя со значительно меньшей температурой плавления, чем соединяемого металла.
Инструменты, материалы для пайки:
- электропаяльник;
- припой;
- защитная подставка для оборудования;
- флюс;
- паяльные жала;
- дополнительные инструменты (лопатки, пинцеты, прочие).
Паяльник
В домашних условиях допускается паять паяльниками, которые предназначены для подсоединения к стандартной сети 220 В либо 12 В.
Паяльные устройства на 220 В оборудованы 3-х контактной вилкой, которая обеспечивает надежное заземление, на 12 В – плоской 2-х контактной вилкой. Бытовой паяльник имеет обычную пластиковую либо деревянную рукоятку, из которой выходит электрический кабель длиной около 1 м с вилкой для подсоединения к электропитанию.
Для пайки электронных микросхем к плате используют маломощные паяльные приспособления, рукоятка которых выполнена в форме пистолета из пластика и дополнительно оборудована курком-кнопкой для нагревания паяльного жала.
Припой
При соединении металлических проводов чаще всего выполняется пайка оловом со свинцом, но допускается добавка и прочих металлов. Припой может представлять собой отрезки проволоки разного диаметра либо иметь форму трубки, внутреннее пространство которой заполнено канифолью. По мнению специалистов, второй вариант наиболее удобный в эксплуатации.
Также припои бывают мягкими с температурой плавления до 450 ºС и твердыми – от 450 ºС. Для бытовых электропаяльников используют мягкие припои, так как твердые сплавы достаточно сложно расплавить маломощным инструментом.
Флюс
При пайке обязательно используют вспомогательный компонент – флюс, который обеспечивает:
- растворение окислов, которыми покрыты поверхности сплавляемых деталей;
- качественное сцепление припоя с металлическими поверхностями;
- равномерное растекание тонким слоем паяльного сплава на поверхностях соединяемых изделий.
Флюсом чаще всего выступает чистый канифоль либо разбавленный спиртом, глицерином.
Паяльные пасты
Спаять тонкие стальные элементы можно, используя паяльные пасты, содержащие флюс с припоем. Такие составы применяют для спайки элементов на труднодоступных участках.
Пасту наносят на запаиваемые поверхности, затем расплавляют жалом паяльника. Такой припой многие умельцы изготавливают самостоятельно в домашних условиях. Достаточно смешать жидкий флюс с опилками из олова.
Подставка для паяльника
Во время паяльных работ жало электропаяльника нагревается до значительных температур. Поэтому для инструмента обязательно нужна подставка. Для более мощных устройств на ней обустраивают 2 опоры – отдельно для корпуса и рукояти. В качестве основы подойдет обычный кусок фанерного листа.
Оплетка для удаления припоя
Вспомогательной оплеткой пользуются при демонтаже элементов платы в случае необходимости удаления паяльного сплава. Это тонкая плотная медная сетка, покрытая флюсом.
Оплетка работает по следующему принципу: под воздействием капиллярных сил расплавляется припой на плате, оплеточная сетка его впитывает в себя.
Выбор паяльника
Чтобы самостоятельно выполнить ремонт паяльника бытового применения рекомендуется приобретать простые аппараты с медным жалом. Такого инструмента вполне достаточно для пайки проводов, мелких радиодеталей, элементов микросхем.
Для выполнения профессиональной спайки крупных деталей не обойтись без стационарной паяльной станции, укомплектованной паяльником с феном, позволяющий более эффективно прогревать электронные платы, а также паять СМД элементы.
Мощность нагревателя
Зависимо от предполагаемых работ паяльные аппараты подбирают по мощности:
- 25-40 Вт – спайка тонкой стальной проволоки и мелких электронных деталей;
- 40-80 Вт – соединение металлических элементов толщиной до 1 мм;
- от 100 Вт – паяние изделий толщиной до 2 мм.
Пайку более толстых изделий, например кабелей, рекомендуется доверять профессиональным спайщикам с соответствующим опытом работы и наличием специального оборудования.
Уход за жалом паяльника
Паяльные жала изготавливают с наконечниками разной формы. Подбирая данный инструмент нужно учитывать параметры спаиваемых изделий. Чтобы разогрев соединяемых компонентов был быстрым и мощным, важно достичь максимальной площади соприкосновения жального наконечника с соединяемыми металлическими поверхностями.
Практически все паяльные жала изготавливают из меди без дополнительного покрытия.
В процессе работы на них формируется слой окислов, в результате к их поверхности перестает прилипать припой, рабочая кромка требует очистки и лужения. Соответственно с каждой такой зачисткой жало стачивается.
Есть специальные жала с никелевым и хромовым покрытием, которое предупреждает окисление медной поверхности и повышает жаростойкость металла.
Паяльные жала со специальным покрытием более долговечны от простых медных аналогов, но на них хуже удерживается припой, они требуют особого ухода. Для их очистки после выполнения паяльных работ применяют вискозную губку и латунную стружку.
Выбор температуры пайки
Паяльные работы предполагают достижения оптимального температурного режима:
- температура плавления спаиваемых металлов должна быть выше температуры плавления паяльного сплава на 60-80 ºС;
- температура плавления жала паяльника должна быть выше температуры плавления спаиваемых металлов на 10-20 ºС.
Обычные бытовые паяльные устройства для начинающих мастеров не оборудованы температурным датчиком. Поэтому оптимальная температура паяльника, когда при соприкосновении с жалом канифоль расплавляется и начинает бурно кипеть, шипеть, а образующиеся пары издают смолистый запах. Если расплавленный припой начинает трещать, наблюдается шлейф дыма, значит, жало паяльника перегрето.
Профессиональное паяльное оборудование имеет датчик температур, поэтому на нем сразу выставляют температуру нагревания на 70-110 ºС выше температуры плавления паяльного сплава.
Рабочее место и дополнительные инструменты
Основы пайки – это не только сам технологический процесс, используемое оборудование и расходные материалы. Для эффективного выполнения паяльных работ важно правильно подготовить рабочее место.
Для удобства спайки металлических изделий вполне подойдет обыкновенный деревянный стол. Чтобы не испортить его декоративную поверхность можно приобрести специальный термостойкий коврик из силикона либо вырезать из листовых пиломатериалов небольшую доску.
Рабочее помещение обязательно должно хорошо проветриваться. Освещение должно быть не менее 500 Люкс.
Пинцеты и лопатки
При самостоятельном выполнении паечных работ рекомендуется использовать вспомогательные инструменты: небольшие лопатки, пинцеты. Ими значительно проще перемещать, устанавливать в нужном положении на этапе спайки мелкие стальные детали.
Полезная статья: Разделка кромок под сварку
Оптика и микроскопы
В процессе паечных работ, чтобы правильно паять, также рекомендуется использовать оптику. Стандартная ручная лупа для такой работы не очень подходит. Лучше использовать микроскоп либо увеличительные стекла, неподвижно зафиксированные на штативе с подставкой.
Вентиляция помещения и правила безопасности
Помещение, в котором планируется выполнение паяльных работ, должно иметь хорошую вентиляцию. Лучше всего, если рабочее место будет оборудовано вытяжкой. Если такого помещения нет, тогда паять паяльным инструментом рекомендуется с перерывами через каждый час. Соответственно во время отдыха нужно тщательно проветривать помещение и выходить на свежий воздух.
Основные меры безопасности при выполнении паяльных работ:
- проверка исправности паяльной станции и электрического кабеля перед его подключением к электросети;
- раскаленное жало в перерывах между спайкой элементов конструкции не должно соприкасаться с другими инструментами, деталями и прочими предметами;
- в процессе пайки паяльником надо соблюдать безопасную дистанцию, чтобы раскаленный сплав не попал на кожный покров;
- в перерывах между спайкой деталей паяльник всегда нужно класть на подставку;
- брать инструмент можно исключительно за рукоятку;
- в процессе паяльных работ строго запрещено принимать пищу.
Не выполнение перечисленных требований чревато получением ожогов кожи, отравлением, поражением электротоком.
Процесс пайки электропаяльником
Технология пайки предполагает предварительный выбор паяльного устройства и жала зависимо от параметров деталей, подлежащих соединению, подготовки рабочего места, вспомогательных инструментов и расходных материалов.
Подготовительные работы
Самостоятельно научиться паять несложно. Достаточно изучить основы паяльного дела, рекомендации специалистов и первое время пользоваться пошаговой инструкцией. Опыт приходит с практикой.
Подготовка паяльника к работе заключается с очистки рабочей поверхности паяльного жала от нагарообразования и нанесения на него паяльного сплава. Но для очистки нагара запрещается использование острых режущих инструментов (ножей, лезвий и прочих).
Выполнение пайки
Непосредственно перед пайкой нужно подготовить соединяемые металлические поверхности. Для этого с контактных площадок убирают лаковые покрытия и любые загрязнения, а с проводки снимают изоляционный материал. Затем с металлических поверхностей снимают окисную пленку.
Способы пайки
Чтобы добиться качественного соединения элементов конструкции, их минимального сопротивления электротоку после спайки, важно полностью удалить с поверхности изделий оксидную пленку. Данную процедуру выполняют флюсом с кислотой и лужением.
Необходимые материалы для лужения проводов:
- нагретый паяльник;
- паечная проволока;
- канифоль.
Окончание провода паяльным жалом прижимают к канифоли, затем по мере прогревания несколько раз проворачивают по кругу до расплавления канифоли. Затем провод вынимают, проводят по нему жальным наконечником, обмазанным припоем. На проводе формируется тонкое оловянное покрытие.
Отличия технологии при использовании флюса
Данная технология значительно проще, но требует правильного выбора самого флюса. Принцип действия: просто кончик провода смазывают флюсовым составом.
Подбор флюса зависимо от спаиваемых металлов:
- Ц12, ЦА15, П250А – для спайки однотипных алюминиевых изделий;
- ПОС40(50,60) – для паечного соединения медных компонентов;
- ЛТИ120 – для соединения паяльником алюминиевой детали с медной.
Для плат запрещено использовать флюсовые составы на основе кислоты, только на водной либо спиртовой основе.
Чем отмывается флюс после пайки
По окончанию спайки деталей флюс отмывают зубной щеткой либо ватной палочкой, предварительно смоченной в специальном бензиновом растворителе «Калоша».
Полезная статья: Сварочный выпрямитель это
Как правильно паять провода
Основная цель – соединение двух элементов из металла (чаще проводов) легкоплавким паяльным сплавом. В результате запаянный участок проводки должен хорошо пропускать электроток с минимальным сопротивлением.
Перед пайкой соединяемые провода надо правильно скрутить.
Варианты скруток зависимо от предназначения проводки:
- простая – для одно-, многожильных проводов без изоляции;
- простая последовательная «британская» — для гибких электрокабелей сечением менее 1,4 мм2, которые не подвергаются механическим нагрузкам;
- желобковая – для проводов с легкоплавкой изоляцией из пластмассы;
- бандажная – для жестких одножильных проводов, через которые проходит электрический ток.
Как правильно делать скрутки смотрите на рисунке ниже:
Особенности пайки многожильных проводов
Многожильные электрические провода эксплуатируют в условиях регулярных механических воздействий. Пайка проводов осуществляется высокопрочным легкоплавким припоем. Предварительно выполняется британская скрутка соединяемой проводки (смотрите на рисунке ниже).
Можно ли паять медный провод с алюминиевым
Припаять провод алюминиевый к медному проводу очень трудно, место спайки сильно нагревается. В месте стыка образуются разные токи, так как алюминий с медью имеют разные удельные сопротивления. Подобные соединения чаще всего выполняют с помощью болта, шайбы и гайки.
Как чистить и консервировать жало
Каждый паяльщик обязан знать, как отпаять либо припаять отдельный элемент металлической конструкции, выпаять детали из электронной платы, как правильно чистить и хранить паяльный прибор.
Для чистки паяльного жала используют мягкую волокнистую либо пористую прокладку из натурального войлока. Также используют прокладки из поролона, если других нет, но этот материал может подгорать и налипать на паяльное жало.
Лучший метод очистки в 2 этапа. Сначала жало защищают губкой «путанкой», изготовленной из стальной ленты, затем прокладкой из войлока. После такой очистки разогретое жало, выключив паяльник из розетки, опускают в канифоль, удерживают, пока паяльный сплав не перестанет пузыриться. Далее жало вынимают, удерживают окончанием вниз, с его поверхности стекает лишняя канифоль. После полного остывания инструмент кладут в коробку, предназначенную для его хранения.
Работа с электронными компонентами
С помощью паяльных устройств осуществляется пайка SMD компонентов, ремонт электронной техники, делают микросхемы. Но это самая сложная технология, которая требует определенного опыта и навыка выполнения работ, в т.ч. применения специального оборудования для спайки металлических деталей.
Но просто запаять на плате неисправный элемент можно и без особых навыков с помощью стандартного паяльного приспособления, применяемого в быту.
Как паять микросхемы
Проще всего выполняется пайка микросхем с выводными деталями (с ножками). Их предварительно фиксируют воском либо пластилином в отверстиях платы с одной стороны, затем припаивают с другой стороны. По окончанию паечных мероприятий плату лакируют.
Лужение самодельной платы
Самостоятельная пайка плат предполагает выполнение такой процедуры, как лужение. Для этого с самодельной платы мягкой наждачкой убирают окислы, сформировавшиеся на медных дорожках. Для качественной пайки можно использовать даже обыкновенную канифоль.
Полезная статья: Ультразвуковой метод контроля
Как паять SMD компоненты
Для бытовой пайки SMD компонентов чаще всего используют фен. Для соединения нескольких десятков таких деталей паяльником понадобится очень много времени.
Технология пайки паяльным феном своими руками достаточно простая:
- на контакты платы наносят паяльную пасту;
- пинцетом размещают на плате СМД элементы;
- нагревают плату феном без паяльника, включив минимальную скорость воздушного потока.
Когда плата прогреется до нужной температуры, паста-припой расплавится, и за счет поверхностного эффекта все детали встанут на свои места.
ИМС и чипы
ИМС – интегральная микросхема либо чип отличается тонкой внутренней конструкцией и повышенной чувствительностью к перегреванию. Поэтому они требуют достаточно осторожной пайки с тщательным отводом тепловой энергии. Такая процедура под силу только опытному мастеру.
Микросхемы DIP с выводами через 2,51 мм паяют паяльными приспособлениями небольшой мощности. Выводы таких схем имеют заводское лужение. Поэтому для соединения компонентов достаточно нанести на кончик жала минимальное количество паяльного сплава ПОС-61 и коснуться им соединительной точки.
В качестве флюса в данном случае применяют ТАГС или канифоль на спиртовой основе.
Микросхемы выпайка
Пластина паяльщика содержит микросхемы, которые после выпайки согласно ТУ производителя нельзя использовать для повторной эксплуатации, так как существуют большие риски их перегрева.
Но опытные домашние паяльщики умудряются выпаивать детали из платы, обеспечивая отвод тепловой энергии нихромовой проволокой, которую прикладывают к выпаиваемым ножкам элементов. Но все равно риск повреждения микросхемы достаточно высокий.
Полезная статья: Сколько весит баллон кислорода
Пайка массивных деталей
При спаивании крупных металлических деталей одно из важных условий – их неподвижное соединение. Поэтому их предварительно фиксируют струбцинами, затем осуществляют точечную припайку в нескольких местах. Затем снимают крепления и полностью пропаивают участки соединения, швы заполняют жидким припоем.
Чтобы отремонтировать с помощью пайки массивные элементы применяют специальный тугоплавкий сплав, способный сохранять качественную герметичность, в т.ч. выдерживающий высокую температуру.
Как паять трубы
Для соединения медных труб применяют высокотемпературную технологию пайки. Припоем выступают твердые сплавы с активированной флюсовой пастой, которая не требует удаления излишков.
Существует 3 варианта пайки труб:
- флюс паяют с максимальной раздачей;
- с неполной раздачей и умеренным сжатием;
- в паечных фитингах – муфтах из бронзы, латуни либо меди.
Как паять алюминий
При паянии алюминиевых деталей используют бронзовое жало, флюс Ф61А, паечный состав «Авиа». Жало имеет специальные насечки в виде рисунка поверхности напильника. Этими насечками с алюминиевых деталей снимают оксидную пленку.
Если нет необходимости в прочном соединении элементов, их спайка выполняется с целью создания электрического контакта. Используют технологию спаивания алюминиевых деталей с предварительным омеднением.
Поверхность запаиваемого изделия обрабатывают медным купоросом, который тщательно растирают жесткой щеткой. А когда на поверхности детали появляется медное пятно, осуществляют лужение и непосредственно паяние изделий.
Полезная статья: Визуальный и измерительный контроль
Пайка свинца
Изделия из свинца с помощью паяльной станции соединяют в редких случаях. Чем можно заменить паяльник в таком случае. Чаще всего для этого используют газовое пламя. Горючим газом в данном случае выступает водород либо смесь ацетилена с воздухом (кислородом).
Перед пайкой свинцовые поверхности очищают механическим способом, соединительные участки смазывают жиром. Для предупреждения натекания паяльного сплава поверхности дополнительно обрабатывают сажей.
В качестве припоя для соединения деталей используют сплав олова со свинцом.
Как припаять светодиод
В состав светодиодной ленты с лампами входит медная подложка. Она обладает такой же теплоемкостью, как толстый кабель, и забирает тепловую энергию в процессе нагревания.
Перед тем как паять медные провода, залуживают контакты. Паечный сплав применяют в минимальном объеме. Паяльник держат ручкой из пластмассы от себя. Сначала к контакту прикладывают провод, затем сверху разогретое паяльное жало.
Пайка светодиодов осуществляется не более 1 секунды.
Видео уроки как паять
Как правильно паять паяльником разные детали, смотрите видео-уроки ниже:
youtube.com/embed/k40A1iczJW4?feature=oembed” frameborder=”0″ allow=”accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture” allowfullscreen=””/>
4 признака качественной пайки
Качество паечного соединения оценивают по следующим признакам:
- отсутствию на поверхности изделий излишков паяльного сплава;
- яркому блеску сформировавшегося металлического слоя после пайки;
- отсутствию оплавления, целостности изоляции;
- прочности соединения на разрыв.
Технология пайки металлических деталей является достаточно востребованной. Но несмотря на это она имеет свои плюсы и минусы.
Преимущества:
- надежность соединения;
- сохранение формы, размеров паяемых изделий;
- чистота соединительных швов, не требующих дополнительной обработки;
- сохранение структуры спаянных металлов.
Недостатки:
- невысокие прочностные показатели;
- низкая производительность;
- пониженная термостойкость.
Но стоит отметить, что такая технология соединения металлических элементов, заменяющая сварку, отличается низкой себестоимостью.
Важные советы
Перед тем как самостоятельно распаять либо спаять детали, стоит ознакомиться с некоторыми рекомендациями специалистов:
- Для облегчения паяльных работ рекомендуется использовать «третью руку». Это могут быть штативы, тески и прочие приспособления, с помощью которых припаиваемые компоненты друг к другу перед соединением фиксируют, обеспечивая их полную неподвижность.
- Для увеличения прочности соединения отдельных проводов нужно выполнять их предварительную скрутку между собой.
- Поверхности паяемых деталей рекомендуется прогревать не острием паяльного жала, а его боковой частью, которая обеспечит большую площадь контакта, соответственно лучшую отдачу тепловой энергии.
- Легче всего работать с трубчатыми припоями с флюсом внутри, в качестве которого выступает канифоль. Это позволит значительно сократить численность промежуточных этапов, предусмотренных технологией пайки, благодаря одновременной подаче на соединяемые металлические поверхности обоих паяльных сплавов.
Но, даже тщательно изучив технологию пайки металлов и рекомендации опытных спайщиков, чтобы начинающему мастеру научиться с нуля правильно и качественно спаять провода, различные мелкие детали, особенно микросхемы, нужна хорошая практика.
Поэтому прежде чем спаять важные детали, например, при самостоятельном выполнении ремонта бытового электронного оборудования, стоит учиться на любой ненужной плате от старой электротехники. Сначала стоит демонтировать отдельные элементы конструкции, затем их паять паяльником с канифолью, снова демонтировать и так повторять процедуры до полного автоматизма.
Как паять и отпаивать соединения
Перейти к основному содержанию- Навыки обратной пайки
- Редактировать
- Полный экран
- Опции
- История
- Скачать PDF
- Перевести
- Встроить это руководство
Избранное
Автор: Эндрю Букхолт (и 17 других участников)
- Избранное: 962
- Завершено: 382
Избранное руководство
Сложность
Трудно
Шаги
14
Требуемое время
Подскажите время??
Секции
1
- Как припаивать и отпаивать соединения 14 шагов
Флаги
1
- Навыки обратной пайки
- Полный экран
- Опции
- История
- Скачать PDF
- Править
- Перевести
- Встроить это руководство
Введение
Новые поколения многих электронных устройств имеют батареи, припаянные непосредственно к материнской плате. Это делает замену батареи гораздо более сложной задачей, чем более старые модели, которые используют разъемы для подключения батареи к материнской плате. Это руководство иллюстрирует различные уровни сложности пайки и обучает технике пайки трех типов соединений, обычно встречающихся в электронных гаджетах:
Этап 1: Начало — Крупные сквозные компоненты, такие как цилиндрические конденсаторы;
Этап 7: Промежуточный — небольшие сквозные компоненты, такие как выводы батареи и резисторы; и
Шаг 11: Дополнительно — небольшие компоненты для поверхностного монтажа.
Всегда выполняйте пайку в хорошо проветриваемом помещении. Если вы паяете чувствительную электронику, убедитесь, что вы работаете в среде, защищенной от электростатического разряда (электростатический разряд), и используете инструменты, безопасные для электростатического разряда.
Детали не указаны.
- org/HowToDirection”>
Для начала давайте припаяем большой компонент к печатной плате с помощью контактных площадок для припоя.
С двух контактных площадок уже удален конденсатор. Каждая площадка нагревалась, в то время как конденсатор был отодвинут от платы.
Обратите внимание, что отверстия для пайки полностью покрыты припоем. Открытие этих отверстий, чтобы можно было продеть провод конденсатора, значительно упростит установку.
Чтобы открыть отверстие, забитое припоем, нагрейте контактную площадку припоя жалом паяльника. Протолкните расплавленный припой с другой стороны скобой или швейной иглой.
В нашем случае мы решили использовать отмычку под прямым углом. Свинцовый припой не будет прилипать к стали, поэтому можно использовать практически любую тонкую сталь.
Для проталкивания инструмента через отверстие может потребоваться несколько раз нагрева подушки. Как правило, нагревайте припой ровно настолько, чтобы он расплавился, а затем удаляйте жало паяльника с контактной площадки. Чрезмерный нагрев может повредить электронные компоненты.
Редактировать
- org/HowToDirection”>
Когда инструмент полностью пройдет через отверстие, увеличьте отверстие, нагревая верхнюю сторону площадки для пайки, вдавливая инструмент.
Теперь оба отверстия для пайки должны быть достаточно открыты, чтобы можно было вставить оголенные выводы компонента.
Подготовьте компонент к пайке, удалив излишки припоя с контактов. Контакты должны быть достаточно чистыми, чтобы пройти через отверстия для припоя.
Проведите жалом паяльника по длине каждого контакта, чтобы стереть припой с компонента. Очищайте кончик утюга между движениями, протирая его влажной губкой.
Чрезмерный нагрев может повредить компоненты, поэтому не прикладывайте паяльник к компоненту на длительное время.
Редактировать
Вставьте контакты в отверстия, сделанные в площадках для пайки.
Для облегчения пайки слегка согните контакты, выступающие из отверстий, чтобы они держались на месте.
Редактировать
- org/HowToDirection”>
Для пайки каждого соединения:
Поместите жало паяльника на контактную площадку.
Наплавьте на контактную площадку ровно столько припоя, чтобы контактный провод конденсатора надежно удерживался на месте.
Удалите и припой, и жало паяльника из соединения, как только достаточное количество припоя расплавится на контактной площадке.
- org/HowToDirection”>
Далее мы рассмотрим умеренно сложный процесс пайки. В нашем случае мы будем припаивать очень тонкие и тонкие выводы к печатной плате с помощью маленьких контактных площадок.
Маленькие электронные компоненты, включая провода, не могут рассеивать тепло так же быстро, как более крупные компоненты. Это делает их очень восприимчивыми к перегреву. Обязательно нагревайте соединение достаточно долго, чтобы расплавить припой.
Выводы были удалены с контактных площадок для пайки путем нагревания стыка на верхней стороне платы при вытягивании выводов с помощью пинцета.
- org/HowToDirection”>
Обычно припой закрывает некоторые отверстия через контактные площадки на плате. Открытие этих отверстий значительно упрощает пайку.
Откройте отверстия через площадки для пайки, прижав выпрямленную скобу к блокировке, одновременно нагревая ту же площадку с другой стороны платы.
Инструмент из третьих рук (или друг) может сильно помочь в этой процедуре.
После очистки всех отверстий вставьте оголенные концы проводов с помощью пинцета.
Чтобы провода оставались на месте, может быть полезно сначала согнуть выводы батареи, придав им окончательную форму, а затем вставить зачищенные концы в отверстия.
Редактировать
Для пайки каждого соединения:
Поместите жало паяльника на контактную площадку.
Расплавьте достаточное количество припоя на площадке для пайки, чтобы контактные выводы прочно держались на месте.
Удалите и припой, и жало паяльника из соединения, как только достаточное количество припоя расплавится на контактной площадке.
Редактировать
В последнем разделе выводы батареи будут припаяны к контактным площадкам для поверхностного монтажа. Соединения такого типа труднее паять, потому что провод не имеет твердой точки крепления (например, сквозного отверстия), чтобы удерживать его на месте во время пайки.
Чтобы выпаять соединение, поместите фитиль припоя поверх имеющегося шарика припоя и нажмите на фитиль припоя паяльником.
Когда припой расплавится и попадет в фитиль, снимите фитиль с соединения.
Повторите ту же процедуру для остальных отведений.
Когда участок фитиля пропитается припоем, его следует обрезать и выбросить.
Редактировать
Мы рекомендуем очищать контактные площадки для поверхностного монтажа мягкой тканью, губкой или зубной щеткой и небольшим количеством медицинского спирта.
Чтобы наплавить небольшую каплю припоя на каждую контактную площадку:
Поместите жало паяльника на контактную площадку.
Расплавьте припой так, чтобы он образовал купол на верхней части контактной площадки.
Удалите и припой, и жало паяльника с площадки для пайки, как только припой расплавится на площадке.
Редактировать
- org/HowToDirection”>
Валик припоя должен иметь вид небольшого купола или полусферы. Если он плоский или неровный, просто поместите паяльник обратно на припой, чтобы снова расплавить его, а затем вытащите паяльник. Если это не сработает, может потребоваться немного больше припоя.
Чтобы припаять новые выводы к плате, поместите оголенный конец одного вывода на каплю припоя на соответствующей площадке для пайки.
Надавите жалом паяльника на шарик припоя, пока он не расплавится.
org/HowToDirection”>
Вставьте открытый конец провода в жидкий припой, пока он не окажется в центре шарика, затем выньте паяльник.
Продолжайте с другими соединениями таким же образом, обращая особое внимание на то, чтобы не спаять две контактные площадки вместе.
Редактировать
Редактировать
Редактировать
Редактировать
Редактировать
Редактировать
Редактировать
Почти готово!
Чтобы собрать устройство, следуйте этим инструкциям в обратном порядке.
Заключение
Чтобы собрать устройство, следуйте этим инструкциям в обратном порядке.
Отменить: я не завершил это руководство.
Это руководство заполнили еще 382 человека.
Автор
с 17 другими участниками
Значки: 47
+44 еще значка
Просмотр статистики:
За последние 24 часа: 181
За последние 7 дней: 1,337
Последние 30 дней: 5 800
Все время: 408 905
Наконечники для пайки печатных плат Step by Step для новичков
Традиционный старый тип припоя представляет собой смесь свинца (Pb) и олова (Sn). Этот тип припоя (60/40 — Pb/Sn) плавится при 200°C и обычно состоит из 60 процентов олова и 40 процентов свинца. Однако сегодня желателен бессвинцовый припой с точки зрения предотвращения токсичной среды. Бессвинцовый припой является более современным сплавом и по-прежнему содержит олово, но заменяет свинец нетоксичными металлами, такими как медь и серебро. Типичный бессвинцовый припой плавится при 220°C. Свинец ядовит при проглатывании, вдыхании или всасывании через кожу. В конечном итоге свинец может привести к повреждению мозга или смерти, поэтому используйте вентилятор для проветривания рабочего места и мойте руки после работы с припоем на основе свинца.
Рис. 1: Пайка сквозных компонентов на печатной плате. (Изображение: Эрик Арчер, CC BY-SA 2.0, через Wikimedia Commons.)Необходим приличный паяльник с контролем температуры . Убедитесь, что выбранный вами утюг имеет легко заменяемые насадки. Если вы новичок в пайке, рекомендуется использовать термостойкий силиконовый кабель, чтобы он не расплавился при прикосновении к горячему утюгу. Кроме того, вам понадобится подставка для пайки, влажная губка для очистки жала и припой. Оплетка припоя впитает излишки припоя в случае ошибки, а для «больших разливов припоя» есть ручной инструмент, называемый вакуумным демонтажным насосом или «отсосом для припоя», который всасывает излишки припоя.
Новички в пайке могут также захотеть использовать теплоотвод, так как тепло, выделяемое в процессе пайки, может повредить некоторые компоненты. Радиаторы облегчают некоторые проблемы, вызванные избыточным теплом, предотвращая чрезмерное повышение температуры таких компонентов, как герконы, транзисторы и интегральные микросхемы (ИС). Даже простой зажим типа «крокодил» предпочтительнее, чем ничего, так как он экономит кошелек и рассеивает тепло, поэтому вы можете нагревать дольше во время пайки и не повреждать компоненты. Чтобы использовать зажим, прикрепите его к выводу, который находится между корпусом компонента и предполагаемым паяным соединением.
Внутри припоя для электроники вы можете найти небольшое ядро флюса, которое улучшает текучесть припоя, но также вызывает коррозию. Флюс также является химическим очищающим средством.[1] По мере плавления припой очищает металлические поверхности. Припой может правильно растекаться по чистой металлической поверхности (т. е. не окисляться). Если окисление является проблемой, перед пайкой вы можете взять мелкозернистую наждачную бумагу и аккуратно стереть любой окисленный материал, чтобы соединения, выполненные с помощью припоя, были надежными. Окисленные покрытия возникают естественным образом и могут создавать барьер между припоем и выводами или проводами, который может мешать потоку электронов, действуя как изолятор. Однако припой доступен не только в электронике. Сантехники используют его, чтобы «сварить» трубы и арматуру вместе, а в витражах используется свинец, попавший между кусками стекла, соединения которых необходимо спаять, чтобы скрепить стекла. Припой для сантехники или витражей нельзя использовать для электроники.
Рис. 3. Припой для электроники имеет сердцевину из канифольного флюса, которая улучшает текучесть. Изображение: Кевин Хэдли (собственная работа) [CC-BY-SA-3.0], через Wikimedia Commons. Обратите внимание, что для электроники припой подходящего размера имеет диаметр около 1 мм и канифольную сердцевину. Сантехнический припой имеет кислотное ядро, а припой для витражей имеет твердое ядро диаметром 1/8 дюйма (~3 мм). Однако не используйте ни один из них для электроники.
Независимо от того, что вы паяете (сантехнику, витражи или электронику), не кладите паяльник ни на что, кроме подставки для паяльника. Можно сделать самодельную подставку, которая упирает наконечник в сторону от поверхностей, но паяльники могут вызвать серьезные ожоги, пожары и токсичные пары от горючих материалов.
Подготовка
Для очистки наконечника утюга можно использовать губку. Смочите губку на паяльной стойке и отожмите лишнюю воду, так как она должна быть влажной, а не мокрой. Если на вашей подставке нет губки, подойдет обычная губка из продуктового магазина. Не покупайте губку, пропитанную моющими средствами. Не приобретайте губку типа «волшебный ластик» с мелкопористой поверхностью. Вам нужно немного трения, чтобы стереть остатки мусора, которые образуются при пайке. Натуральные губки приемлемы, но неоправданно дороги и не подходят для протирания жала паяльника. Некуда положить губку? Вы можете намочить дешевую губку, сложить ее пополам и положить в банку из-под тунца или кошачьего корма краями вверх. Наконечник припоя будет хорошо очищать эти края.
Поместите паяльник на подставку и подождите от 30 секунд до нескольких минут (в зависимости от вашего утюга), пока он не нагреется до 400°C. Ваш паяльник достаточно горячий, когда немного припоя быстро расплавляется на жало, что вы все равно должны сделать перед запуском. Как только припой начинает плавиться, слегка лужение наконечника припоем способствует хорошей теплопередаче, когда вы начинаете пайку.
Пайка компонентов по порядку
Сначала начните с некоторой организации, разложив все ваши компоненты и пометив их. Организация может сделать процесс менее напряженным. Многие компоненты являются сквозными, что означает, что ножки компонентов будут проходить через отверстие на печатной плате.
Прежде чем приступить к пайке интегральных схем или других компонентов, которые также чувствительны к разряду статического электричества, обязательно заземлите себя и наденьте заземленный браслет, предназначенный для предотвращения накопления статического разряда. Это как носить ремень безопасности; никто не хочет этого делать, но ради безопасности это должно войти в привычку. Большинство интегральных схем никогда не демонстрируют повреждения, вызванные статическим разрядом, сразу же после этого. Тем не менее, производительность ИС, безусловно, может ухудшиться намного быстрее, если они будут уничтожены носящим носки, скользящим по ковру набивщиком печатных плат. если вы должен припаять микросхему без браслета, по крайней мере, заземлиться перед работой с микросхемами. (Грандиозность того, что статический разряд может сделать с чипами, очень похожа на то, что микробы могут сделать с людьми. Вы этого не видите, но это может нанести ущерб.)
Когда вы припаиваете компоненты к печатной плате, полезно начать с пайка в компонентах, которые меньше всего подвержены нагреву. Начните с пайки сокетов IC (пока не добавляя микросхему в сокет). Далее припаиваем резисторы. Следующими будут конденсаторы, начиная с конденсаторов менее 1 мкФ. Затем припаяйте любые конденсаторы на 1 мкФ или выше, которые, скорее всего, будут электролитическими конденсаторами (которые очень похожи на крошечную консервную банку).
Затем припаяйте диоды, затем светодиоды, затем транзисторы. Транзисторы более подвержены повреждению из-за избыточного тепла, поэтому, чтобы быть осторожным, закрепите радиатор (зажим типа «крокодил») на ножке транзистора рядом, но не касаясь корпуса, если это возможно. Затем добавьте провода, перемычки и любые другие компоненты. К настоящему времени плата может быть загромождена, но вы захотите разместить свои микросхемы в последнюю очередь. Установите микросхему на место, затем плотно и равномерно нажмите на нее. Обратите внимание, что некоторые микросхемы будут находиться в антистатической упаковке из-за чувствительности к статическому электричеству, и их следует оставлять в упаковке до тех пор, пока они не потребуются.
В процессе пайки
Держите паяльник за основание ручки, как карандаш, чтобы не обжечься острием. Паяльник должен соприкасаться с ножкой или выводом компонента и дорожкой на печатной плате. Затем удерживайте жало утюга на нужном соединении в течение нескольких секунд и нанесите немного припоя на наконечник припоя в том месте, где он соприкасается с соединением. Припой должен плавиться и плавно течь. Используйте столько припоя, чтобы образовалось крошечное соединение в форме вулкана. Затем удалите припой и прогладьте, удерживая вновь соединенные компоненты неподвижно в течение нескольких секунд, пока соединение не затвердеет. Шов должен быть конусообразным и блестящим. Если нет, разогрейте и добавьте больше припоя или отпайки и повторите попытку.
Демонтаж
Если вы не являетесь хорошо проверенным роботом, вам в какой-то момент потребуется удалить припой (демонтаж) соединения. Будь то изменение положения, удаление или добавление компонента, есть два способа выполнить эту работу.
Первый способ заключается в использовании оловоотсоса с насадкой для электростатического разряда (ЭСР). ESD защищает микросхемы, которые могут быть повреждены статическим электричеством. Для начала вы нажимаете на подпружиненный поршень до тех пор, пока он не зафиксируется, настраивая насос. Далее прикладываем железный наконечник и насадку к стыку и ждем несколько секунд, пока припой расплавится. Чтобы освободить поршень и всосать расплавленный припой, просто нажмите кнопку на насосе для удаления припоя. Удалите как можно больше припоя и повторите при необходимости. Наконец, не забывайте время от времени опорожнять насос, отвинчивая сопло и вытряхивая маленькие бесформенные шарики припоя в мусорное ведро. (Никогда не позволяйте детям или домашним животным есть красивые, блестящие маленькие шарики припоя. )
Другой способ распайки соединения — применение оплетки или фитиля припоя. Средство для удаления оплетки припоя работает как фитиль для расплавленного припоя; она стекает с сустава на оплетку.
Сначала приложите к стыку железный наконечник и конец медной оплетки. Затем, когда припой начнет плавиться, он будет стекать с места соединения на оплетку. Потом просто снимаем оплетку и потом пайку. (Если оплетка последняя, припой может быстро затвердеть и приклеить всю оплетку к стыку, который вы пытаетесь очистить.) Отрежьте и выбросьте покрытую припоем часть оплетки.
В большинстве случаев вы сможете легко снять провод или компонент после того, как он остынет. Если нет, снова приложите паяльник, чтобы расплавить оставшийся припой, осторожно потянув компонент, чтобы освободить его. (Будьте осторожны, чтобы не обжечься.)
Микросхемы больше не являются большими для легкой пайки
К сожалению, большие микросхемы PDIP, которые были широко распространены десять или два года назад, теперь очень трудно найти. Многие производители сейчас вообще не изготавливают свои чипы в упаковке PDIP, поскольку большая часть пайки выполняется машинами для заполнения печатных плат в больших объемах. Любая компания, которая все еще производит микросхемы в достаточно больших корпусах, чтобы их можно было легко припаять вручную, — святая. Никто не зарабатывает на больших упаковках, так как большая часть электроники должна быть как можно меньше, чтобы сэкономить деньги, особенно при больших тиражах. Тем не менее, не только любители должны создавать прототипы; каждый продукт начинается с дюжины или около того прототипов, которые используются для тестирования и настройки в реальных условиях перед запуском крупносерийного производства.
Примечание. В этой статье вкратце рассматриваются наиболее важные аспекты сквозной пайки. Тем не менее, на YouTube и многих других сайтах есть сотни руководств, демонстрирующих искусство пайки в видеороликах, которые невозможно охватить в одной статье. Одной из наиболее сложных задач пайки является пайка очень маленьких устройств с крошечными ножками/выводами/выводами, которые расположены очень близко друг к другу и располагаются на поверхности печатной платы, а не через отверстия в печатной плате, такие как устройства для поверхностного монтажа (SMD).
[1]https://en.wikipedia.org/wiki/Flux_(metallurgy)
Основы пайки печатных плат
Оборудование и материалы для пайки
Для пайки необходимы правильные инструменты и материалы. Качество этих используемых элементов, в свою очередь, будет определять качество конечного продукта, в котором будет использоваться паяемый компонент. Вам потребуются:
- Паяльник
- Проволока для припоя
- Флюс для припоя
Паяльник
Паяльник, также известный как паяльник, является наиболее важным оборудованием для пайки. Ручка, элемент и насадка (или наконечник) – это три основных компонента паяльника.
Паяльники имеют тот же нагревательный элемент, что и электронагреватели. Тепло вырабатывается, когда электричество проходит через элемент. Это нагревает кусок железа, который затем передает тепло паяльному соединению.
Вместо автономных паяльников в ремонтных мастерских, на заводах и в лабораториях используются паяльные и демонтажные паяльные станции. Эти системы обеспечивают большую эффективность и могут выполнять более сложные задачи, чем индивидуальное однофункциональное оборудование.
Проволока для припоя
Сплав, содержащий 60% олова и 40% свинца, является наиболее распространенной формой проволоки для припоя, используемой в производстве электроники. Он имеет температуру плавления 190 градусов Цельсия и затвердевает при охлаждении.
Этот сплав выпускается в форме проволоки различных размеров. Использование более тонких датчиков предпочтительнее более толстых. Припой калибра 18 или 22 подходит для общего применения.
Флюс для пайки
Другое вещество, известное как флюс, часто известное как паяльная паста, используется для облегчения процесса пайки.
Флюс удаляет оксидное покрытие с поверхности металлов, пригодных для пайки, и увеличивает смачивающую способность припоя.
В настоящее время паяльная проволока имеет флюс в центральной жиле. Температура плавления флюса ниже, чем у припоя. Это устраняет необходимость в отдельном потоке.
Для пайки требуется, среди прочего, паяльник, припой и флюс. Другие аксессуары для пайки включают в себя подставку для паяльного пистолета, резак, демонтажный насос и так далее.
Типы припоев
В настоящее время на рынке представлено так много различных типов припоев, что выбор подходящего для вашего проекта может оказаться сложной задачей. Существует 4 основных типа припоев:
- Припои из свинцового сплава
- Припои без содержания свинца
- Припои с флюсовым сердечником
- Припои из серебряного сплава
Припои из свинцового сплава
Революция в электронике началась со свинцового припоя. Комбинация 60/40 (олово/свинец) с температурой плавления 180-19.0 градусов Цельсия является наиболее распространенным.
Олово, часто известное как мягкий припой, выбирается из-за его более низкой температуры плавления, тогда как свинец используется для предотвращения образования оловянных усов. Прочность на растяжение и сдвиг улучшаются по мере увеличения содержания олова.
Бессвинцовые припои
Когда Европейский союз начал запрещать использование свинца в бытовой электронике, бессвинцовые припои стали популярными.
Усы олова можно уменьшить, применяя усовершенствованные процессы отжига, добавляя в смесь никель и применяя конформные покрытия.
Бессвинцовые припои имеют более высокую температуру плавления, чем традиционные припои.
Припой с флюсовым сердечником
Припой с флюсовым сердечником представляет собой проволоку, скрученную вокруг цилиндрического объекта. В его ядре находится восстановитель.
Флюс выделяется при пайке и устраняет образовавшийся на поверхности металла окисленный слой — в результате поверхность металла становится чистой и готовой к пайке. Флюс также улучшает смачивающие свойства припоя.
Канифоль используется в качестве флюса при пайке электрических компонентов, тогда как кислотные сердечники используются в качестве флюса для соединения металлов и трубопроводов.
Припои из серебряного сплава
Припои из серебряного сплава используются для высокотемпературных и высоконадежных соединений. Они могут быть как бессвинцовыми, так и на основе свинца.
Серебро добавлялось в припои из сплавов на основе свинца только в начале, чтобы избежать явления, известного как миграция серебра. Серебро из серебряного покрытия просачивается в припой. Когда этот припой наносится на металлы перед пайкой, соединения становятся хрупкими и легко ломаются.
Серебряные припои доступны в различных соотношениях серебра, свинца и других сплавов. Стоимость этих припоев определяется соотношением сплавов.
Типы методов пайки
Методы пайки можно разделить на 2 категории:
- Мягкая пайка
- Твердая пайка
Мягкая пайка
Мягкая пайка является обычным процессом для сантехники, а также электроники.
Этот метод пайки обычно используется для создания электрических соединений и приклеивания электронных компонентов к печатным платам. Однако прочность соединения, создаваемого этим методом, не так высока, как при пайке твердым припоем.
Эвтектический сплав олова и свинца используется для мягкого припоя металлов. Источником тепла обычно является электрический или газовый паяльник.
Мягкая пайка чаще всего используется для соединения разъемов с кабелями, установки перемычек на детали или печатные платы, пайки проводов от катушек трансформатора и ремонта.
Твердая пайка
Твердая пайка или серебряная пайка соединяет 2 куска металла (т. е. неблагородных металлов) вместе не путем непосредственного плавления припоя, а путем нагрева основных металлов до температуры, при которой припой, скрепляющий металлы, мгновенно плавится. При охлаждении образуется чрезвычайно плотное соединение – благодаря «капиллярному эффекту».
Температура, необходимая для плавления припоя, обычно серебра или латуни, выше, чем у мягкого припоя, и для этого требуется паяльная лампа. Этот метод используется для соединения деталей из латуни, меди, серебра или золота.
Пайка — это форма жесткой пайки.
Как паять печатную плату (пошаговое руководство)
Шаг 1: Подготовьте необходимое оборудование и материалы.- Паяльная станция или паяльник мощностью 20-40 Вт и подставка
- Припой 60/40 (предпочтительно калибр 22)
- Флюс для пайки
- Инструмент для загиба
- Влажная губка
- Стальная мочалка или мелкая наждачная бумага (для очистки соединений перед пайкой)
- Кусачки (или кусачки)
Также потребуется оплетка/фитиль для припоя или демонтажный насос для удаления расплавленного припоя.
Шаг 2: Включите паяльник и подождите, пока он нагреется. Шаг 3: Очистите наконечник припоя, протерев нагретый наконечник влажной губкой. Шаг 4: Залужите насадку, расплавив на ней немного припоя.Лужение способствует передаче тепла от жала припоя к соединению.
Шаг 5: Убедитесь, что медная площадка на печатной плате чистая, чтобы к ней прилипал припой.Если это не так, очистите стальной мочалкой.
Шаг 6: Припаяйте компонент к печатной плате.Чтобы припаять электронный компонент на место на печатной плате, поместите жало горячего паяльника как на медную площадку печатной платы, так и на вывод компонента, чтобы нагреть их. Припой, который соприкасается с ними, плавится и стекает в середину контактной площадки, заполняя зазор вокруг вывода. Когда закончите, удалите материал припоя, а затем наконечник. Пайка соединения занимает всего несколько секунд.
Шаг 7: После пайки компонентов отрежьте кусачками лишние выводы компонентов, так как контакт выводов друг с другом может вызвать короткое замыкание. Шаг 8: Удалите излишки флюса, нанесенного на печатную плату, с помощью очищающего химического вещества, например изопропанола.Советы по быстрой пайке
Вот несколько здравых советов, о которых иногда забывают даже ветераны пайки:
- Существует множество различных типов бит и припоев. Используйте правильные инструменты и материалы для работы.
- Чтобы обеспечить хорошее, прочное соединение, не перемещайте компонент и не прикасайтесь к припою до тех пор, пока припой не остынет или не охладите соединение воздухом. Припоя должно быть достаточное количество – не слишком мало и не слишком много.
- Соблюдайте осторожность при нагреве соединения. Перегрев может привести к повреждению электронного компонента или печатной платы. Чтобы уменьшить вероятность повреждения компонента, прикрепите металлический зажим типа «крокодил» к выводу компонента, чтобы уменьшить поток тепла от соединения к компоненту.
- Чтобы увеличить срок службы паяльного жала и обеспечить оптимальные рабочие характеристики, убедитесь, что наконечник надлежащим образом покрыт лужением для предотвращения окисления. Расплавленный припой плавно стекает по луженому наконечнику.
- Позаботьтесь о собственной безопасности. Работайте в хорошо проветриваемом помещении, так как пары припоя могут вызывать раздражение и даже быть вредными. Наденьте защитные очки, чтобы защитить глаза. Нагретый паяльник следует размещать на подходящем держателе и не оставлять без присмотра, чтобы предотвратить ожоги или даже возгорание.
Основы пайки печатных плат – Производство печатных плат и сборка печатных плат
Электронные схемы сделаны из печатных плат, компонентов, соединенных друг с другом осмысленным образом для функционирования в соответствии с проектными спецификациями.
Эти соединения между компонентами осуществляются проводкой или дорожками на печатной плате. Для схемы на Vero Board обычно используются многожильные и одножильные провода, которые припаяны к электронным компонентам в пакете сквозных отверстий для формирования электрического соединения. В печатных платах используется пайка сквозных компонентов и компонентов типа SMT с помощью контактных площадок, переходных отверстий и отверстий. Однако макетная плата не требует пайки, так как внутри есть все готовые электрические дорожки.
Пайка — это процесс создания электрического соединения между компонентами путем расплавления проволоки припоя путем нагревания и заливки этой расплавленной проволоки припоя на выводы/контакты компонента для образования соединения.
Инструменты, необходимые для пайки:Следующие инструменты необходимы для правильной сборки прототипа печатной платы
- Паяльник:
его наконечник/конец изготовлен из нагревательного элемента. Паяльник работает просто. Подключите к розетке AC220V/110V и начнет нагреваться. Когда вы почувствуете тепло и дым, нанесите припой на «лужение» наконечника.
Тиннинг:
Тиннинг.
Лужение медной проволоки производится таким образом, что медная проволока захватывает припой, не ломается и не изгибается, а также обеспечивает хорошее электрическое соединение.
- Присоска для припоя:
Присоска для припоя используется в процессе «демонтажа». При снятии компонентов с печатной платы или удалении любой ножки/клеммы компонента с печатной платы присоска для припоя удалит припой и освободит компонент для извлечения из печатной платы. Будьте осторожны при использовании присоски для пайки, потому что некоторые некачественные контактные площадки для отверстий на печатных платах слабые и могут вырваться из-за высокого вакуума присоски, что сделает отверстие бесполезным.
- Пинцет: 9 шт.0464
Пинцет можно использовать в качестве инструмента для удаления компонентов с платы Vero или печатной платы.
- Проволока для припоя:
На рынке доступно множество типов припоя. Бессвинцовый припой представляет собой комбинацию 96,3% олова, 0,7% меди и 3% серебра. Калибр № 21 составляет 0,032 дюйма в диаметре. Лучшая температура плавления для этого типа составляет 217 O C – 221 O C.
- Флюс для припоя:
Флюс очень важен в процессе пайки. Снижает окисление и используется для химической очистки металлических поверхностей перед и во время пайки. Флюс, используемый при пайке электронных схем, представляет собой в основном канифольный флюс или хлорид аммония. Флюс помогает улучшить процесс пайки и «смачивания». Флюс предотвращает образование шариков припоя, растворяя оксид с поверхности металлического соединения.
Смачивание — это сила сцепления между расплавленным припоем и сплошной медной проволокой, которая заставляет каплю расплавленного припоя растекаться по поверхности, образуя прочное электрическое соединение. С другой стороны, когезионная сила вызывает образование шариков припоя и препятствует контакту с поверхностью металла/меди.
- Паяльная станция:
Температуру паяльника можно контролировать с помощью «Регулятора», который имеет внутреннюю регулирующую электронную схему для управления величиной тока, протекающего через нагревательный элемент. Это возможно только в «Паяльных станциях». Существует множество производителей паяльных станций, таких как Weller QB и другие. Имеют «ручку управления», «тумблер», «блок индикации температуры» на передней панели и работают от сети переменного тока 220/110 В.
- Подставка для паяльника:
Подставка для паяльника — это место, куда вы можете положить паяльник, когда он не используется.
- Паяльник:
Паяльник представляет собой инструмент в форме пистолета, используемый для пайки. Он имеет триггер, при нажатии которого начинается пайка, а при отпускании — остановка.
- Стойка с зажимом для пайки / зажим для держателя печатной платы
Обычно очень трудно обращаться с припаиваемыми проводами. Таким образом, есть зажимные стойки с зажимами-крокодилами для удержания провода. У них также есть тиски для крепления печатных плат для облегчения пайки.
- Влажная ткань для очистки наконечника утюга
Это очень важно. Это влажная губка или ткань для регулярной очистки наконечника утюга.
Паяльные жала.- Если вы новичок, используйте самую тонкую проволоку для припоя 60/40
- Выберите жало паяльника соответствующего размера. Чем тоньше наконечник, тем меньше мощность и наоборот. Утюги мощностью 12 Вт, 40 Вт и 60 Вт имеют разное применение. Для точной пайки SMT используйте более тонкое жало, а для THT используйте железо с большим жалом.
- Типичная температура жала паяльника составляет от 330 O C до 350 O Дайте утюгу достичь этой температуры. Если железо не достигнет этой температуры, то получится холодная пайка. Холодная пайка возникает из-за недостаточного нагрева или движения соединения при охлаждении.
- Если паяльник включен, это повредит жало паяльника. Выключите его, когда он не используется.
- Пластиковая или деревянная сторона паяльника предназначена для удержания. Это крутая сторона и держи ее за руку.
- Сначала прикоснитесь утюгом к соединению/соединению/выводу, затем нанесите припой и распределите его. Обратите внимание на промокший припой.
- Слишком много припоя бесполезно. Для хорошего соединения достаточно подходящего припоя.
- Лужение перед соединением
- Регулярно проверяйте жало паяльника на предмет окисления или остаточного флюса. Это затрудняет процесс пайки. Попробуйте почистить влажной губкой.
- Во время охлаждения паяного соединения не двигаться.
- Потренируйтесь на обрезках плат перед тем, как приступить к работе с самой платой.
- Выберите место пайки с надлежащей вентиляцией воздуха.
- Носите маску, чтобы избежать вредного дыма припоя
- Будьте спокойны во время пайки. Старайтесь не трясти руку во время пайки.
Компоненты, чувствительные к температуре: Некоторые компоненты чувствительны к теплу и высокой температуре, длительное применение железа может повредить компоненты. Таким образом, чтобы избежать теплового удара или высокой температуры, можно закрепить надлежащие радиаторы в виде зажимов из листового металла для отвода избыточного тепла от печатной платы и компонентов.
Паяльная перемычка: Паяльная перемычка может образоваться из-за недостаточного количества паяльной маски на печатной плате. Паяный мост — это соединение между двумя точками на печатной плате, которые не должны были соединяться. Эта паяльная перемычка образуется случайно во время пайки компонентов печатной платы из-за неподходящей паяльной маски
Как добиться идеальной пайки
Идеальная пайка печатной платы — это просто! Это также очень редко. Чем можно объяснить это противоречие? Если идеальная пайка — это просто, зачем столько подкрасок и переделок? Ответ, конечно, заключается в том, что это легко, если вы знаете, как это сделать. И большая часть того, что нам говорят «эксперты» по пайке, неверна. «Промышленный стандарт» правил пайки гарантирует отказы и высокие затраты.
Удивительно, но хотя пайка печатных плат является основным процессом сборки электроники, мало кто знает, как надежно паять. Они часто умеют скрывать дефекты, но это совершенно другая и неприемлемая способность. Визуально приемлемые соединения не обязательно являются надежными соединениями.
Очень большие суммы времени и денег, которые индустрия сборки электроники тратит на обучение и сертификацию, по большей части являются пустой тратой ресурсов. Никто никогда не учился идеальной пайке, посещая курсы, соответствующие отраслевым стандартам.
В этой и последующих статьях будет рассказано, почему надежность пайки печатных плат так удручающа, как мы к этому пришли и какие действия необходимо предпринять.
Почему у нас (как правило) нет идеальной пайки печатных плат
Вот в чем проблема: Обучение фокусируется на желаемом внешнем виде припоя, а не на том, как достигается соединение. А «приемлемый» внешний вид может скрывать неудачи в ожидании. То, как было выполнено соединение, определяет не только надежность самого паяного соединения, но и то, были ли нанесены катастрофические повреждения припаиваемому компоненту.
При температуре паяльника припой будет прилипать к оксидам и загрязнениям, создавая визуально приемлемое соединение. Однако в соединении отсутствует интерметаллическая связь, а высокая температура разрушает связи внутри компонентов. Измененные связи изменяют электрические параметры и сокращают срок службы компонентов. Всего за несколько секунд неправильного применения паяльник может сократить срок службы компонентов на десятилетия.
Но из-за того, что соединение выглядит приемлемым, а повреждения компонентов не видны, действительно плачевное состояние современной пайки в значительной степени остается незамеченным.
Краткая история пайки печатных плат
Электроника не всегда состояла из твердотельных компонентов. За десятилетия до появления таких устройств, как транзисторы и микропроцессоры, электронные лампы представляли собой современное искусство. Электрические соединения производились путем припайки проводов к наконечникам розеток, в которые вставлялись трубки. Некоторые провода и наконечники были довольно большими и поглощали значительное количество тепла. Между тем, паяльники не очень эффективно превращали электричество в тепло. Таким образом, термическая проблема при пайке печатных плат заключалась в том, как предотвратить замерзание припоя до того, как он завершит свое течение. Поэтому были разработаны методы, позволяющие максимизировать количество применяемого тепла. (Защита трубок от нагрева не требовалась. Трубки не вставлялись в гнезда до пайки. Они никогда не подвергались воздействию тепла при пайке.)
Появление твердотельных компонентов означало, что впервые припой наносился непосредственно на компонент, а не на провода и разъемы. Другими словами, компоненты подвергались пайке теплом. И это имело серьезные последствия для надежности, поскольку тепло ухудшило электрические свойства компонента.
Для предотвращения теплового повреждения во время пайки к выводам рядом с корпусом компонента были прикреплены металлические зажимы. Тепло текло от паяльника к компоненту, но поглощалось зажимами до того, как достигало корпуса компонента. Зажимы назывались «теплоотводами» и обеспечивали абсолютную защиту от тепловых повреждений.
Каждая рабочая инструкция с момента зарождения твердотельной электроники требовала использования радиаторов. (См., например, J-STD-001G, раздел 4.6.) Но никто не использует радиаторы! Как они могут? Лиды (если они вообще есть) слишком малы. Нет места для установки радиатора. Но все учебные программы по-прежнему говорят студентам применять тепло, как в 1960 году!
Оплавление не пайка
Становится хуже. В те годы, когда писались процедуры пайки, почти все выводы компонентов были покрыты оловом или оловянно-свинцовым покрытием. Эти поверхности плавились во время «пайки», и расплавленный припой просто стекал с расплавленным поверхностным металлом. Оксиды, будучи легче чистого металла, плавали поверх жидких металлов там, где они контактировали с флюсом (тоже легче металла), и удалялись. Соединения путем смешивания расплавленных металлов довольно просты, но это не пайка. (Термин «плавление оплавлением» использовался часто и правильно.) Пайка — это процесс создания интерметаллической связи с металлическими поверхностями, которые не плавятся. (Они не «оплавляются».) И это требует дополнительных этапов обработки, которые не нужны для смешивания расплавленных металлов. (К сожалению, «перекомпоновка» по-прежнему широко используется, хотя она уже не является точной.)
Разница между пайкой и оплавлением (просто смешивание расплавленных металлов) приобрела большое значение, когда в Европе был запрещен свинец в электронике. Переход к бессвинцовому миру был сосредоточен на новых сплавах. Однако, если не считать некоторых особенностей, новые припои не представляют особых проблем. Бессвинцовый припой менее терпим к дефектам процесса, чем традиционный сплав олова и свинца, но работает достаточно хорошо при правильном управлении процессом. (Поскольку процессы пайки печатных плат в большинстве компаний были дефектными, переход на новые сплавы сопровождался трудностями, которые ошибочно приписывались припою, а не процессу. )
Более сложная задача связана с новыми свинцовыми покрытиями. Оловянно-свинцовое покрытие, конечно же, исчезло. Но из-за оловянных усов выводы все меньшего и меньшего количества компонентов (особенно детали с несколькими выводами для поверхностного монтажа) поставляются с оловянными поверхностями. Эти новые поверхности не плавятся при температурах пайки. Другими словами, они должны быть спаяны. Но наша отрасль слишком часто придерживается ограниченных шагов, которые подходят только для оплавления. А самое обычное обучение и сертификация просто гарантируют дефекты и сбои.
Пайка — это простая наука. Если мы позволим
Реальность такова, что пайка — это наука, в основном химия, но также и металлургия и физика. Однако люди, написавшие свод правил, так к этому не относились. Они действовали на основе наблюдения, не понимая, что критические основы науки неочевидны. Если они получали результаты, которые казались правильными, это то, что они институционализировали. Если мы хотим, чтобы продукт работал, а его эффективность обеспечивала прибыльность, необходимо что-то изменить.
Интересно, что надежность обратно пропорциональна количеству обращений. Самые надежные продукты производятся наиболее эффективно. В нашей отрасли есть худшее из обоих миров — чрезмерная стоимость и слишком много неудач.
Использование флюса
Я только что сказал, что идеальная пайка — это просто. Но легко не означает просто намазывать расплавленным металлом детали и ожидать, что все получится хорошо. Успешная пайка требует знаний и дисциплины. И все начинается с паяемости.
Способность к пайке является относительно недавней проблемой в области пайки электроники. До недавнего времени выводы большинства компонентов были покрыты оловом или оловом/свинцом. Пайка – это процесс создания интерметаллических связей с металлическими поверхностями, которые не плавятся при нанесении соединительного материала (припоя). Однако олово и олово/свинец плавятся при температуре пайки печатной платы, и припой просто смешивается с расплавленным покрытием. Это не пайка; это «оплавление» и очень просто по сравнению с настоящей пайкой.
Простое оплавление
При оплавлении нет необходимости удалять оксиды перед нанесением припоя; оксиды, будучи легче чистого металла, плавают на смеси жидкого металлического покрытия и жидкого припоя. Флюс, который также легче жидкого металла, плавает на расплавленном металле, где он может легко контактировать с оксидами и разрушать их. При оплавлении флюс просто делает окончательное соединение блестящим и косметически приятным.
Большинство представлений о пайке возникло в эпоху оплавления. Одно из таких поверий, которое сегодня имеет катастрофические последствия, гласит, что жидкий флюс нельзя использовать при ручной пайке. Считается, что флюса, содержащегося в припое, достаточно для выполнения этой работы. Хотя это может быть верно для оплавления, использование исключительно флюса в припое приводит к неполному смачиванию во время пайки.
Каковы основные дефекты пайки печатных плат?
Запрет на использование свинца в электронике коренным образом изменил наш бизнес за счет отказа от оловянно-свинцовых поверхностей компонентов. Между тем лужение становится все более редким из-за опасений по поводу усов олова с чистым оловом. Риск коротких замыканий вполне реален для деталей с несколькими выводами для поверхностного монтажа, таких как интегральные схемы.
Поверхности новых компонентов не оловянные или оловянно-свинцовые; это металлы с более высокой температурой плавления, которые не оплавляются во время нанесения припоя. Другими словами, это металлы, которые паяются, а не оплавляются. И перед нанесением припоя поверхности должны быть тщательно раскислены. Этого не произойдет, если флюс содержится в припое проволоки; флюс в припое не может быть высвобожден до тех пор, пока припой не расплавится. Расплавленный припой образует барьер между флюсом и поверхностным металлом, препятствуя полному раскислению и вызывая неполное смачивание.
Необходим жидкий флюс
Единственный способ гарантировать, что флюс достигнет поверхностных оксидов до того, как припой расплавится, — это сначала нанести жидкий флюс. И требуется больше, чем просто незначительное количество флюса. Флюсовая кислота (та часть, которая удаляет оксиды) нейтрализуется в ходе химической реакции раскисления. Следовые количества флюса будут нейтрализованы до полного раскисления детали. В пайке флюс больше, чем наш друг – необходим . Тем не менее, каждые несколько дней отраслевые «эксперты» пишут строгие инструкции о том, что использование жидкого флюса является грехом. Существует даже широко используемый видеоролик «Семь грехов ручной пайки», в котором говорится: «Лучший способ сократить использование избыточного флюса — использовать только флюс, содержащийся в проволочном припое». (Видео продается торговой ассоциацией, которая публикует такие стандарты, как J-STD-001 и A-610. Им действительно лучше знать.)
Осложнения
К сожалению, флюсовый бизнес — это гораздо больше, чем случайный выбор готового флюса. В следующий раз мы рассмотрим науку о выборе флюса.
Контроль нагрева
Основные правила пайки – подходы, которые во многих случаях продолжают использоваться и сегодня – возникли около 70 лет назад. Современные электронные компоненты тогда состояли из электронных ламп. Для соединения проводов с наконечниками на розетках, в которые после пайки вставлялись трубки, использовалась пайка. Вся пайка производилась вручную.
Провода и наконечники не могут быть повреждены перегревом, а чувствительные компоненты — трубки — вступают в действие только после завершения пайки. Однако была другая проблема с нагревом: некоторые провода и наконечники были довольно большими, а способность утюгов превращать электричество в тепло была в лучшем случае посредственной. Взятые вместе — большие куски металла и неэффективное железо — поддержание материалов в достаточно горячем состоянии, чтобы припой мог плавиться и хорошо течь, представляло собой серьезную проблему. Чтобы предотвратить замерзание припоя, при обучении особое внимание уделялось нагреванию деталей перед нанесением припоя. (Термин «холодная пайка» возник тогда и был уместным. Как я расскажу в следующий раз, «холодная пайка» почти не существует в современной электронике, но часто, хотя и ошибочно, появляется в качестве диагноза проблем со смачиванием. )
Радиаторы
Появление твердотельных компонентов (прежде всего резисторов и конденсаторов с выводами) означало, что активные элементы схемы подвергались воздействию тепла паяльника. Последовала эпидемия отказов компонентов, пока не была признана термочувствительная природа этих новых компонентов. Решением стало использование металлических хомутов («радиаторов») для защиты компонента. Зажимы были закреплены на выводе рядом с корпусом компонента. Тепло текло от утюга к телу, но поглощалось («тонуло») зажимом. Количество отказов компонентов резко сократилось.
(Надежность также улучшилась за счет машинной пайки, которая в то время была полностью волновой. Пайка волной припоя и, в последнее время, поверхностный монтаж оплавлением компонентов при гораздо более низких пиковых температурах. Тепловое повреждение в основном связано с ручной пайкой.)
Пайка небольших компонентов
Радиаторы обеспечивают абсолютную защиту от теплового повреждения, но могут использоваться только с компонентами, выводы которых достаточно велики для размещения зажимов. Выводы большинства компонентов для поверхностного монтажа (даже если компоненты имеют выводы, что уже не всегда так) не подходят под это описание. Использование хомутов сейчас просто нецелесообразно. И не было уже как минимум 25 лет.
Одной из печальных реалий «отраслевых стандартов» является инерция: как только практика принята, изменения происходят очень быстро (если вообще происходят). Следовательно, мы находим требования, подобные следующим из J-STD-001G:
” 4.6 Тепловая защита При ручной пайке, лужении или доработке компонента, идентифицированного как термочувствительный, должны быть приняты защитные меры [D1D2D3] для минимизации нагрева компонента. или предотвратить тепловой удар, например, теплоотвод, тепловой шунт, предварительный нагрев. Защита может быть обеспечена посредством контролируемого процесса нагрева».
Невыполнение требования является дефектом для всех классов продукции. А поскольку они не имеют ни малейшего представления о том, как выполнить это требование, почти каждая компания, производящая электронику, выпускает бракованный продукт. Но, кажется, всем наплевать .
При какой температуре паять печатную плату?
Тепловые повреждения компонентов скрыты и, как говорится, «с глаз долой, из сердца вон». Статическое повреждение также происходит внутри компонентов и не более заметно, чем тепловое повреждение. Тем не менее, ни одно респектабельное предприятие по производству электроники не станет работать без строгих мер по предотвращению электростатического разряда. Почему разница? Вероятно, это результат действия рыночных сил. Антистатика требует использования как твердых инструментов, так и одноразовых материалов, сумма которых составляет огромные суммы на глобальном отраслевом уровне. Большой доход поддерживает большие рекламные бюджеты, что, в свою очередь, приводит к всеобщему признанию того, что статические помехи представляют значительную угрозу надежности. То же самое относится и к влаге.
Предотвращение теплового повреждения не требует покупки материалов. Поскольку нет большого долларового рынка, нет и рекламного бюджета. Отсюда и ограниченное признание.
Да, я преувеличил отсутствие беспокойства по поводу перегрева компонентов. Некоторые компании настолько обеспокоены теплом, что тратят большие деньги на паяльники, поддерживающие постоянную температуру. Некоторые компании даже заходят так далеко, что контролируют температуру утюга и, если возможно, проводят повторную калибровку, как только отклонение от заданного значения начинает вызывать беспокойство. И все тратят деньги. Утюги с постоянной температурой причинят столько же вреда, сколько и менее точные инструменты. Тепло не контролируется температурой железа; это о том, как железо и припой используются вместе.
Институциональное равнодушие
В 1980-х годах я провел несколько семинаров по пайке для инженеров на площадке стандартов пайки Военно-морского центра вооружений в Чайна-Лейк, Калифорния.
«Как предотвратить тепловые повреждения?» Я спросил директора (легендарную фигуру в отраслевых стандартах, которая имела высшую власть над всеми требованиями Министерства обороны США к пайке). «Припаивайте быстро», — сказал он. «И насколько быстро достаточно быстро?» Я ответил. Мгновенно он заявил: «Три секунды». Я был ошеломлен отсутствием науки за этим замечанием. «Три секунды иногда может быть достаточно», — согласился я. «Но не будет ли это слишком долго иногда и недостаточно долго в других случаях?»
На следующем уроке я продемонстрировал технику, которая гарантирует, что температура компонента останется близкой к температуре плавления припоя. «Я согласен, что то, что вы показываете, работает», — сказал мне режиссер. — Но вы ожидаете, что я скажу Адмиралтейству, что мы все делаем неправильно? Я так и не вернулся. И более 30 лет спустя хранители стандартов продолжают продвигать неправильные методы.
Управление нагревом с помощью самого простого утюга является простым и абсолютным. Я преподаю технику в Наука о пайке семинаров, таких как предстоящий класс открытой регистрации в Sierra Circuits в мае. И, к сведению, это не предполагает «быстрой» пайки.
Jim Smith
EMSciences
www.emsciences.com
Как паять печатные платы, электронику, печатную плату
Научиться паять печатные платы несложно.
Достижение правильной техники пайки требует практики. Изучая, как паять печатные платы, вы, вероятно, сделаете несколько ошибок, которые потребуют доработки.
Однако после нескольких проектов пайки вы заметите улучшение своих навыков пайки и достигнутый вами прогресс.
Способ пайки печатных плат зависит от типа печатной платы и типа припаиваемых компонентов.
При пайке печатных плат необходимо учитывать следующие три фактора:
- размер паяного соединения
- количество времени, в течение которого утюг контактирует с поверхностью пайки
- давление, которое вы оказываете паяльником на паяное соединение
Размер паяного соединения
Размер паяного соединения влияет на время, необходимое для активации флюса и расплавления припоя.
Большие паяные соединения требуют большего количества тепла для плавления припоя. Для больших паек следует использовать паяльники с более высокой мощностью. Кроме того, на паяльнике следует использовать большее жало.
Самое важное при выборе наконечника утюга — это количество тепловых связей между паяным соединением и утюгом. Термическая связь – это область контакта между паяным соединением и железом.
Время пайки
После того, как вы выберете правильный размер и форму жала, вы должны определить, сколько времени ваш паяльник будет находиться в контакте с паяным соединением.
Правильное время пайки составляет от двух до четырех секунд.
Обычно этого времени достаточно, чтобы флюс активировался, а припой расплавился и затек в паяное соединение. Больше или меньше времени приведет к плохим результатам пайки. Слишком короткое время приведет к холодным паяным соединениям , а слишком долгое время может привести к повреждению печатной платы и электронных компонентов.
Давление
Держите паяльник под углом 45 градусов к поверхности печатной платы и слегка надавите. Держите его как ручку.
Уровень давления, прилагаемого паяльником во время пайки, должен быть достаточным только для того, чтобы удерживать паяльник в нужном месте.
Слишком сильное давление может привести к поднятию и повреждению контактных площадок и следов на узле печатного монтажа.
Слишком много раз я видел, как новички в пайке сильно прижимают паяльник к месту пайки. Это происходит, когда они используют слишком маленькую железную насадку на большом паяном соединении, и поэтому они не могут расплавить припой. Это также может произойти, когда они используют маломощный паяльник. Они отчаянно пытаются компенсировать недостаток тепла, прикладывая большее давление к месту пайки паяльником. Очевидно, что это неправильная техника пайки, которая приводит к повреждению печатной платы.
Меры предосторожности
Перед пайкой обратите внимание на следующие меры предосторожности:
- Работайте в хорошо проветриваемом помещении или используйте переносной настольный поглотитель дыма.
- Всегда держите паяльник на подставке для утюга.
- Не прикасайтесь к наконечнику утюга, когда он включен (наконечник утюга очень горячий)
- Носите защитные защитные очки
- Убедитесь, что ваш паяльник никогда случайно не коснется корпуса компонентов, шасси, проводов или шнура питания.
- Мойте руки с мылом после пайки (припой содержит свинец)
Подготовка к пайке
Паяльник
Для пайки печатных плат вам понадобится приличный паяльник с регулируемой температурой. Вы можете купить один из этих утюгов по цене от 50 до 150 долларов на рынке США.
Эти утюги имеют встроенную настройку на базовой станции, которая обеспечивает точную регулировку и контроль температуры на кончике утюга. Паяльник с регулируемой температурой можно использовать в различных приложениях на печатной плате.
При пайке электронных компонентов на печатной плате рекомендуется использовать электрический паяльник, а не электрический паяльник. Паяльник можно использовать в течение провода для пайки , клеммы и соединители, но не для пайки небольших или чувствительных к температуре электронных компонентов.
Выбор железного наконечника
Вы должны выбрать размер и форму жала, которые наиболее подходят для вашего проекта пайки.
Замена жала на паяльнике должна производиться, когда паяльник холодный и не подключен к сети.
Железные наконечники различаются по размеру и форме. Легко заменить железное жало на паяльнике.
Жалаявляются взаимозаменяемыми, что позволяет использовать паяльник для более широкого круга задач пайки и для пайки большего количества различных типов компонентов. Эта гибкость в выборе формы и размера жала позволяет техническим специалистам адаптировать паяльник к конкретному проекту пайки.
Если жало утюга слишком маленькое, нагрев паяного соединения займет гораздо больше времени, чем хотелось бы. Это может привести к повреждению печатных плат и чувствительных к температуре электронных компонентов.
С другой стороны, если бита слишком велика, вы можете сжечь, поднять или треснуть проводники и контактные площадки на печатной плате. Вы также можете повредить электронные компоненты. Иногда повреждение сразу не видно, но позже в процессе эксплуатации компонент может работать не так, как ожидалось. Это термическое повреждение также может сократить срок службы электронного компонента.
Железный наконечник на этом изображении имеет неправильный размер для применения на печатной плате, поскольку он слишком широкий. Это может привести к перегреву места пайки и области печатной платы, которая находится рядом с местом пайки. Кроме того, такая форма и размер жала не подходят для пайки небольших электронных компонентов, особенно компонентов для поверхностного монтажа.
Два наконечника, показанные на этом изображении, можно использовать для подавляющего большинства проектов по пайке печатных плат.
С левой стороны находится конический наконечник 1/32” (0,8 мм), который отлично подходит для пайки и отпайки мелких компонентов с отверстиями, включая интегральные схемы (ИС) и большинство устройств для поверхностного монтажа (SMD).
Наконечник долота на 3/32 дюйма (2,38 мм) вправо подходит для пайки крупных соединений, таких как пайка проводов, разъемов, клемм и крупных компонентов на печатных платах. Он также подходит для лужения проводов или больших участков заземления на печатных платах.
Тип печатной платы
Перед тем, как припаять компоненты на печатной плате, вы должны сначала узнать, с какой платой вы имеете дело. Печатные платы варьируются от простых односторонних печатных плат до многослойных плат.
Если электронные компоненты припаяны только на одной стороне печатной платы, это односторонняя плата. Односторонняя печатная плата имеет серьезное ограничение, когда у вас есть несколько взаимосвязей между компонентами. Соединительная линия между компонентами на печатной плате никогда не должна пересекать другую соединительную линию.
Простым решением этого ограничения является добавление еще одного слоя меди на другую сторону платы, что приводит к двусторонней плате. Это значительно увеличивает количество возможных путей, по которым могут быть проложены проводники.
Итак, если электронные компоненты припаяны с обеих сторон печатной платы, то это двухсторонняя плата. Электронные компоненты установлены на верхней стороне печатной платы. Выводы компонента проходят через металлизированные отверстия (также известные как сквозные отверстия с покрытием) и припаиваются к другой стороне печатной платы. Припой должен проходить через все отверстие, обеспечивая электрическое соединение с обеих сторон металлизированного отверстия.
Многослойная плата состоит из трех или более слоев. Дополнительные слои вставляются между верхним боковым слоем компонента и нижним боковым слоем печатной платы.
К каждому типу печатных плат нужно подходить по-разному при пайке на них электронных компонентов.
Очистка
Для правильной пайки необходимо провести тщательную очистку поверхностей.
Чистку можно производить щеткой или ватным тампоном. Для стойких пятен используйте изопропиловый спирт или другие чистящие средства.
Не прикасайтесь пальцами к поверхностям паяных соединений, так как масло на пальцах является загрязняющим веществом. Если вам по какой-либо причине нужно прикоснуться, очистите их снова после прикосновения.
Если поверхности не были очищены, соединение может выглядеть как шарик, сидящий на медной площадке. Это плохое соединение, которое не обеспечивает ни электрического соединения, ни механической поддержки.
Припой
Припой представляет собой смесь олова и свинца. Наиболее распространены припои 60/40 (60 % олова и 40 % свинца) и 63/37 (63 % олова и 37 % свинца). Припой является наполнителем в паяном соединении.
При смешивании олова и свинца температура плавления сплава ниже, чем температура плавления олова или свинца.
Температура плавления — это точка, при которой припой переходит из твердого состояния в жидкое. Для припоя 60/40 температура плавления составляет 370 ° F (188 ° C).
Из-за низкой температуры плавления припой быстро плавится и поэтому подвергает деталь воздействию тепла в течение минимально возможного времени.
Припой, используемый для пайки печатных плат, бывает двух видов: припойная проволока и паяльная паста.
Проволока припоя намотана на катушку. Размеры припоя, используемого в электронике, составляют от 0,010 до 0,050 дюйма (от 0,25 до 1,27 мм).
Паяльная паста имеет относительно короткий срок годности. Срок хранения паяльной пасты находится в пределах 3-6 месяцев. Если вы хотите продлить срок годности паяльной пасты, ее необходимо хранить в холодильнике. Паяльная паста должна храниться в герметичной таре. Если контейнер с паяльной пастой оставить открытым, это приведет к окислению припоя
Последней тенденцией является удаление свинца из припоя, поскольку он был внесен в список опасных материалов. Предпринимаются попытки заменить его другим металлом, например серебром и висмутом. Однако этот новый сплав имеет более высокую температуру плавления, и в жидком состоянии он не течет плавно, как сплав олова и свинца.
Новый сплав олова/серебра более безвреден для окружающей среды, но он не обеспечивает такого хорошего соединения, как припой олово/свинец.
Флюс используется для удаления оксидов с поверхностей, подлежащих пайке, и для предотвращения образования новых оксидов в процессе пайки.
Канифольный флюс является наиболее популярным типом флюса для применения в электронике. Производится из экстракта сока сосны.
Большинство проводов для пайки содержат флюс в своей сердцевине. Если вам нужен один кусок проволоки от катушки, вы должны отрезать его кусачками. Не отрывайте и не стягивайте припой с катушки. В центре проволоки находится точное количество канифольного флюса. Когда вы отрываете проволоку припоя, чтобы отделить ее от катушки, вы меняете соотношение припой/флюс.
Flux доступен отдельно в виде ручки или пасты.
При необходимости можно нанести дополнительный флюс на паяное соединение и ножку или штифт компонента.
Флюс должен иметь температуру активации ниже температуры плавления припоя. Флюс обычно активируется при гораздо более низкой температуре, чем припой. Если флюс не активируется во время пайки, это свидетельствует о плохой пайке (скорее всего, о холодной пайке).
Пайка
Наконец, мы готовы начать пайку.
Включите пайку с уже установленным подходящим железным жалом. Дайте паяльнику нагреться. Большинство паяльников могут достичь рабочей температуры менее чем за минуту.
Лужение
Железный наконечник перед пайкой следует облудить. Лужение – это процесс покрытия металлической поверхности тонким слоем припоя. Паяльное жало может прослужить гораздо дольше, если его регулярно и правильно лужить и очищать.
Когда утюг достигнет рабочей температуры, нанесите припой на наконечник. При лужении наконечник утюга должен быть достаточно горячим. Лучше использовать более толстую проволоку для припоя диаметром примерно 0,050 дюйма (1,27 мм). Расплавьте пару дюймов припоя. Припой, стекающий с наконечника, удаляет многие оксиды и другие загрязнения.
Если наконечник утюга не используется в течение длительного времени и имеет толстый оксидный слой, перед лужением необходимо провести надлежащую очистку наконечника.
Для этого вы можете использовать очиститель наконечников из латунной проволоки. Вставьте железный наконечник в очиститель наконечника из латунной проволоки и несколько раз поверните его. Никогда не используйте стальную щетку вместо очистителя наконечника из латунной проволоки для очистки наконечника утюга, так как это повредит покрытие наконечника.Наконечник утюга также следует лужить после каждого использования. Небольшое количество припоя, необходимое для лужения, может продлить срок службы наконечника утюга и сэкономить на его замене.
Поверхности, подлежащие пайке, также должны быть залужены. Улучшает паяемость и предотвращает окисление поверхностей во время пайки.
Лужение следует начинать только на чистой и неповрежденной поверхности.
Перед соединением поверхностей необходимо выполнить лужение. После лужения поверхности должны быть блестящими.
Пайка
Пайка — это процесс соединения двух металлов с целью получения электрического и механически прочного соединения.
При пайке электронного компонента со сквозным отверстием на печатной плате выводы компонента сгибаются, чтобы пройти сквозь плату, и вставляются заподлицо с верхней поверхностью платы.
Компоненты, которые нагреваются при работе печатной платы (например, мощные резисторы), приподняты над поверхностью печатной платы для лучшей циркуляции воздуха.
Затем выводы раздвигаются наружу, чтобы компонент зацепился за плату. Не сгибайте выводы компонента более чем на 45°.
Для пассивных компонентов, таких как резисторы и конденсаторы, лучше сначала отрезать лишние выводы проводов, чтобы обеспечить лучший доступ к соединению.
Плата перевернута, все выводы компонента пропаяны, лишние выводы проводов обрезаны
С другой стороны, для полупроводников, таких как транзисторы и диоды, лучше сначала припаять их, а затем отрезать лишнюю длину проводов.
Излишки проволочных выводов отводят часть тепла от паяного соединения и предотвращают тепловое повреждение полупроводниковых компонентов во время пайки.
Рекомендуется удерживать вывод чувствительного к температуре компонента металлическим пинцетом.
Если захватить провод между местом пайки и корпусом компонента, пинцет заберет избыточное тепло и, таким образом, защитит компоненты от теплового повреждения.
Интегральная схема может быть припаяна непосредственно к плате, но лучше припаять выводы двухрядного (DIP) разъема к плате, а затем вставить интегральную схему в панель.
Таким образом, интегральная схема защищена от теплового повреждения во время пайки. Также намного проще заменить интегральную схему, вставленную в розетку, чем ту, в которой контакты припаяны непосредственно к печатной плате.
Удаление остатков флюса
После пайки все остатки флюса должны быть удалены, чтобы предотвратить возможную деградацию печатной платы.
Если остатки флюса остаются на печатной плате, они могут вызвать изменение сопротивления платы, что приведет к неточным результатам испытаний.
Остатки флюса также могут вызывать изменения в характеристиках схемы после того, как печатная плата подключена к источнику питания и начинает работать в электронном устройстве.
Удаление остатков флюса можно выполнить в два этапа: очистку и промывку.
Лучше всего очищать остатки флюса изопропиловым спиртом.
Остатки флюса также можно удалить с помощью ручки для удаления флюса.
После удаления остатков флюса спиртом, на втором этапе промойте место пайки дистиллированной, а не водопроводной водой. Водопроводная вода может оставлять пятна на ПХБ, так как она содержит минералы.
Осмотр
После пайки осмотрите паяные соединения на наличие дефектов, таких как холодная пайка, перемычки, шарики припоя и т. д. Если вы заметили какие-либо дефекты, немедленно устраните их. Большинство плохих паяных соединений можно легко исправить, перепаяв их.
Если паяные соединения на печатной плате выглядят плохо, скорее всего, они неисправны.
Однако хороший внешний вид паяного соединения часто может вводить в заблуждение. Припаивая электронный компонент к печатной плате, человек может повредить компонент или печатную плату незаметно. Электронная схема еще может работать некоторое время, но ее ресурс и надежность могут быть значительно снижены. Визуальный осмотр может не показать, что находится под ним.Печатные платы
Печатная плата — это платформа для монтажа и соединения электронных компонентов. Использование печатных плат в коммерческих устройствах началось в 1950-х годах.
Печатные платы могут иметь упаковку низкой или высокой плотности.
На печатных платах с низкой плотностью электронные компоненты расположены на большом расстоянии друг от друга, в то время как на печатных платах с высокой плотностью электронные компоненты припаяны очень близко друг к другу с небольшим зазором между ними.
Очевидно, что паять, собирать или ремонтировать печатные платы с низкой плотностью намного проще.
Печатные платы высокой плотности обычно содержат компоненты для поверхностного монтажа. Все электронные компоненты на плате с высокой плотностью могут быть установлены так близко друг к другу, что иногда невозможно пропаять отдельные компоненты с помощью паяльника.
Невозможно выпаять или выпаять компонент, если зазор между компонентами на плате меньше размера железного жала.
Для печатных плат высокой плотности мы должны использовать крошечный конический наконечник размером 3/64 дюйма (1,2 мм) или меньше.
При ремонте печатной платы специалист по ремонту должен заменить поврежденный электронный компонент новым и восстановить исходную производительность печатной платы. При снятии компонентов ремонтник должен следить за тем, чтобы не повредить дорожки или контактные площадки на печатной плате. Слишком сильный нагрев может сжечь или треснуть небольшие дорожки на печатной плате.
Печатные платы могут быть непокрытыми или покрытыми различными материалами покрытия.
Печатные платы состоят из двух основных частей: основного материала или подложки и схемы из проводящей медной фольги, которая приклеена к основному материалу.
Основной материал не проводит ток. В большинстве современных печатных плат в электронике в качестве подложки используется армированный стекловолокном эпоксидный ламинат FR4. FR4 имеет зеленый цвет.
Основной материал должен иметь высокое сопротивление изоляции, хорошую температурную стабильность и низкое влагопоглощение. Наиболее распространенная толщина печатных плат составляет 0,031 дюйма (0,787 мм) и 0,060 дюйма (1,5 мм).
Вторая основная часть печатной платы представляет собой тонкую проводящую медную фольгу.
Состоит из проводников, контактных площадок и клемм
Эти медные проводники и контактные площадки часто покрыты тонким слоем припоя для уменьшения коррозии.
Это также облегчает пайку электронных компонентов на такие поверхности, так как поверхность уже предварительно залужена. .
Печатная плата может быть покрыта слоем эпоксидной смолы, что придает ей зеленый вид.
Шелковая маска может быть добавлена к печатной плате, чтобы помочь сборщикам с размещением и ориентацией компонентов.
Наиболее распространенная толщина фольги: медь в полунции, медь в одну унцию и медь в две унции.
Эти единицы указывают вес меди на квадратный фут. Например, доска весом полунции содержит полунции меди на квадратный фут. Чем больше меди, тем толще медная фольга, и, следовательно, плата может проводить больший ток.
В печатной плате обычно просверлено несколько отверстий для установки электронных компонентов.
Стенка металлизированных сквозных отверстий покрыта припоем, проходящим через плату с одной стороны на другую.
Таким образом, сквозные отверстия образуют токопроводящий путь от одной стороны печатной платы к другой.
Электронные компоненты