Как паять микросхемы и что означает bga? Пайка электрических схем — особенности выполнения процедуры.
Все знают, что такое паяльник, и для чего он нужен, но не все умеют им пользоваться. А инструмент это весьма полезный не только в телевизионной мастерской, но и в домашнем хозяйстве. С его помощью можно качественно восстановить оборванный кабель, отремонтировать электроинструмент, бытовую технику и многое другое. Однако паяльником надо уметь орудовать, а также надо уметь правильно подобрать расходные материалы.
Если речь не идет о пайке микросхем и высоковольтного оборудования, то сам процесс не представляет какой-либо сложности. Большинство бытовых задач можно выполнить самостоятельно, не обращаясь к специалисту.
Устройство паяльника
Электрический паяльник обязательно имеет нагреватель. Нагреватель может быть нихромовым или керамическим. Керамические нагреватели по-своему хороши, но они довольно требовательны к условиям работы. Поэтому для домашнего хозяйства лучше всего подойдут электрические паяльники со спиральным нагревателем (ЭПСН). Это довольно неприхотливые и, что немаловажно, недорогие приборы.
Рабочей частью паяльника является жало. Нагреватель доводит его до высокой температуры, позволяющей плавить оловянный припой, которым ведется пайка. На корпусе паяльника обычно имеется винт, который фиксирует жало и с помощью которого можно регулировать его вылет. Ручка паяльника имеет расширение или отдельный фартук, который не дает руке даже случайно соскользнуть на разогретую часть.
В последние годы появились компактные газовые паяльники, сразу составившие конкуренцию паяльникам электрическим. Заправляются они очищенным бутаном, точно таким же, который используется для заправки зажигалок. Пайка газовым паяльником происходит за счет воздействия открытого пламени миниатюрного сопла. Температура пламени может регулироваться в пределах 750-1200°С. На одной заправке паяльник может работать 60-90 минут в зависимости от настройки. Такой инструмент способен полностью заменить электрический паяльник мощностью 150 Вт. Для бытовых нужд его более чем достаточно, если, конечно, речь не идет о пайке труб или кастрюль.
Выбор паяльника
Прежде всего, надо определить, для каких целей приобретается паяльник. Для дома обычно берут прибор, которым можно спаять кабели, провода, починить штекеры аппаратуры и т.д. Для этих целей подойдет прибор мощностью 25 Вт. Более мощные приборы применяются при пайке массивных деталей, а это уже промышленное применение. В то же время не стоит покупать слишком маломощные паяльники на 5-15 Вт. Они предназначены для пайки микросхем и тонкой аппаратуры, например для ремонта мобильных телефонов.
Обращают внимание при покупке паяльника для дома и на его входящее напряжение. Необходимо, чтобы это был прибор, работающий от 220 В, а не от 12 или 24…. Желательно чтобы у паяльника была вилка европейского образца. Современные дома уже все чаще оснащаются заземлением, которое в данном случае исключит электротравму при пробое на корпус.
Если жало в паяльнике извлекается, значит, при необходимости его можно заменить. Узнать это очень просто - паяльники со сменным жалом имеют болт (болты) фиксации на корпусе. Болт позволяет регулировать длину вылета, а она в свою очередь влияет на температуру открытой части.
Жала бывают медными и никелированными. Последние не обгорают, поэтому практически не нуждаются в уходе. Однако они несколько дороже. Красномедные жала время от времени необходимо чистить от припоя и править напильником. Никаких сложностей в этих операциях нет - берется напильник и с его помощью жалу придается требуемая форма. Желательно делать это при снятом жале, зажатом в тисках.
Что касается формы паяльников, то кроме классической «ручечной» формы в продаже можно встретить так называемые «пистолеты». Разница между ними только в форме ручки. Пистолетными бывают также быстроразогревающиеся паяльники с трансформатором, но они уже относятся к приборам профессионального класса. Многие специалисты считают, что классическая форма паяльника удобнее в работе.
Расходники для пайки
Припой . Соединение деталей при помощи пайки подразумевает использование припоя - сплава олова со свинцом. Процесс пайки можно сравнить с горячим склеиванием. Клеем в таком случае выступает припой.
Пропорции олова и свинца в припоях могут быть разными. Производители наносят маркировку, где цифрой обозначается процент олова, например ПОС-61 - припой оловянно-свинцовый, в котором содержание олова составляет 61%. Припой из такого сплава будет плавиться при температуре 180°С. Это намного меньше, чем температура плавления меди или алюминия, паять которые приходится чаще всего.
Изменения соотношения свинца и олова отражается и на температуре плавления припоя. Например, если олова в припое 40%, то температура плавления у такого сплава составит 240°С, а если олова 90%, то сплав начинает плавиться только при 310°С.
Маркировка припоев импортного производства отличается от отечественной. Чтобы понять, что за сплав перед вами, необходимо заглянуть в сопроводительные документы или поискать расшифровку маркировки в сети Интернет. Однако при бытовой пайке сплав припоя особого значения не имеет. Самый тугоплавкий припой плавится при 300°С, что также ниже t(пл.) меди или алюминия. Но работать легче всего с легкоплавкими припоями, поэтому следует отдавать предпочтение сбалансированным припоям, где олова и свинца примерно одинаково.
Удобнее всего пользоваться припоем в виде проволоки диаметром 1-3 мм. В продаже встречаются припои в виде трубки, заполненной флюсом. Такой припой - на любителя; многие специалисты отдают предпочтение простому проволочному припою, который оставляет возможность точнее дозировать припой и флюс.
Флюс необходим для защиты металлических деталей от теплового окисления. Медное жало паяльника быстро окисляется, в результате чего на нем образуется неметаллическая пленка, к которой плохо пристает припой. Флюс удаляет пленку окислов и способствует равномерному распределению припоя. Обработка деталей и контактов флюсом называется лужением.
Встречаются два вида флюсов - кислотные и некислотные. Кислотные флюсы чаще всего используют при пайке железных сплавов (чугун, сталь). После работы с кислотным флюсом необходимо удалить его остатки, чтобы кислота не разъедала металл. Работать с кислотными флюсами нужно очень осторожно, т.к. кислота легко разъедает кожу.
Из некислотных флюсов наиболее распространена канифоль - очищенная сосновая сера. Для большинства бытовых задач канифоли вполне достаточно. Качественная канифоль прозрачна и имеет янтарный цвет; она не так быстро пачкает жало и не сильно дымит. Можно также иметь под рукой ортофосфорную кислоту для случаев, когда окисление значительное.
Технология пайки
Когда нужно припаять одну деталь к другой, спаять контакт или концы проводов, наша задача заключается в том, чтобы закрепить спайку припоем.
- Хороший контакт и прочность спайки зависит от качества выполнения работы. Спаиваемые детали должны быть хорошо очищены, обезжирены и прогреты.
- Если выполняется пайка электрического провода или любых других электродеталей, необходимо убедиться в том, что они не находятся под напряжением.
- Производить пайку лучше всего под кухонной вытяжкой, чтобы дым канифоли сразу удалялся из помещения.
- Очень важно не перегреть спаиваемые детали. Сами они вряд ли расплавятся от паяльника, но пластик (например, изоляция провода) может пострадать от высокой температуры. Поэтому время воздействия высокой температуры на детали должно быть минимальным. Желательно произвести пайку в один заход.
- Соединяемые пайкой детали нужно залудить - обработать флюсом и припоем. Залуженные провода перестают гнуться, поэтому их скручивают без лужения и только потом паяют.
- При сращивании кабелей или проводов производят зачистку концов от изоляции, зачищают сам провод механически и обрабатывают флюсом при помощи паяльника. Чтобы качественно изолировать спаянные провода необходимо предварительно надеть на них кембрики из термоусадочного полимера. После этого концы провода свивают между собой и фиксируют припоем, который в итоге должен покрыть всю контактную часть.
- Место спайки закрывается термоусадочным кембриком, который после нагрева обволакивает спайку и надежно ее изолирует от контакта с другими проводами.
- Проволочный припой удобно подавать к месту спайки, а не набирать олово жалом. Но поскольку у человека только две руки, подавать припой получается только в том случае, если детали надежно зафиксированы. Не пытайтесь паять навису - только зря потратите время и нервы. Лучше сначала зафиксировать зажимом спаиваемые детали, а уже потом их паять.
Вот собственно и вся технология. Как видите, она нехитрая. Главное - соблюсти несколько простых правил и понимать, что для чего делается и в каком порядке.
Искусство пайки нужно постигать постепенно. Начиная от спаивания проводов и переходя к печатным платам — каждый из способов имеет свои тонкости как в подборе расходников для пайки, так и в технике. Сегодня мы поделимся с читателями азами паяльного дела и базовыми навыками работы.
В чём суть пайки
В паяльном деле используется способность одних металлов в расплавленном состоянии эффективно растекаться по поверхности других под действием гравитации и умеренного поверхностного натяжения. Соединение пайкой неразъёмное: две соединяемые детали как бы обволакиваются слоем припоя и остаются неподвижными после его застывания.
Поскольку мы будем рассматривать пайку именно в контексте пайки металлов, то наиболее важными параметрами будут прочность механического и проводимость электрического соединения. В большинстве случаев это прямо пропорциональные величины и если две детали плотно схвачены, то и проводимость между ними тоже будет высокой. Однако припой имеет удельное сопротивление выше, чем даже у алюминия, поэтому его слой должен быть как можно более тонким, а укрывистость — максимально высокой.
Для того чтобы пайка была возможна в принципе, существует два условия. Первое и важнейшее — чистота деталей в месте спайки. Припой присоединяется к поверхности металла на атомном уровне и наличие даже малейшей оксидной плёнки или загрязнений сделает надёжное прилипание невозможным.
Второе условие — температура плавления припоя должна быть значительно ниже температуры спаиваемых деталей. Это кажется очевидным, но существуют припои с температурой плавления выше, чем у алюминия, к примеру. Кроме того, если реальная разница в температурах плавления недостаточно высока, при застывании припоя температурная усадка деталей может помешать нормальному формированию кристаллической решётки припоя.
Флюсы и припои — как правильно подобрать
По описанным выше причинам правильный выбор флюса и припоя — это практически половина успеха в паяльном деле. К счастью, имеются вполне универсальные марки, подходящие для большинства задач. Отрасль применения почти всех флюсов и припоев вполне доходчиво указывается на этикетках, но некоторые аспекты их применения всё же нужно знать.
Начнём с флюсов. Их применяют для протравливания деталей, снятия и растворения оксидной плёнки с дальнейшей защитой металла от коррозии. Пока поверхность покрыта флюсом, можно быть уверенным в её чистоте, как и в том, что расплавленное олово будет хорошо её смачивать и растекаться.
Флюсы различают по типу металлов и сплавов соединяемых деталей. В основном это смеси металлических солей, кислот и щелочей, активно вступающих в реакцию при нагреве паяльником . Ну а поскольку оксидных форм и загрязнений существует достаточно много, коктейль должен специально подбираться под конкретный тип металлов и сплавов.
Условно флюсы для пайки делятся на два типа. Активные флюсы создаются на основе неорганических кислот, в основном хлорной и соляной. Недостаток их в необходимости смывки сразу по завершении пайки, иначе остатки кислот вызывают довольно сильное корродирование соединения и сами по себе обладают достаточно высокой проводимостью, способной вызвать замыкание. Зато активными флюсами можно паять практически что угодно.
Второй тип флюсов создаётся, преимущественно, на основе канифоли, которая может использоваться и в чистом виде. Жидкий флюс гораздо удобнее в нанесении, в него также входят спирт и/или глицерин, полностью испаряющиеся при нагреве. Канифольные флюсы наименее эффективны при пайке стали, однако для цветных металлов и сплавов используют преимущественно их или другие соединения органической химии. Канифоль также требует смывки, ибо в долгосрочной перспективе она способствует корродированию и может становиться проводимой, набирая влагу из воздуха.
Жидкая и твёрдая канифоль
С припоями всё несколько проще. В основном для пайки используются свинцово-оловянные припои марки ПОС. Цифра после маркировки означает содержание олова в припое. Чем его больше, тем выше механическая прочность и электропроводность соединения и при этом ниже температура плавления припоя. Свинец используется для нормализации процесса застывания, без него олово может растрескаться или покрыться иглами.
Существуют специальные типы припоев, прежде всего — бессвинцовые (БП) и прочие нетоксичные, в них свинец заменён индием или цинком. Температура плавления у БП выше, чем у обычных, но соединение прочнее и более устойчиво к коррозии. Есть также легкоплавкие припои, растекающиеся уже при 90-110 ºС. К таким относятся сплавы Вуда и Розе, используют их для пайки компонентов, чувствительных к перегреву. Специальные припои находят главное применение при пайке радиоаппаратуры.
Мощность и виды паяльников
Главным отличием паяльного инструмента является тип источника его питания. Для обывателей наиболее знакомы сетевые паяльники, питающиеся от 220 В. Их используют главным образом для пайки проводов и более массивных деталей, ибо перегреть медный провод практически невозможно за исключением, разве что, оплавления изоляции.
Плюс сетевых паяльников в их высокой мощности. За счёт неё обеспечивается качественный и глубокий прогрев детали, плюс не требуется громоздкого блока питания для работы. Из недостатков можно выделить невысокое удобство работы: паяльник довольно тяжёлый, жало расположено далеко от ручки и для тонкой работы такой инструмент не годится.
Паяльные станции используют термоконтроль для поддержания стабильного уровня температуры. Такие паяльники не обладают значительной мощностью, обычно 40 Вт — это уже потолок. Однако для чувствительной к перегреву электроники и пайки мелких деталей этот инструмент подходит наилучшим образом.
Выбор жала и уход за ним
Жала для паяльников различают по форме и материалу. С формой всё просто: самым примитивным и в то же время универсальным является шиловидное жало. Возможны вариации в форме лопаточки, конуса с затуплённым концом, со скосом и прочие. Главная задача при выборе формы — добиться максимальной площади соприкосновения с конкретным типом спаиваемых деталей, чтобы нагрев был мощным и при этом непродолжительным.
По материалу почти все жала медные, однако бывают с покрытием и без него. Покрывают медные жала хромом и никелем для увеличения жаростойкости и устранения окисления поверхности меди. Жала с покрытием очень долговечные, но несколько хуже смачиваются припоем и требуют бережного отношения. Для их чистки используют латунную стружку и вискозные губки.
Жала без покрытия можно по праву отнести к расходникам для пайки. Такое жало при работе периодически покрывается слоем окислов и припой перестаёт к нему прилипать. Рабочую кромку нужно заново зачистить и залудить, поэтому при интенсивном использовании жало стачивается достаточно быстро. Для замедления обгорания жала его рекомендуется предварительно отковать, а затем обточить для придания нужной формы.
Пайка проводов
Провода паять наиболее просто. Концы жил окунаем в раствор флюса и проводим по ним паяльником, жало которого обильно смочено во флюсе. В процессе лужения излишки расплавленного припоя желательно стряхивать. После нанесения полуды из проводов формируют скрутку, а затем тщательно прогревают её с небольшим количеством припоя, заполняя свободное пространство между жилами.
Возможен и иной способ, когда перед скручиванием провода просто тщательно смачивают флюсом и паяют без предварительного лужения. Особенно такой метод популярен при пайке многопроволочных жил и проводков небольшого диаметра. Если флюс качественный, а паяльник обеспечивает достаточно сильный прогрев, даже скрутка из 3-4 «пушистых» жил по 1,5 мм 2 хорошо пропитается оловом и будет надёжно спаяна.
Обратите внимание, что в электромонтаже , то есть внутри распределительных коробок, паять проводку не принято. В первую очередь по причине неразъёмности соединения, плюс ко всему спайка обладает значительным переходным сопротивлением и всегда есть высокий риск её корродирования. Провода паяют исключительно при соединениях внутри электроприборов или для лужения концов многопроволочных жил перед их затяжкой винтовыми клеммами.
Работа с электронными компонентами
Пайка электроники — наиболее обширная и сложная тема, требующая опыта, навыков и специального оборудования. Однако заменить неисправный элемент на печатной плате сможет и дилетант даже при наличии одного лишь сетевого паяльника.
Выводные элементы (которые с ножками) паять проще всего. Они предварительно неподвижно фиксируются (пластилином, воском) выводами в отверстиях платы. Затем с обратной стороны паяльник плотно прижимается к хвосту для его прогрева, после чего в место спайки вводится проволочка припоя, содержащего флюс. Слишком много олова не нужно, достаточно чтобы оно затекло в лунку со всех сторон и образовало некое подобие вытянутого колпака.
Если выводной элемент болтается и его нужно придерживать руками, то место спайки сперва смачивается флюсом. Его нужно очень небольшое количество, здесь оптимально использовать флаконы от лака для ногтей, предварительно промытые ацетоном. Олово при такой технике пайки набирается на паяльник в небольшом количестве и его капелька аккуратно подносится к выводу элемента в 1-2 мм от поверхности платы. По ножке припой стекает, равномерно заполняя лунку, после чего паяльник можно убирать.
Очень важно, чтобы соединяемые детали оставались неподвижными до полного остывания припоя. Даже малейшее нарушение формы олова при кристаллизации приводит к так называемой холодной спайке — дроблению всей массы припоя на множество мелких кристаллов. Характерный признак такого явления — резкое помутнение припоя. Его нужно разогреть заново и дождаться равномерного остывания в полной неподвижности.
Некачественная, холодная пайка
Для поддержания олова в жидком состоянии, достаточно чтобы паяльник контактировал залуженной поверхностью жала с любой точкой увлажнённого участка. Если паяльник буквально прилипает к спаиваемым деталям, это свидетельствует о недостатке мощности для нагрева. Для пайки чувствительных к нагреву полупроводниковых элементов и микросхем обычный припой можно смешивать с легкоплавким.
Пайка массивных деталей
Наконец, кратко расскажем о пайке деталей с высокой теплоёмкостью, таких как кабельные муфты, баки или посуда. Требование к неподвижности соединения здесь наиболее важно, крупные детали предварительно соединяют струбцинами, мелкие — комками пластилина, перед пропайкой соединения его прихватывают точечно в нескольких местах и снимают скрепы.
Паяют массивные детали как обычно — сперва полуда на месте соединения, затем заполнение шва жидким припоем. Однако припой в этих целях используют специальный, обычно тугоплавкий и способный сохранять высокую герметичность, а также хорошо выдерживающий частичный нагрев.
При такой пайке крайне важно поддерживать детали хорошо прогретыми. Для этих целей паяльный шов непосредственно перед местом спаивания подогревают газовой горелкой , а вместо обычного электрического паяльника используют массивный медный топорик. Его также постоянно подогревают в пламени горелки, попутно смачивая припоем, а затем заполняют соединение, частично расплавляя предыдущий шов на несколько миллиметров.
Подобная техника пайки с подогревом может использоваться и при работе обычным паяльником, например, при спайке толстых жил кабеля. Жало в этом случае выступает лишь оперативным инструментом для тщательного распределения олова, а основным источником нагрева служит газовая горелка.
Как правильно паять?
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.
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.
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 0 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 0 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 0 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 ”.
"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.
Пайка паяльником относится к наиболее распространенным и простым способам пайки, однако она имеет два существенных ограничения. Во-первых, паяльником можно паять только низкоплавкими (мягкими) припоями, а во-вторых, им нельзя (или, во всяком случае, затруднительно) паять массивные детали с большим теплоотводом - из-за невозможности прогреть их до температуры плавления припоя. Последнее ограничение преодолевают, подогревая паяемую деталь внешним источником тепла - газовой горелкой, электрической или газовой плитой или каким-то иным способом, - но это усложняет процесс пайки.
Перед тем как паять паяльником, нужно обзавестись всем необходимым. К основным инструментам и материалам, без которых пайка невозможна, относится сам паяльник, припой и флюс.
Паяльники
В зависимости от способа нагрева паяльники бывают "обычными"-электрическими (со спиральным или керамическим нагревателем), газовыми (с газовой горелкой), термовоздушными (тепло передается воздушным потоком), индукционными. Массивные молотковые паяльники могут разогреваться не только электроэнергией, но и по старинке - открытым пламенем.
Как пользоваться таким паяльником, можно узнать из описаний технологии жестяных работ, именно там они использовались чаще всего. В наше время обычно пользуются электрическими паяльниками в силу их доступности и удобства пользования. Но первые паяльники нагревались на открытом пламене.
Основным параметром, по которому подбирается паяльник, является его мощность, определяющая величину теплового потока, передающегося к паяемым деталям. Для пайки электронных компонентов используются приборы мощностью до 40 Вт. Тонкостенные детали (с толщиной стенки до 1 мм) требуют мощности 80-100 Вт.
Для деталей с толщиной стенки 2 мм и более понадобятся паяльники мощностью выше 100 Вт. Такими являются, в частности, молотковые электрические паяльники, потребляющие до 250 Вт и выше. К самым энергоемким паяльникам относится, например, молотковый паяльник Ersa Hammer 550 мощностью 550 Вт. Он способен нагреваться до температуры 600°C и предназначен для паяния особо массивных деталей - радиаторов, деталей машин. Но у него неадекватная цена.
Помимо массивности детали, на необходимую мощность паяльника влияет и теплопроводность паяемого металла. С ее увеличением мощность прибора и температуру его нагрева необходимо увеличивать. При пайке паяльником деталей из меди он должен быть нагрет сильнее, чем при пайке такой же по массе детали, но изготовленной из стали. К слову сказать, при работе с изделиями из меди может возникать ситуация, когда из-за высокой теплопроводности металла, при паянии будет происходить распайка мест, выполненных ранее.
Припои
При пайке электрическими паяльниками применяются низкотемпературные оловянно-свинцовые (ПОС-30, ПОС-40, ПОС-61), оловянно-серебряные (ПСр-2, ПСр-2.5) или иные припои и чистое олово. К недостаткам припоев, содержащих свинец, относится вредность последнего, к достоинствам - лучшее качество пайки, чем у бессвинцовых припоев. Для паяния пищевой посуды применяется чистое олово.
Флюсы
Принято считать, что хорошо паяются олово, серебро, золото, медь, латунь, бронза, свинец, нейзильбер. Удовлетворительно - углеродистые и низколегированные стали, никель, цинк. Плохо - алюминий, высоколегированные и нержавеющие стали, алюминиевая бронза, чугун, хром, титан, магний. Однако, не оспаривая этих данных, можно утверждать - нет плохо паяемого металла, есть плохая подготовка детали, неправильно подобранный флюс и неверный температурный режим.Подобрать при пайке нужный флюс - значит решить главную проблему пайки. Именно качество флюса определяет в первую очередь паяемость того или иного металла, легкость или трудность самого процесса пайки и прочность соединения. Флюс должны соответствовать материалу паяемых изделий - своей способностью разрушать его окисную пленку.
Кислые (активные) флюсы, например "Паяльную кислоту" на основе хлорида цинка, нельзя использовать при пайке электронных компонентов, так как они хорошо проводят электрический ток и вызывают коррозию, однако, из-за своей агрессивности, они очень хорошо подготавливают поверхность и поэтому незаменимы при пайке металлических конструкций, и чем химически более стоек металл нем активнее должен быть флюс. Остатки активных флюсов нужно обязательно тщательно удалять после завершения пайки.
Эффективными флюсами для пайки стали являются водный раствор хлористого цинка, паяльные кислоты на его основе, флюс ЛТИ-120. Можно использовать и другие, более сильные флюсы, которых на рынке предостаточно.
Основное отличие пайки паяльником нержавеющих сталей от пайки углеродистых и низколегированных состоит в необходимости применения более активных флюсов, требующихся для разрушения химически стойких окислов, которыми покрыты нержавеющие стали. Что касается чугуна, то его нужно паять высокотемпературной пайкой, а, следовательно, электрический паяльник для этой цели не подходит.
Для нержавейки применяют ортофосфорную кислоту. Хорошо справляются с химически стойкой окисной пленкой и специализированные флюсы, такие, например, как Ф-38.
Для оцинкованного железа можно применять состав, содержащий канифоль, этиловый спирт, хлористый цинк и хлористый аммоний (флюс ЛК-2).
Вспомогательные материалы и приспособления
Без некоторых приспособлений и материалов, используемых при пайке, можно обойтись, но их наличие делает работу значительно удобнее и комфортнее.Подставка для паяльника служит для того, чтобы нагретый паяльник не касался стола или других предметов. Если она не идет в комплекте с паяльником, ее приобретают отдельно или делают самостоятельно. Простейшую подставку можно изготовить из тонкого листа жести, вырезав в нем пазы для укладки инструмента.
Влажной вискозной или поролоновой губкой , уложенной в гнездо для предотвращения выпадения, гораздо удобней очищать кончик паяльника, чем обычной тряпочкой. Для этих же целей может служить и латунная стружка.
Удалять излишки припоя с поверхности деталей можно с помощью специального отсоса или оплетки. Первый внешним видом и конструкцией напоминает шприц, оснащенный пружиной. Перед использованием его нужно взвести, утопив головку штока. Поднеся носик к расплавленному припою, пружину спускают, надавив на кнопку спуска. В результате излишек припоя втягивается внутрь съемной головки.
Представляет собой плетенку из офлюсованных тонких медных проводков. Приложив ее конец к припою и прижав сверху паяльником, благодаря капиллярным силам можно как промокашкой собрать в ней весь лишний припой. Кончик оплетки, напитанный припоем, просто отрезается.
Очень полезным является приспособление, называемое третьей рукой (Third-Hand Tool). При работе с паяльником иногда катастрофически "не хватает рук" - одна занята самим паяльником, другая - припоем, а нужно ведь еще держать в определенном положении паяемые детали. "Третья рука" удобна тем, что ее зажимы можно легко устанавливать в любом положении друг относительно друга.
Держатель для пайки "Третья рука"
Паяемые детали нагреваются до высокой температуры, прикоснувшись к ним можно обжечься. Поэтому желательно иметь различные зажимные устройства, позволяющие манипулировать нагретыми деталями - плоскогубцы , пинцеты , зажимы .
Подготовка паяльника к работе
При первом включении паяльника в сеть он может начать дымить. Ничего страшного в этом нет, просто выгорают масла, использованные для консервации паяльника. Нужно просто проветрить помещение.Перед использованием паяльника нужно подготовить его наконечник. Подготовка зависит от его исходного вида. Если наконечник выполнен из непокрытой меди, его кончик можно отковать в виде отвертки, это уплотнит медь и придаст ей повышенную устойчивость от износа. Можно и просто заточить на наждаке или напильником, придав ему необходимую форму - в виде острого или усеченного конуса с различным углом, четырехгранной пирамиды, углового скоса с одной стороны. Для предохранения меди от окисления используются металлические покрытия из никеля. Если паяльник имеет такое покрытие, то ковать и затачивать его нельзя во избежание повреждения покрывающего слоя.
Существует унифицированный ряд форм наконечников, но можно, разумеется, использовать любую форму, подходящую для конкретной работы.
При пайке массивных деталей площадь соприкосновения паяльника с деталью должна быть максимальной - для обеспечения лучшей передачи тепла. В этом случае наилучшей считается угловая заточка круглого стержня (2 на фото выше). Если предполагается паять мелкие детали, то подойдет острая конусная (4), ножевая или иные формы с малыми углами.
Инструкции по работе с паяльником, имеющем медное жало без покрытия, содержат одно обязательное требование - лужение "жала" нового паяльника с целью его защиты от окисления и износа. Причем делать это следует при первом же нагреве, не мешкая. Иначе "жало" покроется тонким слоем окалины, и припой не захочет прилипать к нему. Это можно сделать разными путями. Прогреть паяльник до рабочей температуры, прикоснуться "жалом" к канифоли, расплавить на нем припой и растереть последний о деревяшку. Или протереть нагретый наконечник тряпкой, смоченной раствором хлористого цинка, расплавить на него припой и куском нашатыря или каменной поваренной соли растереть его по наконечнику. Главное, чтобы в итоге этих операций рабочая часть наконечника была полностью покрыта тонким слоем припоя.
Необходимость залудить жало вызвана тем, что флюс постепенно разъедает, а припой растворяет жало. Из-за потери формы приходится регулярно затачивать жало, и чем активнее флюс те чаще, порой по нескольку раз в день. У никелированных жал никель закрывает доступ к меди, защищая её, но такие жала требуют бережного обращения, боятся перегрева, и не факт, что производитель сделал достаточно качественное покрытие, за которое требует переплаты.
Подготовка деталей к пайке
Подготовка деталей к пайке предполагает выполнение одних и тех же операций независимо от того, какого вида (низкотемпературная или высокотемпературная) выполняется пайка, и какой источник нагрева (электрический или газовый паяльник, газовая горелка, индуктор или что-то иное) используется.Прежде всего, это очистка детали от загрязнений и обезжиривание. Здесь нет никаких особых тонкостей - нужно с помощью растворителей (бензина, ацетона или прочих) очистить деталь от масел, жиров, грязи. Если имеется ржавчина, ее нужно удалить любым подходящим механическим способом - с помощью наждачного круга, проволочной щетки или наждачной бумаги. В случае высоколегированных и нержавеющих сталей желательно обработать соединяемые кромки абразивным инструментом, поскольку окисная пленка этих металлов особенна прочна.
Температура пайки
Температура нагрева паяльника - важнейший параметр, от температуры зависит качество пайки. Недостаточная температура проявляет себя тем, что припой не растекается по поверхности изделия, а ложится комком, несмотря на подготовку поверхности флюсом. Но даже если пайка внешне и получилась (припой расплавился и растекся по стыку), паяное соединение получается рыхлым, матовым по цвету, имеет низкую механическую прочность.Температура пайки (температура паяемых деталей) должна на 40-80°C превосходить температуру плавления припоя, а температура нагрева наконечника - на 20-40°C температуру пайки. Последнее требование обуславливается тем, что при соприкосновении с паяемыми деталями температура паяльника будет снижаться из-за отвода тепла. Таким образом, температура нагрева наконечника должна превосходить температуру плавления припоя на 60-120°C. Если используется паяльная станция, то необходимая температура просто устанавливается регулятором. При использовании паяльника без регулирования температуры, оценивать ее фактическое значение, при использовании в качестве флюса канифоли, можно по поведению канифоли при прикосновении паяльника. Она должна вскипать и обильно выделять пар, но не сгорать мгновенно, а оставаться на наконечнике в виде кипящих капель.
Перегрев паяльника также вреден, он вызывает сгорание и обугливание флюса до момента активации им поверхности спая. О перегреве свидетельствует темная пленка окислов, возникающая на припое, находящемся на кончике паяльника, а также то, что он не удерживается на "жале", стекая с него.
Техника пайки паяльником
Существует два основных способа пайки паяльником:- Подача (слив) припоя на паяемые детали с кончика паяльника.
- Подача припоя непосредственно на паяемые детали (на площадку).
При любом способе необходимо прежде подготовить детали к пайке, установить и закрепить их в исходном положении, разогреть паяльник и смочить место спая флюсом. Дальнейшие действия отличаются в зависимости от того, какой способ используется.
При подаче припоя с паяльника, на нем расплавляют некоторое количество припоя (чтобы удерживалось на кончике) и прижимают "жало" к паяемым деталям. При этом флюс начнет вскипать и испаряться, а расплавленный припой переходит с паяльник на спай. Движением наконечника вдоль будущего шва обеспечивают распределение припоя по стыку.
Припоя на желе может быть достаточно если жало просто приобрело металлический блеск. Если форма жала заметно изменилась, значит припоя слишком много.
При подаче припоя непосредственно на спай, паяльником вначале разогревают детали до температуры пайки, а затем подают припой на деталь или в стык между паяльником и деталью. Расплавляясь, припой будет заполнять стык между паяемыми деталями. Выбирать, как именно паять паяльником - первым или вторым способом - следует в зависимости от характера выполняемой работы. Для мелких деталей лучше подходит первый способ, для крупных - второй.
К основным требованиям качественной пайки относятся:
- хороший прогрев паяльника и паяемых деталей;
- достаточное количество флюса;
- ввод нужного количества припоя - ровно столько, сколько требуется, но не больше.
Вот несколько советов о том, как правильно паять паяльником.
Если припой не течет, а размазывается, значит температура деталей не достигла нужных значений, нужно увеличить температуру нагрева паяльника либо взять прибор помощнее.
Не нужно вносить слишком много припоя. Качественная пайка предполагает наличие в спае минимально достаточного количества материала, при котором шов получается слегка вогнутым. Если припоя оказалось слишком много, не нужно стараться его куда-то пристроить на стыке, лучше удалить отсосом или оплеткой.
О качестве спая говорит его цвет. Высокое качество - спай имеет яркий блеск. Недостаточная температура делает структуру спая зернистой, губчатой - это однозначный брак. Пережженный припой выглядит матовым и имеет пониженную прочность, что в некоторых случаях может быть вполне допустимо.
При использовании активных (кислотных) флюсов нужно обязательно смывать после пайки их остатки - каким-нибудь моющим средством или обычным щелочным мылом. В противном случае нельзя дать гарантии, что через некоторое время соединение не будет разрушено коррозией от оставшихся кислот.
Лужение
Лужение - покрытие поверхности металла тонким слоем припоя - может быть как самостоятельной, конечной операцией, так и промежуточным, подготовительным этапом пайки. Когда это подготовительный этап, успешное лужение детали в большинстве случаев означает, что самая трудная часть паяльной работы (соединение припоя с металлом) сделана, припаять облуженные детали друг к другу обычно уже не составляет особого труда.Лужение проводов . Лужение кончиков электропроводов - одна из самых частых операций. Ее осуществляют перед припайкой проводов к контактам, спаиванием между собой или для обеспечения лучшего контакта с клеммами при подсоединении с помощью болтов. Из облуженного многожильного провода удобно сделать колечко, обеспечивающее удобство при креплении к клемме и хороший контакт.
Провода могут быть одножильными и многожильными, медными и алюминиевыми, покрытыми лаком или нет, чистыми новыми или закисленными старыми. В зависимости от этих особенностей и различается их облуживание.
Проще всего лудить одножильный медный провод. Если он новый, то не покрыт окислами и лудится даже без зачистки, нужно просто нанести на поверхность провода флюс, нанести на нагретый паяльник припой и поводить по проводу паяльником, слегка поворачивая при этом провод. Как правило, лужение проходит без проблем.
Если же проводник не хочет лудиться - из-за наличия лака (эмали) - помогает обычный аспирин. Знание о том, как паять паяльником с помощью таблетки аспирина (ацетилсалициловая кислота) в некоторых случаях может оказаться очень полезным. Нужно положить ее на дощечку, прижать к ней проводник и прогреть его в течение нескольких секунд паяльником. При этом таблетка начинает плавиться, и образующаяся кислота разрушает лак. После этого провод обычно лудится легко.
Если нет аспирина, убрать с поверхности проводника мешающий лужению лак помогает и хлорвиниловая изоляция от электропроводов, которая при нагревании выделяет вещества, разрушающие лаковое покрытие. Нужно прижать паяльником проводок к кусочку изоляции и несколько раз протащить его между изоляцией и паяльником. После чего облудить провод в обычном порядке. При зачистке от лака при помощи наждачной бумаги или ножа нередки надрезы и обрывы тонких жил провода. При зачистке путём обжига, провод может потерять прочность и легко сломаться.
Следует учитывать, что расплавленный полихлорвинил и аспирин выделяют в воздух вредные для здоровья вещества.
Ещё, для покрытых лаком (эмалью) проводов можно приобрести специальный флюс, удаляющий лак.
Новый многожильный медный провод лудится также легко, как и одножильный. Единственная особенность состоит в том, чтобы вращать его в ту сторону, при которой проводки будут скручиваться, а не раскручиваться.
Старые провода могут быть покрыты окислами, препятствующими лужению. Справиться с ними поможет та же таблетка аспирина. Нужно расплести проводник, положить его на аспирин и прогреть несколько секунд паяльником, двигая проводником взад-вперед - и проблема облужения исчезнет.
Для лужения алюминиевого провода потребуется специальный флюс - например, тот, который так и называется "Флюс для пайки алюминия". Этот флюс является универсальным и подходит также для пайки металлов с химически стойкой окисной пленкой - нержавеющей стали, в частности. При его использовании нужно только не забыть после очистить соединение от остатков флюса во избежание коррозии.
Если при лужении проводов на них образовался избыток прибоя, убрать его можно, расположив провод вертикально концом вниз и прижав к его концу нагретый паяльник. Лишний припой стечет с провода на паяльник.
Лужение большой поверхности металла
Лужение поверхности металла может понадобиться для защиты его от коррозии или для последующей припайки к нему другой детали. Даже если лудится совсем новый лист, который внешне выглядит чистым, на его поверхности всегда могут находиться посторонние вещества - консервирующая смазка, различные загрязнения. Если же лудится лист, покрытый ржавчиной, то он тем более нуждается в очистке. Поэтому лужение всегда начинается с тщательной очистки поверхности. Ржавчина зачищается наждачной шкуркой или металлической щеткой, жиры и масла убираются бензином, ацетоном или иным растворителем.Затем кисточкой или другим инструментом, соответствующем флюсу, на поверхность листа, наносится флюс (это может быть не пастообразный флюс как на фото ниже, а, например, раствор хлористого цинка или другой активный флюс).
Паяльник с относительно большой плоской поверхностью жала разогревается до необходимой температуры и на поверхность детали наносится припой. Желательно чтобы мощность паяльника была около 100 Вт или выше.
Затем паяльник прикладывать к припою на детали наибольшей плоскостью и держится в таком положении. Время нагрева детали зависит от ее размеров, мощности паяльника и площади контакта. О достижении необходимой температуры свидетельствует вскипание флюса, плавление припоя и растекание его по поверхности. Постепенно припой распределяется по поверхности.
После лужения поверхность металла очищается от остатков флюса спиртом, ацетоном, бензином, мыльной водой (в зависимости от химического состава флюса).
Если припой не растекается по поверхности металла, то это может быть из-за плохой очистки поверхности перед лужением, плохого прогрева металла (по причине недостаточной мощности паяльника, маленькой площади контакта, недостаточного времени прогрева металла детали), грязного наконечника паяльника. Ещё причиной может быть неправильный выбор флюса или припоя.
Лужение может осуществляться путем нанесения (слива) припоя с паяльника и распределением его "жалом" по поверхности, или подачей припоя непосредственно на площадку - припой плавится от прикосновения к разогретому металлу детали.
Пайка листового металла внахлест
При ремонте кузовов автомашин, всевозможных жестяных работах возникает необходимость в пайке листового металла внакладку. Спаивать листовые детали наложением друг на друга можно двумя способами, - предварительно облудив их, или используя паяльную пасту, содержащую припой и флюс.В первом случае перекрывающиеся зоны деталей после механической зачистки и обезжиривания предварительно лудят. Затем части соединения прикладываются друг к другу облуженными поверхностями, фиксируются зажимными устройствами и прогреваются с помощью паяльника с разных сторон до температуры плавления припоя. Свидетельством удачной пайки является вытекание расплавившегося припоя из зазора.
При втором способе, после подготовки деталей, контактная зона одной из детали покрывается паяльной пастой. Затем детали фиксируют в нужном положении, стягивают зажимами и, как и в первом случае, прогревают шов паяльником с двух сторон.
При покупке паяльной пасты, нужно обращать внимание на её назначение, т.к. многие паяльные пасты предназначены для пайки электроники и не содержат активных флюсов позволяющих паять сталь.
При использовании содержания данного сайта, нужно ставить активные ссылки на этот сайт, видимые пользователями и поисковыми роботами.
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.