Монтаж пайка несложных устройств электронной техники

Как правильно паять?

Советы и рекомендации по правильной пайке

Прежде чем начать рассматривать вопрос: ”Как правильно паять?” Нужно обозначить одно но…

Пайка бывает разная. Нужно понимать, что существует большая разница в методике пайки здоровенного резистора мощностью 2 Ватта на обычную печатную плату и, например, микросхемы BGA на многослойную плату сотового телефона.

Если в первом случае можно обойтись простейшим электрическим паяльником мощностью 40 Ватт, твёрдой канифолью и припоем, то во втором случае потребуется применение таких приборов, как термовоздушная станция, безотмывочный флюс, паяльная паста, трафареты и, возможно, станция нижнего подогрева плат.

Как видим, разница существенная.

В каждом конкретном случае нужно выбирать тот метод пайки, который является наиболее подходящим для конкретного вида монтажа. Так для пайки микросхем в планарном корпусе лучше применять термовоздушную пайку, а для монтажа обычных выводных резисторов, крупногабаритных электролитических конденсаторов стоит применять контактную пайку электрическим паяльником.

Рассмотрим простейшие правила обычной контактной пайки.

Для начала начинающему радиолюбителю вполне достаточно освоить обычную контактную пайку простейшим и самым дешёвым электрическим паяльником с медным жалом.

Сперва необходимо приготовить минимальный наборчик для пайки и паяльный инструмент. О том, как подготовить электрический паяльник к работе уже рассказывалось в статье о подготовке и уходе за паяльником.

Многие считают, что для пайки лучше использовать паяльник с невыгораемым жалом. В отличие от медного, невыгораемое жало не требует периодического затачивания и лужения, так как на его поверхности не образуются углублений – раковин.

Выгоревшее жало паяльника
(для наглядности медное жало предварительно обработано напильником).

На фото видно, что край медного жала неровный, а образовавшиеся углубления заполнены застывшим припоем.

Невыгораемое жало у широко распространённых паяльников, как правило, имеет конусообразную форму. Такое жало не смачивается расплавленным припоем, то есть с его помощью на жало нельзя брать припой. При работе таким паяльником припой к месту пайки доставляется с помощью тонкого проволочного припоя.

Понятно, что использовать припой в кусочках или стержнях при пайке паяльником с невыгораемым жалом затруднительно и неудобно. Поэтому тем, кто хочет научиться паять, лучше начинать свою практику с обычного электрического паяльника с медным жалом. Недостатки его использования легко компенсируются такими удобствами, как лёгкость использования припоев в любом исполнении (проволочном, стержневом, кусковом и т.п), возможность изменения формы медного жала.

Электрический паяльник с медным жалом удобен тем, что с его помощью можно легко дозировать количество припоя, которое необходимо донести к месту пайки.

Чистота спаиваемых поверхностей.

Первое правило качественной пайки – это чистота спаиваемых поверхностей. Даже у новых радиодеталей, купленных в магазине, выводы покрываются окислами и загрязнениями. Но с этими незначительными загрязнениями, как правило, справляется флюс, который применяют в процессе пайки. Если же видно, что выводы радиодеталей или медные проводники сильно загрязнены или покрыты окислом (зеленоватого или тёмно-серого цвета), то перед пайкой их нужно очистить либо перочинным ножом, либо наждачной бумагой.

Особенно это актуально, если при сборке электронного устройства применяются радиодетали, бывшие в употреблении. На их выводах обычно образуется тёмный налёт. Это окисел, который будет препятствовать пайке.

Лужение.

Перед пайкой поверхность выводов необходимо залудить – покрыть тонким и ровным слоем припоя. Если обратить внимание на выводы новых радиодеталей, то в большинстве случаев можно заметить, что их выводы и контакты залужены. Пайка лужёных выводов происходит быстрее и качественнее, так как отпадает необходимость в предварительной подготовке выводов к пайке.

Лужение провода и выводов радиоэлементов легко проводить обычным электрическим паяльником с медным жалом. Как известно, при подготовке паяльника к работе также производят лужение медного жала.

Чтобы залудить медный проводник для начала удаляют с его поверхности изоляцию и очищают от загрязнений, если таковые имеются. Затем нужно обработать поверхность пайки флюсом. Если в качестве флюса применяется кусковая канифоль, то медный провод можно положить на кусок канифоли и коснуться провода хорошо прогретым жалом паяльника. Предварительно на жало паяльника необходимо взять немного припоя.

Далее движением вдоль провода распределяем расплавленный припой по поверхности проводника, стараясь как можно лучше и равномернее прогреть сам проводник. При этом кусковая канифоль плавиться и начинает испаряться под действием температуры. На поверхности проводника должно образоваться ровное покрытие оловянно-свинцовым припоем без комочков и катышков.

Лужение медного провода

Расплавившаяся канифоль способствует уменьшению поверхностного натяжения расплавленного припоя и улучшает смачиваемость спаиваемых поверхностей. Благодаря флюсу (в данном случае – канифоли) обеспечивается равномерное покрытие проводника тонким слоем припоя. Также флюс способствует удалению загрязнений и предотвращает окисление поверхности проводников во время прогрева их паяльником.

Прогрев жала паяльника до рабочей температуры.

Перед началом пайки необходимо включить электрический паяльник и подождать, пока его жало хорошо прогреется и температура его достигнет значения 180 – 240°C.

Так как у обычного паяльника нет индикации температуры жала, то судить о достаточном нагреве жала можно по вскипанию канифоли.

Для проверки нужно кратковременно коснуться кусочка канифоли нагретым жалом. Если канифоль плохо плавиться и медленно растекается по жалу паяльника, то он ещё недогрет. Если же происходит вскипание канифоли и обильное выделение пара, то паяльник готов к работе.

В случае пайки недогретым паяльником, припой будет иметь вид кашицы, будет быстро застывать, а поверхность паяного контакта будет иметь шероховатый вид с тёмно – серым оттенком. Такая пайка является некачественной и быстро разрушается.

Качественный паяный контакт имеет характерный металлический глянец, а его поверхность ровная и блестит на солнце.

Также при пайке различных радиодеталей стоит обращать внимание на площади спаиваемых поверхностей. Чем больше площадь проводника, например, медной дорожки на печатной плате, тем мощнее должен быть паяльник. При пайке происходит теплопередача и кроме самого места пайки происходит и побочный прогрев радиодетали или печатной платы.

Если от места пайки происходит существенный теплоотвод, то маломощным паяльником невозможно хорошо прогреть место пайки и припой очень быстро остывает, превращаясь в рыхлую субстанцию. В таком случае нужно либо дольше нагревать спаиваемые поверхности (что не всегда возможно или не приводит к желаемому результату), либо применять более мощный паяльник.

Для пайки малогабаритных радиоэлементов и печатных плат с плотным монтажом лучше использовать паяльник мощностью не более 25 Ватт. Обычно в радиолюбительской практике используются паяльники мощностью 25 – 40 Ватт с питанием от сети переменного тока 220 вольт. При эксплуатации электрического паяльника стоит регулярно проверять целостность изоляции сетевого шнура, так как в процессе работы нередки случаи её повреждения и случайного оплавления разогретыми частями паяльника.

При запаивании либо выпаивании радиодетали с печатной платы желательно следить за временем пайки и ни в коем случае не перегревать печатную плату и медные дорожки на её поверхности свыше 280°C.

Если произойдёт перегрев платы, то она может деформироваться в месте нагрева, произойдёт расслоение или вздутие, отслоятся печатные дорожки в месте нагрева.

Температура свыше 240-280°C является критической для большинства радиоэлементов. Перегрев радиодеталей во время пайки может вызвать их порчу.

При спайке деталей очень важно жёстко их зафиксировать. Если этого не сделать, то любая вибрация или смещение нарушит качество пайки, так как припою требуется несколько секунд для того чтобы затвердеть.

Для того чтобы качественно производить пайку деталей “на весу” и избежать смещения или вибрации во время остывания паяного контакта можно использовать приспособление, которое в быту радиолюбителей называется “третья рука”.

Такое нехитрое устройство позволит не только легко и без особых усилий производить пайку деталей, но и избавит от ожогов, которые можно получить, если придерживать детали во время пайки рукой.

«Третья рука» в работе

Меры безопасности при пайке.

В процессе пайки довольно легко получить пусть и небольшой, но ожог. Чаще всего ожогам подвергаются пальцы и кисти рук. Причиной ожогов, как правило, является спешка и плохая организация рабочего места.

Нужно помнить, что в процессе пайки не стоит прикладывать больших усилий к паяльнику. Нет смысла давить им на печатную плату в надежде быстрого расплавления паяного контакта. Нужно дождаться, когда температура в месте пайки достигнет необходимой. В противном случае возможно соскальзывание жала паяльника с платы и случайное касание раскалённым металлом пальцев рук или ладони. Поверьте, ожоговые раны очень долго заживают !

Также стоит держать глаза подальше от места пайки. Нередки случаи, что при перегреве печатная дорожка на плате отслаивается с характерным вспучиванием, что ведёт к разбрызгиванию мельчайших капелек расплавленного припоя. Если есть защитные очки, то стоит применить их. Как только будет получен достаточный опыт пайки, то от защитных очков можно отказаться.

Производить пайку желательно в хорошо проветриваемом помещении. Пары свинца и канифоли вредны для здоровья. Если нет возможности проветривать помещение, то стоит делать перерывы между работой.

Источник

Пошаговая инструкция по пайке паяльником

Пайка — это надежный и популярный способ соединения проводов и деталей. Зная, как правильно паять паяльником и освоив все тонкости процесса, можно проводить самостоятельно несложные работы, не прибегая к помощи мастеров.

Паяльник относится к травмоопасным приборам, поэтому при его эксплуатации следует соблюдать осторожность

Что такое пайка

Пайка — это способ соединения металлических деталей с помощью более легкоплавкого металла. Сам по себе процесс представляет собой проникновение одного вещества в другое при высокой температуре (180-250 градусов).

Важно! Главным является качественное прогревание деталей, подлежащих пайке, с последующим закреплением их припоем.

Технология пайки паяльником

Существует два вида технологий, а именно с использованием флюса или с канифолью. Стоит отметить, что выбор технологии проведения работ целиком и полностью зависит от мастера, здесь каждый исходит из собственного опыта.

Пайка с канифолью

Паять инструментом с канифолью намного сложнее, чем с использованием флюса. Однако, мастерски овладев техникой, любой человек может выполнить 90 процентов задач.

Ярким примером станет техника, как правильно паять провода паяльником. Первоначально следует его прогреть: жало инструмента приложить плоскостью. Затем опустить провод с прижатым жалом в канифоль. После выполнения данной процедуры он становится подготовленным. Затем, жалом прибора необходимо взять небольшую часть припоя и нанести его на провод.

Жало прибора нужно очистить металлической губкой и коснувшись канифоли, провести прибором по плате, при этом останется тонкий слой канифоли на поверхности. После выполнения данных манипуляций, поверхности становятся подготовленными. В завершение, следует прижать к проводу жало тонким слоем припоя и «пройтись» по месту спайки.

Важно! Если работа выполнена безошибочно, то поверхность будет блестеть, а соединение иметь высокую прочность.

Пайка с флюсом

Для пайки потребуется окунуть во флюс кисточку и переместить ее на место спайки. Затем, нанести припой и приступить к процессу.

Казалось бы, процедура проста и выполнить ее может даже человек, не имеющий опыта. Однако, это не так. Работа с кислотой имеет массу сложностей:

• под каждый материал следует подбирать свой флюс, поскольку они не взаимозаменяемы и зачастую могут давать обратный эффект;
• категорически запрещено применять через чур активные флюсы на микросхемах;
• по окончании эксплуатации прибора важно удалить остатки флюса, в противном случае он будет способствовать разложению металла.

Что может понадобиться для пайки

Для пайки необходим источник тепла: открытое пламя, электрическая спираль или луч лазера. Последний способ подходит даже если нужно спаять чистейшим металлическим материалом. В домашних условиях используют электрический прибор, который предназначен для:

• различных электросхем и в том случае, когда нужно спаять радиодеталь;
• ремонта электрического оборудования;
• лужения припоем изделий из металла.

Итак, что же нужно для пайки паяльником? Об этом подробнее дальше.

Для работы рекомендуется использовать специальную подставку

Паяльник

Ручное устройство используется для:

• прогрева соединяемых деталей;
• нагрева припоя;
• нанесения жидкого припоя на элементы, подлежащие соединению.

Важно! Для работы бытового паяльника необходимо напряжение электрической сети 12 и 220 в.

Припой

Для эксплуатации агрегата мастеру может потребоваться припой — сплав олова со свинцом. Он бывает, как в форме трубки, так и проволоки. Трубчатый припой более удобен в эксплуатации.

Для домашних целей паяют сплавами с меньшим процентом содержания олова. Кроме того, используют мягкие и твердые припои. Первые имеют температуру плавления до 450 градусов, остальные относятся к твердым.

Процесс обязательно осуществляют под флюсом, который обеспечивает:

• максимальное сцепление с ним сплава;
• растворение окисных пленок.

Зачастую применяют канифоль, а также составы в которые она входит. Для размягчения материала достаточно температуры 50 градусов, при 200 градусов она уже кипит.

С помощью флюса можно определить готовность к пайке

Паяльные пасты

Паяльные пасты также необходимы для пайки. Они представляют собой смесь из припоя и флюса. Позволяют осуществить пайку в любых местах. Состав наносят на компонент, а затем жалом прогревают его.

Приготовить состав можно своими руками в домашних условиях. Для этого необходимо соединить оловянные опилки и жидкий флюс. Масса должна по консистенции напоминать гель.

Важно! Хранить самостоятельно приготовленную паяльную пасту допустимо не более 6 месяцев.

Подставка для паяльника

Подставка для инструмента необходима в первую очередь для безопасности. В процессе эксплуатации прибор нагревается до максимальной температуры, поэтому в перерывах между работой его следует ставить на подставку. Для мощных приборов используют подставку с двумя опорами, которая может крепко держать прибор.

Оплетка для удаления припоя

Пайка с оплеткой осуществляется, когда работа заключается в удалении припоя с печатной платы при демонтаже деталей. Принцип следующий: в процессе сетка «принимает» припой, за счет капиллярных сил.

Перед каждой эксплуатацией прибор нужно проверять на техническую исправность

Вспомогательные приспособления для пайки

Чтобы использование паяльника было комфортным и главное безопасным для работника, могут потребоваться дополнительные инструменты. Чтобы определить, что нужно для пайки паяльником, следует разобраться в каком конкретном случае и какие приспособления используются.

Подставка для паяльника

Отнести подставку к вспомогательным предметам можно условно, поскольку ее роль существенна в процессе эксплуатации агрегата. Паяльник, в перерывах между работой, нужно ставить на свое место, которое специально выделено для этой цели на рабочем столе. Такое простое правило позволит работнику обезопасить себя от получения случайного ожога в процессе эксплуатации прибора.

Важно! Рекомендуется выбирать модель с дополнительной подставкой под губки.

«Третья рука»

Для работы очень удобно использовать «третью руку». Прибор получил такое наименование за счёт надёжной фиксации объектов пайки в абсолютно любом положении, к примеру, это может быть чайник, светодиодный материал или труба.

С помощью паяльника можно восстановить изделия из самых различных материалов

Очистители для жал

В ходе пайки жало быстро окисляется, поэтому его регулярно нужно очищать от окислов и нагара. Для этого применяются целлюлозные губки и стружка для очистки.

Ручной инструмент

К полезным ручным приспособлениям относят:

Применение пинцетов позволяет сделать комфортным пайку и демонтаж электронных элементов на платах. Использовать разрешено как обычные прямые модели, так и с загнутым хвостиком.

При проведении пайки обойтись без кусачек очень сложно, так как с их помощью мастер может безопасно удалить остатки ножек радиокомпонентов при пайке их на плату.

В стандартный комплект дополнительных инструментов для пайки входят зажимы и держатели разного типа. Зачастую в комплекте идут щеточки для очистки плат и лента.

Прибор следует регулярно очищать от различных загрязнений

Подготовка

Правильная подготовка позволит работнику избежать трудностей в ходе эксплуатации инструмента и травм.

Рабочего места

В первую очередь важно обеспечить достаточное освещение— не меньше 500 люкс. При необходимости улучшить условия можно путем использования источника местного освещения.

Также следует уделить внимание вентиляции. Помещение лучше всего оборудовать вытяжкой, но если это невозможно, то в ходе работы мастеру потребуется делать небольшие перерывы, для проветривания рабочего места.

Важно! Если в качестве материала для пайки выступает полипропилен или пластиковый элемент, то работать с ним в неотапливаемом помещении не рекомендуется. Также полипропиленовый материал не следует паять при минусовой температуре.

Выбор паяльника по мощности

Для работы используют приборы различной мощности. Чтобы выбрать конкретную модель, чаще всего учитывают то, что:

• для работы с электроникой используют маломощные паяльники;
• если необходимо спаивать толстый слой меди, применяют 100-ваттный инструмент;
• для массивных деталей используют модели с мощностью 200 Вт.

Важно! Определить мощность инструмента можно «на глаз»: чем больше он по размерам, тем выше его мощность.

Подготовка паяльника к работе

Перед первой эксплуатацией агрегата важно убрать остатки заводской смазки с его корпуса. В противном случае они будут выгорать, в результате чего образуется неприятный запах. Кроме того, жало нужно также очистить от оксидной пленки.

Подготовка деталей к пайке

Паяют детали всегда в несколько шагов. Изначально следует подготовить поверхность проводника:

• удалить оксидную пленку с последующим обезжириванием;
• выполнить облуживание.

После выполнения данных действий можно приступать к соединению деталей. Важно также зачистить провода, которые ранее использовались.

Также следует снять оксидную пленку. Выполнить действие можно с помощью наждачной бумаги, ножа или напильника. Паять деталь разрешено только после обезжиривания.

Залудить проводник из меди нужно под флюсом, после прогрева припой должен покрыть поверхность материала тонким слоем. Если имеется наплыв, пайку стоит отложить. В данном случае припой нужно расположить вертикально и провести паяльником с верхней в нижнюю точку.

Если же нужно паять алюминий, то следует совместить процесс зачистки и обслуживания. Для этого провод, покрытый канифолью, необходимо поместить в наждачную бумагу, разогреть его с одновременным вращением.

Перед эксплуатацией инструмента требуется очистить жало

Разогрев и выбор температуры

Чтобы правильно паять инструментом, мастеру важно научиться определять хорошо ли разогрето место пайки. Если применяется обычный паяльник, то ориентироваться можно на канифоль и флюс, а именно на их поведение. Так, при достаточном разогреве, они кипят, выделяют пар, но ни в коем случае не горят.

Если используется паяльная станция, то исходить необходимо из следующих правил:

• температура, при которой происходит нагрев деталей должна быть на 40-80 градусов больше температуры плавления припоя;
• температура наконечника инструмента должна быть на 20-40 градусов выше температуры нагрева деталей.

Важно! При нагреве следует ориентироваться на состояние канифоли — когда она кипит, но не дымится, стоит начать припаивать материал.

Пошаговая техника пайки проводов

Существует пошаговая инструкция, которую работнику необходимо соблюдать, чтобы не столкнуться с дополнительными сложностями:

1. Удалить изоляцию на длине 3-5 см.
2. Зачистить и обезжирить соединяемые жилы.
3. Выполнить плотную скрутку проводов.
4. Нанести флюс на полученный сросток.
5. Набрать на жало припой и припаять скрутки.
6. Полученный сросток нужно изолировать.

Возможные проблемы при пайке

В ходе эксплуатации паяльника, могут возникнуть проблемы, которые мастеру потребуется устранить. Однако, большую часть недочетов можно определить «на глаз», к примеру:

• холодная пайка — припой имеет тусклый цвет, прочность контакта низкая, в результате чего со временем он разрушается;
• перегрев компонентов — припой не покрывает поверхность;
• перемещение компонентов, подлежащих соединению, до полного затвердевания припоя.

Важно! Устранить все вышеперечисленные проблемы возможно путем повторной пайки.

Меры безопасности

Важно не только знать, как работать паяльником, но и изучить меры безопасности при его эксплуатации, поскольку их выполнение позволяет:

• защитить кожу от термических ожогов;
• предотвратить возгорание;
• защититься от поражения током.

Перед тем, как приступить к эксплуатации паяльника, мастеру необходимо убедиться в том, что кабель питания находится в исправном состоянии. Жало не должно соприкасаться с предметами и поводками.

В процессе эксплуатации паяльника, брать его разрешено только за ручку — держать включенный инструмент за корпус, опасно для здоровья. В перерывах между работой инструмент следует помещать на подставку.

Важно! Рекомендуется перед самостоятельными действиями пройти обучение у мастеров, чтобы начинающая практика не обернулась рядом ошибок.

Зная, как пользоваться паяльником, мастер сможет выполнить качественно любую работу. Важно, помнить о соблюдении техники безопасности, поскольку при неправильном применении инструмент способен нанести серьезный вред здоровью.

Источник