Что нужно для пайки? Как паять микросхемы и что означает bga

На первый взгляд кажется, все очень просто – взял паяльник, припой, и можно сразу же приступить к сборке интересного устройства. Но, чтобы собрать рабочую электронную самоделку, нужно обладать хотя бы первичными навыками качественной и надежной пайки.

Если теорию можно прочесть и запомнить, то навыки качественной пайки придут только с практическим опытом. Поэтому необходимо много тренироваться на старых или не нужных платах, но начинать предеться все равно с теории.

Как только паяльник начинает плавить припой им можно паять, для этого покройте жало тонким слоем припоя и протрите его о смоченную водой губку. Этим самым вы удалите с него остатки старого припоя. В процессе пайки также не забывайте периодически протирать жало о влажную губку. Перед пайкой обычного радиоэлемента, его необходимо подготовить, для этого сгибают выводы так, чтобы он без проблем входил в отверстия на печатной плате. При этом не лишним будет, еще раз проверить правильность установки, перед началом процесса пайки.

Расположите жало паяльника между выводом и печатной платой, показано на рисунке, разогрейте место пайки до нужной температуры. Но старайтесь не нагревать элемент более 2 секунд, чтобы не повредить его.

Спустя секунду поднесите припой к нужному месту. Подержите жало паяльника неподвижно в течение секунды, максимум двух, чтоб припой равномерно расплавился и распределился в нужной области. После этого,не перемещая радио компонент, отведите паяльник в сторону. Не двигайте радиодеталь еще пару секунд, пока место пайки не остынет. Лишние концы выводов следует обрезать.

Внимательно осмотрите место пайки : соединение контактной площадки и вывода радиокомпонента должно быть гладким и блестящим. Если вдруг место пайки имеет сферическую форму или соединилось с соседними контактными площадками, подогрейте место паяльных работ жалом паяльника до расплавления припоя и уберите его излишки. Если место матового цвета и как-бы исцарапано, то также следует разогреть его до температуры плавления припоя, а затем дать ему немного остыть, не перемещая радиоэлемент. В случае надобности добавьте чуть-чуть припоя. Переходим к практическому примеру:

Для начала зачищаем их от изоляции с помощью канцелярского ножа или бокорезов, а при необходимости и зашкуриваем мелкой наждачной бумагой или надфилем. Затем проканифоливаем очищенные провода в канифоли, или смачиваем во флюсе, далее кладем совсем немного припоя на кончик жала паяльника и облуживаем их.

Затем используя радиолюбительское приспособление "третья рука" которое можно сделать из зажимов типа "крокодил" спаиваем провода.

При необходимости одеваем на место пайки термокембрик, и прогреваем его феном, если нет специального, то можно использовать и обычный, или даже прогреть на горящей спичке.

Пайка это метод соединения двух и более металлических частей с помощью легкоплавкого металла, например олова. В радиолюбительском деле, обычно, применяют припой, который содержит около 60% олова и 40% свинца. Этот сплав легкоплавкий и начинает плавиться при 180 градусах. Обычно припои, используют ао время процесса пайки электронных схем, их выпускают в виде тонких трубочек, внутри которых находится специальная смола, выполняющая функции флюса. Нагретый припой создает отличное внутреннее соединение с такими металлами: медь, латунь, серебро и т.д., если выполнить следующие условия: Поверхности деталей должны быть зачищены, от окислов. Радиоэлемент в месте пайки требуется прогреть до температуры, выше температуры плавления припоя. Во время работы паяльником место пайки требуется защитить от воздействия кислорода для этого используют флюсы, которые образуют защитную пленку над местом соединения.

Очень часто начинающие радиолюбители касаются места соединения двух и более компонентов с помощью олова самым кончиком жала паяльника. Из-за этого к месту соединения поступает недостаточное количество тепла. С практическими занятиями при сборке различных схем и радио конструкций, появится и навык оптимальной теплопередачи. И вы будете подводить жало паяльника так, чтобы между ним и местом соединения образовалась большая площадь контакта.

Другой типичной ошибкой начинающего радиолюбителя является следующая ситуация. Вы расплавляете паяльником немного припоя и с некоторой задержкой подводите его к месту соединения. При этом некоторая часть флюса испаряется, припой не имея защитного слоя образует оксидную пленка. Необходимо, напротив, одновременно касаться места пайки паяльником и припоем. Благодаря этому место работ будет покрыто каплей чистого флюса, до того как он успеет испариться.

Припаивать радиокомпоненты на печатные платы значительно проще, чем соединять на весу свободные концы проводников, т.к отверстия в плате являются отличным фиксатором припаиваемого радиокомпонента. Существует пять основных этапов пайки компонентов на печатной плате:

1. Припой и жало паяльника необходимо подводить к месту соединения одновременно. Жало паяльника должно хорошо соприкасаться обрабатываемым выводом и платой.

2. Жало паяльника не следует перемещать, пока припой не растечется равномерным слоем по всему месту.

3. Жалом паяльника необходимо обвести полукруг вокруг обрабатываемого вывода.

4. Когда требуемое количество припоя находится на месте пайки, проволоку припоя отводят от места проведения таких работ.

5. Очень быстро убирают жало паяльника от места пайки. Пока припой не успел застыть.

Если жало паяльника обладает нужной температурой, весь процесс продолжается не более одной секунды. И после небольшой тренировки все "пяточки" пайки будут ровными, аккуратными и красивыми.

Предложу ввести в ваш радио любительский арсенал металлическую губку для мытья посуды и кусочек плотной матерчатой ткани или поролона.

Как вы наверное заметили:

После окончания подобный работ на жале паяльника появляется темный нагар, чтоб его убрать смачиваем кусочек ткани обычной водой, и проводим жалом паяльника по тряпочке каждый раз, если на нем появляется окалина. Если образовавшийся нагар полностью не отходит, используйте металлическую губку

И в результате, жало паяльника опять чистое и блестит припоем , и пайка проходит без осложнений и порчи дорогостоящих радиокомпонентов

Жала паяльников можно разделить на два класса: медные и съемные жала с никелевым покрытием.

Виды паяльных жал

Никелированные жала, применяются со специальным разборным паяльником, с возможностью регулировки температуры. Существуют следующие никелированныее жала:

Жало-игла используется при работе с очень малогабаритными радио компонентами, например изготовленных по технологии SMD. Является просто незаменимым аксессуаром при ремонте мобильных телефонов, смартфонов и планшетов и остальных высокотехнологичных гаджетов, с большой плотностью монтажа.

Жало в форме лопатки применяется для демонтажа и монтажа больших радиокомпонентов. Хорошо подходит в процессе пайки многовыводных микросхем.

Жало-капля используется для переноса капельки припоя, что в свою очередь повышает качество соединений.

Изогнутое жало применяется в основном для отпайки радиокомпонентов в сочетании с методом медной оплеткой для удаления лишнего припоя с платы.

Раскрывается несколько секретов и технологий самодельного изготовления и применения трубчатого жала в радиолюбительской практике

Если при демонтаже транзисторов, резисторов и других мало выводных радиоэлементов затруднений обычно не бывает, а вот если необходимо удалить микросхему или микроконтроллер, то затруднений очень много. Как же нам быть? Ниже приводится несколько простых методов, которые хорошо подходят для демонтажа микросхем.

Метод медной оплетки

Для удаления припоя при демонтаже микросхемы прикладываем медную оплётку к выводам с которых нужно убрать припой и, а затем проводим по ней нагретым жалом паяльника, до тех пор пока весь припой расплавиться и пропитает собой медную оплетку. Если оплетка полностью пропиталась, а не все выводы микросхемы очищены от припоя, то ее отрезают и повторяют процедуру еще раз.

Медную оплетку можно купить в любом радиолюбительском магазине, но если ее под рукой не оказалось, то ее легко сделать из некоторых типов проводов, в которых она имеется под изоляцией, для этого осторожно снимаем последнюю, а затем немного распушить ее, кроме того не плохо пропитать оплетку в жидком флюсе т.к он ослабляет поверхностное натяжение и припой лучше впитывается.

Использование оловоотсоса в радиолюбительской практике

Оловоотсос состоит из трубки, на одной стороне которой находится носик, а на другой поршень с ручкой и кнопкой, которая спускает пружинку, последняя резко двигает поршневой механизм. Для возвращения пружинки в исходное состояние мы до упора вниз двигаем рычажок.

Физический принцип работы оловоотсоса основан на втягивании во внутрь расплавленного припоя. Кстати этот припой можно использовать и повторно.

Заведенный оловоотсос подносим, к расплавленной паяльником поверхности контактной площадки, и нажимаем кнопочку. Припой затягивается внутрь устройства. Остается только повторить данный технологический процесс с каждым выводом микросхемы.

Если вы решили взять это радиолюбительское приспособление, то покупайте только тот который изготовлен из металла. Пластмассовые можно почти сразу выкинуть в помойное ведро. Со временем любой оловоотсос теряет свою мощность всасывания, но это не повод брать новый, нужно лишь разобрать его и выкинуть из отсека всасывания припой, который там накопился.

Как выпаять микросхему с помощью медицинских иголок

При демонтаже вышедших из строя многоштырьковых радиокомпонентов (микросхемы, катушки, трансформаторы и т.д.) можно использовать простое приспособление, сделанное из медицинской иголки от капельницы.

Принцип демонтажа хорошо понятен из рисунка. Каждый вывод микросхемы прогревается отдельно и после расплавления припоя на него с поворотом надевается немного опиленная иголка. После того, как припой твердеет, иголку с прокручиванием вытаскивают. Но надо внимательно следить за тем, чтобы не успели застыть остатки флюса, а то можно открутить и сам вывод.

Первый: Жало паяльника обязано быть всегда чистым и оптимально нагретым для пайки в зависимости от типа используемого припоя. Обычно температура жала паяльника 300 градусов. Новое жало паяльника можно обработать молотком с целью образования на рабочей поверхности наклепа, а затем обработать напильником, для придания правильной формы.

После чего лудим жало паяльника, другими словами, покрываем его тонким слоем припоя. Не забывая обмакнуть его в канифоль.
Для регулировки температуры жала рекомендую применять .

Второй: Используйте для пайки подходящие флюсы и припои. Существует несколько десятков видов припоев, но в радиолюбительской практике чаще всего используется ПОС-61, состоящий из 61% олова и 39% свинца с температурой плавления около 190 градусов.
желательно использовать бескислотные. Самым известным и распространённым флюсом является канифоль.

Третий: Выводы деталей, проводников и контактных площадок на печатных платах, нужно качественно зачистить до блеска и залудить.

Четвертый: Струбцинный зажим или третья рука

Процесс пайки может стать намного проще, если бы у человека было три руки. Поэтому советую использовать небольшие зажимы, в которых можно закрепить деталь или небольшую плату во время проведения монтажных работ.

Учитывая состояние наших энергосетей особенно в сельской местности, падение напряжения в них составляет порой десятки вольт ниже нормы, и приходится задумываться о увеличение его до номинального значения хотя бы для паяльника, иначе о правильной качественной пайке можно и забыть. Для решения этой проблемы предлагаю собрать схему простой приставки. При выключенных переключателях устройство работает правильно, как и на выходе мы имеем половинное напряжение сети.

Это особенно удобно, когда интервалы между пайками существенные и полностью отключать главный инструмент радиолюбителя нет резона. При включенном переключателе SW1 конструкция работает по схеме двухполупериодного выпрямителя, это для случая если напряжение в сети в норме. При включенных обоих переключателях, температура жала увеличится за счет добавки запасенной в конденсаторе реактивной состовляющей энергии. Можно добавить еще емкостей, через дополнительные тумблеры и регулировать температуру.

Удерживающий припаиваемую радиодеталь металлический пинцет одновременно служит и теплоотводом. С той же целью возможно и применение зажима типа «крокодил», если его надеть на вывод полупроводника для защиты от перегрева.

Флюс используется для правильной пайки, точнее он предназначен удаления остатков оксидных пленок и жировых загрязнений и защиты спаиваемые поверхности от окисления. Если флюсом не пользоваться пайка получится не качественная - может быть плохой электрический контакт, а бывает, что припаиваемая деталь отваливается.

Смывка флюса

Доступна в виде спрея или в баночках. Такие смывки советую использовать для удаления с платы остатков флюса, который может привести к окислению контактов.

Итак, хочу сегодня рассмотреть не только интересный проект на микроконтроллерах, но еще и очень полезный в ежедневных трудовых буднях радиолюбителя. Это паяльная станция своими руками с применением микроконтроллеров AVR

SMD - Surface Mounted Devices - Компоненты для поверхностного монтажа - так расшифровывается эта английская аббревиатура. Они обеспечивают более высокую по сравнению с традиционными деталями плотность монтажа. К тому же монтаж этих элементов, изготовление печатной платы оказываются более технологичными и дешевыми при массовом производстве, поэтому эти элементы получают все большее распространение и постепенно вытесняют классические детали с проволочными выводами.

Монтажу таких деталей посвящено немало статей в Интернете и в печатных изданиях, . Сейчас хочу ее дополнить.
Надеюсь мой опус будет полезен для начинающих и для тех, кто пока с такими компонентами дела не имел.

Выход статьи приурочен , где таких элементов 4 шт., а собственно процессор PCM2702 имеет супер-мелкие ноги. Поставляемая в комплекте печатная плата имеет паяльную маску , что облегчает пайку, однако не отменяет требований к аккуратности, отсутствию перегрева и статики.

Инструменты и материалы

Несколько слов про необходимые для этой цели инструменты и расходные материалы. Прежде всего это пинцет, острая иголка или шило, кусачки, припой, очень полезен бывает шприц с достаточно толстой иголкой для нанесения флюса. Поскольку сами детали очень мелкие, то обойтись без увеличительного стекла тоже бывает очень проблематично. Еще потребуется флюс жидкий, желательно нейтральный безотмывочный. На крайний случай подойдет и спиртовой раствор канифоли, но лучше все же воспользоваться специализированным флюсом, благо выбор их сейчас в продаже довольно широкий.

В любительских условиях удобнее всего такие детали паять при помощи специального паяльного фена или по другому - термовоздушной паяльной станцией. Выбор их сейчас в продаже довольно велик и цены, благодаря нашим китайским друзьям, тоже очень демократичные и доступны большинству радиолюбителей. Вот например такой образчик китайского производства с непроизносимым названием. Я такой станцией пользуюсь уже третий год. Пока полет нормальный.

Ну и конечно же, понадобится паяльник с тонким жалом. Лучше если это жало будет выполнено по технологии «Микроволна» разработанной немецкой фирмой Ersa. Оно отличается от обычного жала тем, что имеет небольшое углубление в котором скапливается капелька припоя. Такое жало делает меньше залипов при пайке близко расположенных выводов и дорожек. Настоятельно рекомендую найти и воспользоваться. Но если нет такого чудо-жала, то подойдет паяльник с обычным тонким наконечником.

В заводских условиях пайка SMD деталей производится групповым методом при помощи паяльной пасты. На подготовленную печатную плату на контактные площадки наносится тонкий слой специальной паяльной пасты. Делается это как правило методом шелкографии. Паяльная паста представляет собой мелкий порошок из припоя, перемешанный с флюсом. По консистенции он напоминает зубную пасту.

После нанесения паяльной пасты, робот раскладывает в нужные места необходимые элементы. Паяльная паста достаточно липкая, чтобы удержать детали. Потом плату загружают в печку и нагревают до температуры чуть выше температуры плавления припоя. Флюс испаряется, припой расплавляется и детали оказываются припаянными на свое место. Остается только дождаться охлаждения платы.

Вот эту технологию можно попробовать повторить в домашних условиях. Такую паяльную пасту можно приобрести в фирмах, занимающихся ремонтом сотовых телефонов. В магазинах торгующих радиодеталями, она тоже сейчас как правило есть в ассортименте, наряду с обычным припоем. В качестве дозатора для пасты я воспользовался тонкой иглой. Конечно это не так аккуратно, как делает к примеру фирма Asus когда изготовляет свои материнские платы, но тут уж как смог. Будет лучше, если эту паяльную пасту набрать в шприц и через иглу аккуратно выдавливать на контактные площадки. На фото видно, что я несколько переборщил плюхнув слишком много пасты, особенно слева.

Посмотрим, что из этого получится. На смазанные пастой контактные площадки укладываем детали. В данном случае это резисторы и конденсаторы. Вот тут пригодится тонкий пинцет. Удобнее, на мой взгляд, пользоваться пинцетом с загнутыми ножками.

Вместо пинцета некоторые пользуются зубочисткой, кончик которой для липкости чуть намазан флюсом. Тут полная свобода - кому как удобнее.

После того как детали заняли свое положение, можно начинать нагрев горячим воздухом. Температура плавления припоя (Sn 63%, Pb 35%, Ag 2%) составляет 178с*. Температуру горячего воздуха я выставил в 250с* и с расстояния в десяток сантиметров начинаю прогревать плату, постепенно опуская наконечник фена все ниже. Осторожнее с напором воздуха - если он будет очень сильным, то он просто сдует детали с платы. По мере прогрева, флюс начнет испаряться, а припой из темно-серого цвета начнет светлеть и в конце концов расплавится, растечется и станет блестящим. Примерно так как видно на следующем снимке.

После того как припой расплавился, наконечник фена медленно отводим подальше от платы, давая ей постепенно остыть. Вот что получилось у меня. По большим капелькам припоя у торцов элементов видно где я положил пасты слишком много, а где пожадничал.

Паяльная паста, вообще говоря, может оказаться достаточно дефицитной и дорогой. Если ее нет в наличии, то можно попробовать обойтись и без нее. Как это сделать рассмотрим на примере пайки микросхемы. Для начала все контактные площадки необходимо тщательно и толстым слоем облудить.

На фото, надеюсь видно, что припой на контактных площадках лежит такой невысокой горочкой. Главное чтобы он был распределен равномерно и его количество на всех площадках было одинаково. После этого все контактные площадки смачиваем флюсом и даем некоторое время подсохнуть, чтобы он стал более густым и липким и детали к нему прилипали. Аккуратно помещаем микросхему на предназначенное ей место. Тщательно совмещаем выводы микросхемы с контактными площадками.

Рядом с микросхемой я поместил несколько пассивных компонентов керамические и электролитический конденсаторы. Чтобы детали не сдувались напором воздуха нагревать начинаем свысока. Торопиться здесь не надо. Если большую сдуть достаточно сложно, то мелкие резисторы и конденсаторы запросто разлетаются кто куда.

Вот что получилось в результате. На фото видно, что конденсаторы припаялись как положено, а вот некоторые ножки микросхемы (24, 25 и 22 например) висят в воздухе. Проблема может быть или в неравномерном нанесении припоя на контактные площадки или в недостаточном количестве или качестве флюса. Исправить положение можно обычным паяльником с тонким жалом, аккуратно пропаяв подозрительные ножки. Чтобы заметить такие дефекты пайки необходимо увеличительное стекло.

Паяльная станция с горячим воздухом - это хорошо, скажете вы, но как быть тем, у кого ее нет, а есть только паяльник? При должной степени аккуратности SMD элементы можно припаивать и обычным паяльником. Чтобы проиллюстрировать эту возможность припаяем резисторы и пару микросхем без помощи фена одним только паяльником. Начнем с резистора. На предварительно облуженные и смоченные флюсом контактные площадки устанавливаем резистор. Чтобы он при пайке не сдвинулся с места и не прилип к жалу паяльника, его необходимо в момент пайки прижать к плате иголкой.

Потом достаточно прикоснуться жалом паяльника к торцу детали и контактной площадке и деталь с одной стороны окажется припаянной. С другой стороны припаиваем аналогично. Припоя на жале паяльника должно быть минимальное количество, иначе может получиться залипуха.

Вот что у меня получилось с пайкой резистора.

Качество не очень, но контакт надежный. Качество страдает из за того, что трудно одной рукой фиксировать иголкой резистор, второй рукой держать паяльник, а третьей рукой фотографировать.

Транзисторы и микросхемы стабилизаторов припаиваются аналогично. Я сначала припаиваю к плате теплоотвод мощного транзистора. Тут припоя не жалею. Капелька припоя должна затечь под основание транзистора и обеспечить не только надежный электрический контакт, но и надежный тепловой контакт между основанием транзистора и платой, которая играет роль радиатора.

Во время пайки можно иголкой слегка пошевелить транзистор, чтобы убедиться что весь припой под основанием расплавился и транзистор как бы плавает на капельке припоя. К тому же лишний припой из под основания при этом выдавится наружу, улучшив тепловой контакт. Вот так выглядит припаянная микросхема интегрального стабилизатора на плате.

Теперь надо перейти к более сложной задаче - пайке микросхемы. Первым делом, опять производим точное позиционирование ее на контактных площадках. Потом слегка «прихватываем» один из крайних выводов.

После этого нужно снова проверить правильность совпадения ножек микросхемы и контактных площадок. После этого таким же образом прихватываем остальные крайние выводы.

Теперь микросхема никуда с платы не денется. Осторожно, по одной припаиваем все остальные выводы, стараясь не посадить перемычку между ножками микросхемы.

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.

1. 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.
2. 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.

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.

3. 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.

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.

4. 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.

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.

5. 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.
6. 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.

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:

1. 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).

Высокотемпературные или твёрдые . Их температура плавления больше 350°C, поэтому они не применяются при работе электропаяльниками.Предназначены для пайки медных сплавов, серебра, стали. Дают очень высокую прочность соединения.

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:

1. 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.
2. 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.

Как и при других работах, так и при пайке деталей есть свои секреты и особенности. Некоторые думают: всё просто - включил паяльник, взял припой, канифоль и паяй себе сколько угодно!

Но если разобраться во всём по порядку — оказывается, это не так просто. Уметь правильно паять — это своего рода искусство и опыт приходит со временем. Чтобы хорошо и качественно паять нужно знать некоторые основные секреты пайки, о которых и пойдёт речь в этой статье.

Хороший паяльник

Конечно первое, что вам нужно — это паяльник . На рынке сегодня есть много различных дешевых паяльников. Большинство из них работают от сети ~ 220В и не контролируют температуру нагрева жала. На более дорогих имеется регулятор, когда паяльник нагрелся — снижается напряжение и температура паяльника поддерживается одинаковой.

Есть множество схем по регулированию температуры паяльника, поэтому вы можете использовать и простой обычный паяльник через схему регулирования напряжения.

Один из секретов качественной пайки - чистота жала паяльника и его нагрев . Если жало грязное, им трудно работать - плавиться припой будет, а к поверхности жала не прилипнет. Жало надо обязательно зачистить и залудить - покрыть тонким слоем припоя. Делают это так. Разогрейте паяльник и зачистите его жало напильником или шлифовальной шкуркой. Опустите жало в канифоль, а затем прикоснитесь им к кусочку припоя. В слое расплавленного припоя поводите жало по деревянной палочке (или по подставке) так, чтобы вся поверхность его покрылась слоем припоя. Со временем жало будет покрываться окисным налетом темного цвета, мешающим пайке. Вот тогда снова залудите его.

Для тонкой работы необходим паяльник с тоненьким кончиком, особенно если вы работаете с поверхностным монтажом SMD компонентов.

Обычно хватает паяльника с мощностью от 30 до 40 Вт для общей работы. Вы должны держать паяльник при пайке в течение примерно 3 — 4 секунды для избежания перегрева радиоэлементов.

Дополнительные инструменты и приспособления

Кроме паяльника есть несколько других вещей, которые я считаю необходимым для хорошего пайки. Конечно, один из которых — это припой . Припоем называется легкоплавкий металлический сплав, которым спаиваются провода и выводы деталей. При радиомонтаже чаще применяют оловянно-свинцовые припои, представляющие сплав олова и свинца. Температура плавления припоя 180 - 200° С. Обозначаются они тремя буквами - ПОС (припой оловянно-свинцовый), например: ПОС-40, ПОС-60 цифры — это содержание олова в процентах. Я предпочитаю припой ПОС-60 (60/40) — это самый распространенный припой. Он состоит из 60% олова и 40% свинца с флюсом в центре припоя.

Флюсы - это противоокислительные вещества. Они применяются для того, чтобы подготовленные к пайке места деталей или проводников не окислялись во время пайки. Без флюса припой может не прилипнуть к поверхности металла. Припой бывает различных диаметров и вы можете использовать какой вы предпочитаете в зависимости от того что паяете. Лично мне нравится тонкий вещи 0.56 мм для большинства работ. Чтобы можно было паять в труднодоступных местах, неплохо запастись жидким флюсом, о котором говорилось выше. Флюс можно приготовить самому: для этого измельчают канифоль в порошок и всыпают в борный спирт или глицерин. Помешивая раствор палочкой, подсыпают канифоль до получения густой кашицы. Такую канифоль наносят на спаиваемые места тонкой палочкой или кисточкой.

Обязательно, соблюдайте правила безопасности при работах с припоем: мойте руки после пайки теплой водой с мылом, не вдыхайте пар от расплавленного припоя! Это правило актуально для всех типов припоя!

Помните, что при пайке выделяются вредные для здоровья пары олова и свинца. Ни в коем случае нельзя наклоняться над местом пайки и вдыхать испарения. Летом старайтесь паять у открытого окна, зимой чаще проветривайте помещение. Хорошо бы иметь вытяжку над рабочим местом!

Держатель для паяльника

Вы должны иметь удобный держатель для паяльника. Есть подставки вместе с очисткой наконечника жала паяльника.

Другой инструмент, которым я часто пользуюсь — это вакуумный всасыватель припоя. Я считаю, что это один из недорогих и лучших способов освободить деталь от припоя.

Конечно, есть и другие вещи, которые помогут с пайкой, например, хорошо освещенное место работы, пинцет с защёлкой и т.д. У меня есть некоторые канавки и отверстия, просверленные в деревянном бруске, для того чтобы можно было прижать например, вал потенциометра и держать его во время пайки, а также для спайки проводов и т.д.

Я например, паяю деталь, а затем обрезаю их выступающие выводы. Конечно, некоторые сначала обрежут по размеру, а потом паяют детали и это может выглядеть аккуратнее и удобнее. Но я считаю — обрезка после пайки быстрее и проще. Используете для этого хорошие острые кусачки, чтобы не повредить дорожки.

Если вы паяете радиодетали, чувствительные к перегреву — используйте теплоотвод. Это может быть обычный пинцет, утконосы или плоскогубцы. Придерживайте ножку радиодетали во время пайки. Если надо спаять концы двух залуженных проводников, плотно прижмите их друг к другу и к месту касания приложите паяльник с каплей припоя на конце жала. Как только место спайки прогреется, припой растечется и заполнит промежутки между проводниками. Плавным движением паяльника распределите припой равномерно по всему месту спайки. Продолжительность пайки не должна превышать 3-5 с, особенно это касается радиодетали, чувствительные к перегреву (транзисторов, микросхем, диодов, стабилитронов…) после этого паяльник убирают. Припой быстро затвердеет и прочно скрепит детали, в это время надо следить, чтобы детали или проводники не смещались в течение 10 с. Для быстроты остывания можно подуть, заодно мы будем сдувать испарения припоя от себя в сторону.

Особенности монтажа платы

Во время налаживания конструкций приходится перепаивать проводники или заменять детали. Это нужно учитывать при монтаже. Так, концы деталей, соединяющиеся согласно схеме с общим проводником, следует припаивать не в одной точке, а на некотором расстоянии друг от друга. Не рекомендуется закручивать концы деталей вокруг проводника.

Если вы делаете плату с большим количеством компонентов, сначала подумайте о порядке, чтобы все радиодетали уместились на ней. Учитывайте размер деталей, а также нагрев во время работы. Не располагайте близко к нагреваемым радиоэлементам другие компоненты, особенно электролитические конденсаторы. Ели необходимо оставьте место под радиатор.

Пайка проводов

Если вы паяете многожильный провод — сначала снимите с него необходимый отрезок изоляции, скрутите жилки провода, а затем облудите его припоем.

Если вы будете залуживать лакированный провод (ПЭЛ, ПЭВ), зачистите это место шлифовальной шкуркой или перочинным ножом и поднесите кусок канифоли. Плавным движением паяльника равномерно распределите припой по залуживаемой поверхности.

Места проводников и деталей, предназначенных для пайки, должны быть зачищены до блеска. Тщательно зачищенный проводник кладут на кусок канифоли и хорошо прогревают паяльником. Канифоль быстро расплавится, а имеющийся на паяльнике припой растечется по проводнику. Поворачивая проводник и медленно двигая по нему жало паяльника, добейтесь равномерного распределения припоя по поверхности проводника.

Я мог бы добавить еще несколько советов, но я надеюсь, что вы нашли что-то полезное для себя и в скором времени сами будете давать полезные советы новичкам. 🙂

Теперь берите паяльник в руки и воплотите свои мечты в реальность, произведите впечатление на своих друзей своими интересными электронными самоделками!

Зотов А., Волгоградская обл.

П О П У Л Я Р Н О Е:

Что такое радиоприёмник? Радиоприёмник - это устройство для приёма электромагнитных волн с последующим преобразованием (демодуляции) содержащейся в них информации, которую потом можно будет использовать.

Более привлекательнее смотрятся схемы на радиоприёмников на микросхемах — они проще в изготовлении, по сравнению со схемами на транзисторах и обладают лучшими техническими характеристиками.

Перед тем как что-либо припаять или облудить, надо обзавестись соответствующими материалами и инструментами. Основное, что нужно для пайки паяльником, это паяющий инструмент, олово и флюс.

Пайка — это процесс соединения элементов путем введения между ними припоя.

Кроме них понадобится подставка для паяльника и всевозможные держатели для деталей, которые подлежат пайке. Не обойтись и без плоскогубцев, бокорезов, ножа и рулетки.

Выбор приспособлений

Для защиты от пожара при пайке необходимо использовать подставку для паяльника.

Выбор приспособлений для удерживания деталей зависит от воображения и приобретенных навыков. Это могут быть всевозможные зажимы, пинцеты, тиски, которые призваны обеспечить нужное положение и неподвижность деталей. Подставка для паяльника предотвратит порчу стола, на котором работают, и других окружающих предметов от температуры. При пайке крупных конструкций понадобятся приспособления для нагрева деталей. Для регулировки температуры паяльника можно использовать светорегулятор — диммер.

Если предстоит делать паяльные работы регулярно, то лучшим вариантом будет использование паяльной станции. Такие станции оснащены устройством регулировки и поддержания температуры жала инструмента в заданных пределах. В комплектацию таких станций, как правило, входит большой набор вспомогательных приспособлений. Часто паяльщик попадает в такое положение, что ему не хватает рук. Существует приспособление «третья рука», позволяющее удобно расположить и закрепить соединяемые детали. Поролоновую губку используют для очистки наконечника.

Вернуться к оглавлению

Выбор паяльника

Паяльники бывают разнообразных конструкций в зависимости от мощности, температуры и способа разогрева. Этими же параметрами руководствуются в выборе паяльника в зависимости от объекта для пайки. По методу нагрева приборы бывают электрические, газовые, с разогревом от постороннего источника — паяльной лампы, костра, кузнечного горна. По мощности электрические паяльники варьируются от 12 до 250 Вт. Выбор делается в зависимости от целей работы: распайка микросхем, работа с тонкими или толстыми проводами и крупными металлическими предметами. Для безопасной пайки подойдут паяльники с напряжением для питания 12 или 36 В, но они потребуют применения переходного оборудования. Универсальным будет напряжение 220 В. Есть паяльники с автономным питанием. Зарядки аккумуляторов хватит на 2 часа работы.

Для удобства пайки применяются жала паяльников различной формы и размеров. В качестве материала для жала применяется кованая медь. Удобнее применять инструмент со сменными жалами и приспособленными для изменения длины жала. При пайке толстостенных деталей применяют молотковый паяльник. Таким паяльником восстанавливают радиаторы автомобилей

В некоторых паяльниках для разогрева применяется газ. Небольшая горелка встроена компактно с емкостью для газа, заправляемой так же, как обычная зажигалка. Такой паяльник можно применять автономно, как и аккумуляторный.

Помимо паяльника и вспомогательного инструмента не обойтись без припоя. Существует множество разновидностей припоя. Большинство припоев в своем составе имеет олово и свинец. Отличие припоев друг от друга в разной температуре плавления и твердости состава. Бывают разные конфигурации внешнего вида припоев. Удобнее всего использовать припой в виде проволоки или прутка. Существуют прутки припоя с флюсом внутри.

Флюсы необходимы для удаления загрязнений и окислов с поверхностей соединяемых деталей и расплавленного припоя. Флюс обеспечивает хорошую смачиваемость припоя и диффузное проникновение в структуру металла.

Одним из популярных флюсов является канифоль.

Это вещество входит в состав многих флюсов. Имея паяльник, припой и флюс, уже можно паять. Все дополнительное, что нужно для пайки, приобретается одновременно с опытом.