ОСНОВЫ ПАЙКИ

Чтобы научиться правильно паять нужно подготовить: паяльник (как выбрать правильный паяльник), подставку для паяльника, деревянный брусок, припой, флюс, плоскогубцы или пинцет, бокорезы. Перед пайкой паяльник нужно подготовить. Для этого, с помощью напильника нужно заточить жало паяльника под 45 градусов (особенно это касается нового паяльника, т.к. антинагарное покрытие жала нового паяльника, препятствует лужению жала паяльника, соответственно и забору припоя). После того как зачистили жало паяльника, включите его в сеть и когда он прогреется до температуры плавления припоя, есче раз слегка обработайте жало паяльника, напильником, до появления блеска на рабочей части жала, и сразу после этого коснитесь наконечником жала флюса, и припоя. На наконечнике жала должна остаться часть припоя, далее нужно только потереть наконечник жала паяльника рабочей поверхностью о подготовленный деревянный брусок. После этого паяльник можно считать подготовленным к дальнейшей работе. В процессе работы для поддержания жала паяльника в чистоте, время от времени протирайте жало паяльника ХБ тканью, сложенной в несколько слоев.

Перед пайкой радиодетали, ее следует подготовить. С помощью узких плоскогубцев или пинцета, согните выводы детали таким образом, чтобы они входили в отверстия платы (это называется формовкой выводов радиоэлементов). Полезно иметь специальное приспособление для формовки выводов деталей под определенные расстояния между монтажными отверстиями. Вставьте деталь в отверстия на плате. При этом следите за правильным размещением (полярностью — если таковая имеется) детали, например, диодов или электролитических конденсаторов. После этого слегка разведите выводы с противоположной стороны платы, чтобы деталь не выпадала из своего посадочного места. Не следует разводить выводы слишком сильно.

Выбор инструмента

Что нужно для пайки паяльником? Инструменты бывают разные. Они отличаются по мощности, скорости нагрева, потребляемому напряжению. В зависимости от этих характеристик они используются для выполнения конкретных задач. Флюсы, обеспечивающие более равномерный разогрев спаиваемых деталей и лучшее прилипание к ним припоя, тоже отличаются в зависимости от задачи. Канифолью не запаять BGA-микросхему на плату. А ортофосфорная кислота — это немного перебор для того чтобы припаять или залудить два медных провода. Сам припой тоже бывает очень разным по составу, что обуславливает как температуру его плавления, так и области применения в приборах.

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.

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 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.

Читайте также Имитация бруса фото

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”.

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.

Как правильно паять. Оборудование и инструменты. Советы по пайке

Как правильно паять — метод образования неразъемного соединения путем внедрения в зону контакта припоя в расплавленном виде, называется пайкой. При этом температура плавления припоя должна быть меньше, чем у соединяемых деталей. Чтобы научиться правильно паять, необходимо кроме теории, осваивать эту технологию практически.

Паяльники

Электрические паяльники выпускают на напряжение до 220 вольт. На слабый паяльник сложно изготовить нагревательный элемент высокого напряжения, потому что потребуется множество тонкого проводника. Это приведет к увеличению размеров паяльника, и нарушит электробезопасность.

Мощность паяльника выбирается с учетом размеров деталей. Чем крупнее соединяемые детали, тем мощнее должен быть паяльник.

Необходимую температуру сердечника паяльника можно поддерживать как автоматически, так и вручную. Для таких целей используют регуляторы на основе тиристоров.

Для повышения срока работы паяльника, кончик жала отковывают. Тогда медь приобретает свойства, при которых меньше подвергается растворению в припое. Жало затачивают напильником для придания специальной формы: на срез, либо угловую форму. Конец жала в виде ножа делают для выпаивания сразу нескольких контактов деталей.

Инструменты

Рабочее место необходимо оснастить инструментом, перед тем как правильно паять детали.

Подставка

Разогретый паяльник обычно располагают на подставке, которая служит для места расположения флюса, а также рабочей площадкой для пайки. К подставке прикрепляют зажим с куском поролона, чтобы очищать жало паяльника.

Штатив

Он состоит из зажимов, передвигающихся по высоте и по углу, а также держатель паяльника и канифоль.

Подручные инструменты

Они необходимы для поддержки деталей, зачистки поверхности, придания определенной формы проводу. Такими инструментами обычно являются пассатижи, пинцеты, круглогубцы, кусачки, нож и т.д.

Советы по пайке

Применение материалов. Одним из материалов для пайки используют олово. Однако его температура плавления не превышает 230 градусов. При монтаже радиодеталей, которые имеют маленький размер, происходит их выход из строя от перегрева. Припой, состоящий из олова и свинца, плавится при температуре 180 градусов, а также дешевле. Качество соединения не уступает пайке оловом. В основном чистое олово применяют редко. При монтаже радиодеталей используют припой ПОС-61. Число является процентом содержания олова. Чтобы убрать следы окислов в месте пайки, используют флюсы. В жестяных работах для таких целей применяют кислоты. Но они не годятся для электрических соединений. Здесь нужны флюсы, нейтральные к контактам. Разберемся, как правильно паять с применением канифоли для предохранения от окисления.

Флюс на основе канифоли пассивен. Он создает защиту жидкого припоя во время пайки от воздуха, не давая образоваться окислам. Однако он не удаляет их с поверхности. Удобно паять припоем в виде трубки, внутри которой находится канифоль. В местах с трудной доступностью применяется раствор канифоли на спирте.

Сердечник (жало) паяльника в обязательном порядке зачищается и покрывается припоем, во избежание образования налета оксида, который мешает в работе.
Поверхности пайки должны быть зачищены и залужены для качественного соединения при пайке.
Места спайки сначала прогревают паяльником, затем соединяют и пропаивают.

Как правильно паять паяльником

Поверхности пайки зачищают шлифшкуркой, обезжиривают бензином, либо ацетоном.
Жало паяльника чистится напильником, шлифшкуркой и другим инструментом для удаления окислов и нагара.
Паяльник прогревают, окунают в канифоль, лудят. Чтобы правильно залудить жало, берут деревянный брусок и растирают припой на жале. Поверхность рабочей зоны должна стать серебристой.
Разогрев припоя. Частица размером с каплю припоя наносится паяльником на соединяемые поверхности и выравнивается. При необходимости количество припоя добавляется для полного охватывания места соединения. Касание сердечника с проводом предполагается максимальным. Канифоль должна присутствовать на припое, во избежание образования окислов. Пайку рекомендуется производить за один прием, так как за несколько раз касания припой окисляется из-за испарения канифоли. Во время остывания припоя детали нельзя двигать, так как образуются трещины, которые снижают прочность и качество соединения.
Оставшаяся канифоль удаляется спиртом и кистью.

Пайка проводников

Теперь разберемся, как правильно паять провода. Концы провода для соединения зачищают от изоляции, и прогревают. Размер сердечника нужно подбирать по размеру деталей. Если слишком большой сердечник, то при пайке перегреются находящиеся рядом детали. Если он слишком мал, то пайка будет некачественной.

Изоляцию провода лучше снимать ножом, либо кусачками. Если провода многожильные, то жилы скручивают, затем лудят. Для этого зачищенный конец провода окунается в емкость с канифолью, капля припоя наносится на медные жилы и проводится несколько раз. При этом провод проворачивают для покрытия припоем со всех сторон.

Провода скручивают для получения общей оси. Один проводник скручивается вдоль другого. На соединяемое место наносят канифоль, далее припой. Соединение прогревают 3 секунды.

При нехватке припоя нужно его добавить. Иногда непонятно, почему мощный паяльник не прогревает контакт, и как паять. Тепло поступает снизу-вверх. Скрутку нужно греть снизу. Когда прогрев достаточный, то припой равномерно растекается, а когда тепла мало, то получается рыхлый припой.

Читайте также Масса трубы

После пайки на контакт помещают термоусадку для создания изоляции. Нагреть термоусадку можно зажигалкой.

Медный и алюминиевый провод нельзя скручивать между собой. Для их соединения применяют промежуточную конструкцию в виде клеммного зажима, болтового соединения, либо прослойкой из другого металла. Существует припой для алюминия, который сочетается с медным проводом, и используется для их пайки.

Как правильно паять радиодетали

Спайку радиодеталей осуществляют путем предварительной скрутки, либо внахлест, с использованием теплоотвода. Многие детали радиоэлементов боятся сильного нагрева выше 70 градусов.

На монтажной плате отверстие для крепления детали покрывается припоем. Далее покрытый канифолью и луженый конец детали вставляется в это отверстие, прогревается и смачивается припоем. При этом жало должно прикасаться одновременно к плате и к детали. Лишний припой убирают оплеткой из меди. Если все точки пайки выглядят одинаково, значит, пайка сделана качественно.

Паяльник без припоя нельзя долго выдерживать нагретым и перегревать. Образуются окислы, и опять необходимо будет производить зачистку и лужение жала. На нагретом сердечнике паяльника всегда должна быть канифоль. А если перерывы между пайками достаточно большие, то паяльник рекомендуется выключить. Окислившийся ненужный припой убирают с сердечника губкой.

Некоторые элементы и детали схем выходят из строя под воздействием статического электричества. Чтобы этого не произошло, корпус паяльника необходимо подключить к заземлению.

Пайка паяльником

Для того чтобы начать пайку, необходимо подготовить рабочее место и необходимый инструмент. Независимо от вида предполагаемых работ, к рабочему месту предъявляются следующие требования:

Наличие хорошего освещения позволит не только с комфортом работать, но и заметить небольшие огрехи в спаянных деталях, что затруднительно при недостатке света;
Отсутствие легковоспламеняющихся предметов;
Свободное рабочее пространство, на котором можно легко разместить спаиваемую деталь;
Наличие вентиляции сделает работу не только комфортнее, но и безопаснее, вдыхание расплавленной канифоли отрицательно сказывается на дыхательной системе;
Увеличительное стекло дает возможность работать даже с маленькими деталями и тонкими проводами;
Простая подставка решает проблему с размещением нагретого паяльника.

Следующим этапом подготовки будет выбор инструмента, и перед новичком всегда встает вопрос, что нужно для пайки паяльником.

Выбор паяльника

Основой качественной пайки является прогревание металлических деталей до температуры спаивания, соответственно, для каждого вида работ рекомендуется использовать паяльники разных мощностей:

Для пайки радиодеталей и микросхем лучше всего использовать паяльник мощностью не более 60 Ватт, в противном случае можно перегреть деталь или просто расплавить ее;
Детали толщиной до 1 мм будут лучше прогреваться при использовании инструмента мощностью 80−100 Ватт;
Детали со стенкой до 2 мм требуют больших мощностей и определенного опыта в работе, поэтому в данной статье пайка таких деталей рассматриваться не будет.

После выбора мощности паяльника следует подготовить его к работе, точнее, подготовить наконечник. Есть паяльники со сменными жалами, которые подходит для разных видов работ. Выпускаются также модели с медным жалом, которое можно заточить или с помощью молотка придать любую нужную форму. Серьезным минусом таких наконечников является необходимость постоянно их лудить, чтобы на поверхности не появлялась пленка окиси, мешающая приставать припою. Также производители выпускают более дорогостоящий вариант с никелированным покрытием, но оно боится перегрева и требует бережного обращения.

Что еще нужно для пайки

Помимо самого паяльника для пайки необходимо следующее:

припой;
канифоль;
паяльные кислоты или флюсы.

Припой является связующим материалом между спаиваемыми деталями, и работать без него не получится никак. Сейчас в магазинах продаются специально подготовленные припои в виде скрученных в спираль проволочек различного диаметра, от которых удобно «отщипывать» нагретым жалом необходимый кусочек, но можно и по старинке использовать в качестве припоя кусочек олова, но работать будет не так удобно.

Канифоль используется для подготовки поверхности к нанесению припоя. Припой с канифолью распределяется равномерно, при отсутствии последней скатывается в капли, а к некоторым поверхностям вообще не пристает.

Паяльная кислота, или флюс необходима для подготовки контактов к спаиванию. Новичку следует знать, что флюс для каждого спаиваемого материала отличается, и нельзя применять кислоту для пайки алюминия на медном проводе, иначе припой просто не ляжет.

Подготовка

Для того, чтобы начать паять, нужно обзавестись нужным инструментом. Вот что нам понадобится:

Канифоль, кислота, флюс;
Набор отверток;
Припой оловянно свинцовый – ПОС 60;
Плоскогубцы;
Пинцет;
Кусачки, бокорезы;
Молоток;
Напильник, наждачка;
Паяльник средней мощности (40 – 60 Ватт)

Предварительно зачищаем спаиваемую поверхность. Используем наждачную бумагу, напильник. Затачиваем жало паяльника – две кромки, когда он новый. Освобождаем от старого припоя, если он ранее использовался. Для этого чистим его напильником, протираем губкой.

Пайка паяльниками

Основной металл нагревают и припой расплавляют за счет теплоты, аккумулированной в массе металла паяльника, который перед пайкой или в процессе ее подогревают.

Для низкотемпературной пайки применяют паяльники с периодическим нагревом, с непрерывным нагревом, ультразвуковые и абразивные. Рабочую часть паяльника выполняют из красной меди. Паяльник с периодическим нагревом в процессе работы периодически подогревают от постороннего источника теплоты.

Паяльники с постоянным нагревом делают электрическими. Нагревательный элемент состоит из нихромовой проволоки, намотанной на слой асбеста, слюды или на керамическую втулку, устанавливаемую на медный стержень паяльника.
Паяльники с периодическим и непрерывным нагревом чаще используют для флюсовой пайки черных и цветных металлов мягкими припоями с температурой плавления ниже 300–350 о С.
Ультразвуковые паяльники применяют для бесфлюсовой низкотемпературной пайки на воздухе и для пайки алюминия легкоплавкими припоями. Окисные пленки разрушаются за счет колебаний ультразвуковой частоты.
Абразивные паяльники. Такими паяльниками можно паять алюминиевые сплавы без флюса. Окисная пленка удаляется в результате трения паяльника об обрабатываемую поверхность. Абразивный паяльник в отличие от электропаяльника имеет рабочий стержень, изготовленный прессованием из порошка припоя и измельченного асбеста.