Практически каждый человек знаком с паяльниками, и знает какое они имеют техническое предназначение, однако не каждый знает, как пользоваться паяльниками правильно. Процесс осуществления пайки не является сложной технической операцией. Главное, что требуется знать для правильного проведения пайки — как правильно работать паяльником.

Электрический паяльник, это ручной инструмент предназначенный для расплавления припоя и разогрева до нужной температуры соединяемых деталей.

Технология осуществления процесса пайки

Процесс пайки представляет собой скрепление металлических элементов при помощи расплава металла или сплава, который имеет низкую температуру плавления. Такой легкоплавкий металл или сплав металлов получил название припоя. Для осуществления процесса пайки требуется нагреть стык между металлическими заготовками в месте соединения до температуры плавления припоя. При плавлении припой заполняет зазор между соединяемыми металлическими изделиями. В результате дальнейшего застывания между заготовками возникает очень прочная металлическая связь.

Для проведения пайки наиболее популярным является припой, представляющий собой сплав олова со свинцом. Содержание олова в этом типе припоя может колебаться, в зависимости от его технической марки от 20 до 90%. Очень хорошие технические характеристики имеются у припоя типа ПОС-40 и ПОС-60. В маркировке припоя цифровое обозначение указывает на концентрацию в сплаве олова в процентах. Эти типы припоев плавятся при температуре 230 и 180 градусов соответственно. В некоторых случаях применяется припой с добавлением висмута. Такой состав сплава имеет маркировку ПОСВ-33, а его температура плавления составляет 130 градусов Цельсия.

При проведении пайки алюминиевых деталей применяются специальные припои, в состав которых входит алюминий. Эти припои имеют высокую температуру плавления. Припои, используемые для осуществления пайки, реализуются в форме стержней или проволоки с диаметром от 0,5 до 2 мм.

Чаще всего осуществить процесс невозможно без предварительной очистки поверхности металла от оксидной пленки, образующейся на поверхности металлической заготовки. Для того чтобы разрушить оксидную поверхностную пленку применяются спецсоставы называемые флюсами. При осуществлении технических операций с медными проводами в качестве флюса применяется канифоль. При нагреве участка пайки флюс предупреждает негативное воздействие на медь воздушной атмосферы. Применение проволочного припоя не требует дополнительного использования флюса, так как он является уже введенным в состав проволочного припоя. Для очистки спаиваемых металлических поверхностей применяется паяльная кислота.

Вернуться к оглавлению

Осуществление пайки разнообразных металлических заготовок

Наличие подставки для паяльника — требование техники безопасности.

Медные заготовки и детали, изготовленные из медных сплавов, не вызывают проблем при осуществлении спаивания. Эти элементы легко спаиваются при использовании припоев на основе олова и канифоли. Изделия из серебра или посеребренные, легко поддаются спаиванию по той же технологии, что и медные, но для повышения качества соединения можно применять оловянно-свинцовый спецприпой с добавкой серебра в состав.

Стальные изделия и металлические изделия, имеющие цинковое покрытие плохо поддаются спаиванию с применением канифоли. Улучшить положение позволяет применение в процессе работы паяльной кислоты, которая дает возможность легко разрушить оксидную пленку.

Сплавы, используемые в составе нагревательных приборов, подвергаются спаиванию при помощи использования специальных флюсов. Очень часто при осуществлении такой работы в домашних условиях можно применять обычный аспирин. Изделия из алюминия и сплавов, в основе которых лежит алюминий, а также нержавеющие стали подвергнуть спаиванию при помощи канифоли невозможно. Для проведения процесса применяются спецсредства и спецсплавы в качества припоев. Особо эффективно проявляет себя в процессе проведения спаивания таких изделий концентрированная ортофосфорная кислота.

Вернуться к оглавлению

Особенности выбора инструмента и подготовительные работы

Выбор рабочего инструмента зависит от его мощности: чем выше этот показатель у нагревателя, тем выше температура нагрева жала паяльника. Паяльники, применяемые в быту, изготавливаются производителями с нагревательными элементами, имеющими мощность от 20 до 125 Вт. Наиболее популярными считаются модели имеющие мощность от 25 до 40 Вт. Использование таких устройств рекомендуется для людей делающих первые шаги в области проведения пайки.

Жало практически всех моделей бытовых паяльников изготавливаются из меди, что обусловлено ее высокой теплопроводностью. Большое влияние на процесс выполнения работ оказывает диаметр используемого жала. Чаще всего встречается два вида жал:

• рабочие элементы с диаметром 4-5 мм;
• рабочие элементы с диаметром 2-3 мм.

В случае проведения работ с небольшими электросхемами рекомендуется применять паяльники с небольшой мощностью и тонкими жалами.

Для того, чтобы правильно пользоваться паяльником требуется подготовиться к процессу проведения пайки.

Сначала необходимо подготовить место. Работа с инструментом предполагает проведение технологических операций с использованием высоких температур и бытового электрического напряжения. По этой причине рабочее место должно располагаться в пределах досягаемости к электророзетке, которую планируется использовать. Паяльник требуется расположить на удобной подставке, которая позволяет быструю и легкую установку и снятие инструмента. При установке прибора на подставку он не должен соприкасаться с поверхностью стола разогретым рабочим элементом.

В наличии должны быть достаточно инструментов, для выполнения любых видов пайки.

Для удобства осуществления работ требуется подготовить небольшие емкости для канифоли и припоя. Емкости лучше всего закрепить для предотвращения их перемещения в процессе работы.

Перед работой следует подготовить жало инструмента. Проводится осмотр поверхности и, при выявлении изъянов, они устраняются при помощи напильника. При выявлении изменений в наконечнике жала требуется восстановить угол скоса при помощи напильника. Скос должен быть равен 45 градусам. После восстановления геометрии жала проводится его облужение при помощи припоя.

После проведения облужения наконечника следует подготовить металлические заготовки, предназначенные для спаивания, особенно, если заготовки имеют большой размер. Для очистки поверхности заготовки можно использовать наждачную бумагу или надфиль.

В наши дни большинство электронных устройств работает на микросхемах. Поэтому рано или поздно каждый домашний мастер сталкивается с пайкой микросхем. На первый взгляд процесс не представляет собой какой-либо сложности: бери в руки паяльник и прикрепляй элементы к плате. Но здесь необходимо понимать, что существует огромная разница между пайкой большого резистора и микросхемы для сотового телефона.

Термовоздушная паяльная станция имеет регулируемый диапазон нагрева, что сводит к минимуму риск пережечь спаиваемые компоненты.

Каждый конкретный случай требует того метода, который будет наиболее эффективным. Если в первом случае подойдет обыкновенный электрический паяльник с мощностью не более 40 Вт, припоем и твердой канифолью, то для пайки микросхем BGA не обойтись без безотмывочного флюса, термовоздушной станции, паяльной пасты и трафаретов. Не лишней будет и станция подогрева плат.

Минимальный набор инструментов для работы

Прежде чем приступать к соединению сложных элементов, начинающий домашний мастер должен ознакомиться с основами обычной пайки. Как правило, она производится при помощи простейшего электрического паяльника с медным наконечником, называемым жалом.

Кроме того, для любого припаивания необходим минимальный набор материалов:

1. Припой. Сплав олова и свинца, отличающийся высокими легкоплавкими свойствами и используемый для крепления элементов к материнской плате или друг другу. В недавнем прошлом для припоя применяли чистое олово, но сегодня такой материал неоправданно дорог. Кроме того, прочностные характеристики сплава свинца с оловом ничем не уступают чистому металлу. В специализированных торговых центрах можно приобрести разные виды припоя, которые имеют стандартные либо улучшенные свойства.
2. Флюс. Использование флюсов облегчает процесс пайки и предотвращает окисление металла спаиваемых элементов. Сегодня самым популярным материалом, который используется в роли флюса, является очищенная древесная смола — канифоль. В магазинах можно найти специальные составы, предназначенные для пайки конкретных металлов. Так, при спаивании никеля, нержавеющих сталей и алюминия может использоваться вещество, изготовленное из канифоли и кислоты.

К работе можно приступать только тогда, когда все инструменты для пайки собраны.

Вернуться к оглавлению

Основные правила контактной пайки

Главное правило качественной пайки — обеспечить чистоту поверхностей. Даже новые элементы, приобретенные в магазине, могут быть покрыты различными загрязнениями и окислами. Таким образом, если на металле обнаружен окисел темно-серого или зеленого цвета, его необходимо удалить при помощи наждачной бумаги или перочинного ножа. Неочищенные загрязнения будут препятствовать пайке, а затем и качественной работе прибора.

Второе правило заключается в необходимости проведения лужения. Лужение — это покрытие свариваемых поверхностей ровным и тонким слоем припоя. Обычно новые элементы для микросхем продаются в магазинах уже с лужеными контактами и выводами, но если это не так, данное действие необходимо выполнить самостоятельно.

Для обеспечения качества соединения, контакты элементов перед пайкой необходимо залудить.

В домашних условиях лужение контактов элементов и проводов производится при помощи электрического паяльника. В первую очередь необходимо очистить поверхность от окислов, затем нанести на нее канифоль. Алгоритм работы прост: контакт или вывод элемента прикладывается к куску канифоли и прогревается наконечником паяльника, на который нанесено немного припоя. Далее расплавленный припой аккуратно распределяется по всей обрабатываемой поверхности. Когда температура прогревания достигнет нужного уровня, канифоль начнет испаряться. На поверхности элемента образуется ровное и гладкое покрытие, не имеющие катышков или комочков.

Третье правило предусматривает работу только хорошо прогретым паяльником. В рабочем состоянии наконечник паяльника должен иметь температуру не менее 180°С. Так как простейшие инструменты не имеют шкалы нагрева, судить об их готовности можно по вскипанию канифоли при касании ее жалом. Если же вещество не плавится, а медленно растекается, инструмент еще не готов. Работа недогретым инструментом приведет к появлению пайки, имеющей вид темной шероховатой кашицы.

Для проведения качественности пайки необходимо запомнить четвертое правило: паяный контакт, изготовленный согласно всем правилам паяльных работ, должен иметь блестящую и ровную поверхность, обладающую характерным металлическим глянцем. Чтобы достичь этого, необходимо учитывать размеры обрабатываемых поверхностей. Так, чем больше площадь пайки, тем большей теплопередачи потребует работа, то есть мощность паяльника полностью зависит от площади пайки. Для печатных плат с плотным расположением элементов или малогабаритных радиоэлементов используются инструменты с мощностью от 25 до 40 Вт, в иных же случаях следует использовать более мощные приборы.

Вернуться к оглавлению

Условия для проведения пайки

При спайке деталей материнской платы необходимо соблюдать несколько важных условий:

• следить за временем работы и не перегревать плату и металлические дорожки выше 240-280°С (это критическая температура, превышение которой может привести к расслоению или деформации платы в месте нагрева);
• производить жесткую фиксацию обрабатываемых элементов: любая незначительная вибрация или смещение нарушит качество спаивания;
• осуществлять работы в хорошо проветриваемом помещении, так как пары канифоли и свинца неблагоприятно воздействуют на органы дыхания;
• проводить работу аккуратно и неторопливо, максимально защищая глаза и руки от ожогов.

При соблюдении всех вышеописанных правил паяльные работы не приведут к порче обрабатываемых поверхностей и не потребуют переделки.

Вернуться к оглавлению

Алгоритм пайки микросхемы

Сложность работы с микросхемами заключается в слишком близком расположении элементов, что делает процесс монтажа затруднительным.

Если в наличии имеется специальное оборудование для пайки микросхем, это существенно упростит задачу, но при необходимости работу можно выполнить и простым паяльником с жалом в форме шила.

Правильное расположение микросхемы: ключ (обведен красным) должен располагаться возле скошенного угла квадрата.

Всю работу можно разделить на 2 фазы. Первая фаза предполагает лужение (нанесение канифоли и припоя на элементы), а вторая — установку элементов в нужные места платы. Для того чтобы работа была произведена качественно, необходимо кроме вышеуказанных инструментов и материалов подготовить 1 или 2 пинцета, лучше с зажимами.

Когда паяльник достаточно разогрет, можно приступать к работе. В первую очередь рекомендуется произвести лужение пятачков на плате, куда будут устанавливаться нужные элементы. Работа производится следующим образом:

• на пятачки платы, куда будут устанавливаться элементы, капается немного флюса;
• затем на жало паяльника наносится припой;
• легкими точными касаниями сплав переносится на пятачки.

Затем производится установка элементов. Элемент необходимо взять пинцетом и пристроить на место пайки. При работе с микросхемами элемент следует держать за ту ножку, которая будет подвергаться обработке. Пока одна рука держит пинцет с деталью, второй рукой требуется нанести каплю канифоли на ножку элемента и место пайки. Затем следует жалом паяльника коснуться обрабатываемых поверхностей. Так как плата уже была предварительно обработана при помощи лужения, ножка элемента погрузится в расплавленный припой. Таким образом процедура повторяется для всех ножек элемента.

Когда все элементы установлены на нужные места, желательно смазать флюсом и слегка пригладить разогретым паяльником контакты между ними, расположенные на поверхности материнской платы.

Для удобства проведения работы можно использовать не кусковую канифоль, а специальный жидкий флюс, который продается в строительных магазинах. Также специалисты рекомендуют приобрести дополнительное оборудование, которое облегчит пайку микросхем:

• жидкость для мытья плат (при использовании жидкого флюса высока вероятность попадания раствора на поверхность платы, что может негативно сказаться на ее эксплуатации);
• отсос, который убирает излишки припоя (сплав разогревается паяльником и втягивается в прибор);
• очки (позволяют избежать травмирования глаз при работе).

Стоит произвести пайку микросхем один-два раза — и эта работа не будет вызывать никаких затруднений. Главное, не торопиться и выполнять все с максимальной долей аккуратности и внимательности.

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

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

Хороший паяльник

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

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

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

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

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

Дополнительные инструменты и приспособления

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

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

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

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

Держатель для паяльника

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

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

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

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

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

Особенности монтажа платы

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

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

Пайка проводов

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

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

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

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

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

Зотов А., Волгоградская обл.

П О П У Л Я Р Н О Е:

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

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

При сборке различных электротехнических и радиотехнических устройств популярна пайка. Она обеспечивает электропроводное соединение медных проводов и иных медных изделий друг с другом, с компонентами электрических схем и прочими металлическим деталями из чистой меди и медных сплавов, а также производить пайку алюминия. Пайка проста, очень гибка, позволяет получить низкое переходное сопротивление соединяемых компонентов.

Суть технологии пайки заключается в нагреве зоны контакта с последующей ее заливкой жидким металлическим легкоплавким припоем. После остывания расплав обеспечивает электрический контакт. Перед тем как припаять провода, обычно необходима дополнительная обработка соединяемых поверхностей (чаще всего т.н. лужение проводов), что гарантирует долговременную стабильность.

При отсутствии вибраций и ударных нагрузок для мелких деталей достигается неплохая прочность соединения. Во всех прочих случаях паяют с дополнительной фиксацией.

Что может понадобиться для пайки?

Для пайки требуется источник тепла. Можно паять с использованием открытого пламени, электрической спирали, а также луча лазера. Последний позволяет паять даже чистым металлом. Дома пользуются преимущественно электрическим паяльником. Он предназначен для:

• монтажа и ремонта различных электронных схем;
• конструирования и ремонта электротехнического оборудования;
• лужения слоем припоя различных металлических изделий.

Паяльник

Паяют ручным паяльником, который используют для:

• прогрева соединяемых компонентов;
• нагрева припоя до перехода его в жидкое состояние;
• нанесения жидкого припоя на соединяемые элементы.

Паяльник, который изображен на рисунке 1, содержит:

• изолированный слюдяной пленкой или стеклотканью спиральный нагреватель из нихромовой проволоки;
• медное жало, которое расположено внутри спирали;
• пластиковую или деревянную рукоятку;
• корпус для размещения жала паяльника и спирали.

Рисунок 1. 100-ваттный паяльник с пластиковой рукояткой и трехполюсной вилкой

Подключение к электрической сети производят кабелем длиной примерно 1 м, который через ограничитель радиуса изгиба выходит из задней части рукоятки.

Деревянная или пластиковая рукоятка имеет форму простой ручки. Электронные схемы паяют изделиями небольшой мощности, оборудованных пистолетными рукоятками с кнопкой-курком для быстрого разогрева жала. Один из вариантов такого инструмента показан на рисунке 2.

Рисунок 2. Радиомонтажный паяльник пистолетного типа

Бытовые паяльники предназначены для подключения к сети напряжением 12 и 220 В.

220 – вольтовые паяльники из соображений обеспечения электробезопасности должны комплектоваться 3-контактной вилкой, обеспечивающей надежное заземление. Для 12-вольтовой техники достаточно простой 2-контактной плоской вилки.

Припой

Паяют припоем – сплавом олова со свинцом, возможны добавки иных металлов. Припой имеет форму трубки или проволоки различного диаметра. Трубчатый припой заполнен внутри канифолью, паять с его помощью более удобно.

Свинец вводят в сплав для уменьшения стоимости. Его удельное содержание различно, что прямо отражается в марке. Например, ПОС-61 (очень популярный третник) означает:

• П – припой;
• ОС – оловянно-свинцовый;
• 61 – с 61-процентным содержанием олова.

В быту паяют сплавами с уменьшенным содержанием олова, лужение посуды целесообразно выполнять составом ПОС-90.

Кроме того, паяют мягкими и твердыми припоями. Мягкие составы имеют температуру плавления менее 450, остальные относят к твердым. Температура плавления припоя ПОС-61 составляет 190 – 192 °С. Из-за сложностей разогрева высокотемпературную пайку с привлечением твердых припоев электрическим инструментом не выполняют.

Составами с добавлением легкоплавких металлов: алюминия и кадмия – паяют алюминий. Из-за повышенной токсичности паять с их помощью можно только при отсутствии альтернативы.

Флюс

Паяют обязательно под – вспомогательным компонентом, обеспечивающим:

• растворение окисных пленок на поверхности соединяемых деталей;
• хорошее сцепления с ними паяльного сплава;
• улучшение условий растекания сплава по поверхности тончайшим слоем.

Обычно в этом качестве используют канифоль, а также составы на основе ее смеси со спиртом, глицерином и цинком. Канифоль имеет температуру размягчения чуть выше 50°С, при 200°С кипит. Химически канифоль довольно агрессивна по отношению к металлам и гигроскопична, при насыщении влагой быстро увеличивает проводимость. В зависимости от добавок и их концентрации демонстрирует свойства нейтральных или активных флюсов.

Канифольный флюс продается в виде порошка, кусками или раствора канифоли.

Серебро, нержавеющую сталь и некоторые другие металлы можно паять только с помощью специальных флюсов (известны как кислотные флюсы или паяльные кислоты).

Некоторые монтажники, которые паяют провода, для улучшения качества облуживания выполняют предварительный нагрев на таблетке аспирина, пары которого выполняют функции флюса.

Паяльные пасты

Паяльная паста это композиция из припоя и флюса. Ею паяют в труднодоступных местах, а также при установке безвыводных электронных элементов. Состав наносят на компонент, который затем просто прогревают жалом.

Пасту можно изготовить самостоятельно. Для этого оловянные опилки смешивают с жидким флюсом до гелеобразной консистенции. Хранят пасту в герметичной упаковке, срок годности из-за окисления олова не превышает шести месяцев.

Подставка для паяльника

Паяют жалом, нагретым до высокой температуры, поэтому в перерыве инструмент оставляют на подставке. Для мощных паяльников ее выполняют с двумя опорами: задняя для рукоятки, передняя – для корпуса. Опоры монтируют на фанерном основании, которое используют служит для:

• установки коробки с канифолью;
• хранения проволоки припоя (пример приведен на рисунке 3);
• чистки жала.

Рисунок 3 показывает, что подставка не требует дефицитных материалов, может быть изготовлена своими руками.

Рисунок 3. Самодельная подставка для мощного паяльника

Для устройств малой мощности часто применяют конусообразный держатель (обычный или спиральный, что показано также на рисунке 3), в которую инструмент вставляют жалом.

Старшие модели подставок снабжают регулятором рабочей температуры, ЖК дисплеем для индикации температуры жала, рисунок 4. Подобный паяльный инструмент часто называют паяльной станцией.

Рис. 4. Пример паяльной станции с индикатором

Оплетка для удаления припоя

С оплеткой паяют в тех случаях, когда необходимо удаление припоя с печатной платы при демонтаже деталей. Представляет собой плотную сетку из покрытых флюсом тонких медных проволок.

Принцип действия основан на поверхностном эффекте: сетка «впитывает» припой, расплавленный на печатной плате, за счет капиллярных сил.

Обычно ширина оплетки составляет около 5 мм, поставка рулонная в корпусе диаметром примерно 5 см.

Функции удаления припоя может выполнять внешняя оплетка старого гибкого коаксиального кабеля.

Меры безопасности

Соблюдение техники безопасности:

• способствует защите от термических ожогов;
• предотвращает возникновение пожара;
• защищает от поражения электрическим током.

Прежде чем начинать паять, следует убедиться в исправности кабеля питания. Жало не должно касаться поводов, а также прочих предметов. Паяльник необходимо всегда класть на подставку. Запрещается касаться его корпуса, брать инструмент можно только за ручку.

Подготовка

Рабочего места

Паяют всегда при нормальном общем освещении (не хуже 500 люкс), при необходимости создания более комфортных условий применяют источник местного освещения.

Следует позаботиться о хорошей вентиляции. Наилучшие результаты дает вытяжка, при ее отсутствии паяют с перерывами для проветривания помещение от паров канифоли (каждый час при интенсивной работе).

Выбор паяльника по мощности

Паяют паяльниками различной мощности. Обычно исходят из того, что:

• маломощные паяльники (20 – 50 Вт) удобны для работы с электроникой, позволяют паять тонкие провода;
• 100-ваттным инструментом толщиной не свыше 1 мм;
• 200 Вт и более позволяет паять такие массивные детали, которые изначально требуют применения мощных паяльников.

О мощности прибора легко судить визуально: 50-ваттный паяльник оказывается чуть крупнее авторучки, тогда как 200-ваттный – имеет общую длину примерно 35-40 см.

Паяльника к работе

Перед первым включением следует удалить с корпуса остатки заводской смазки. Их выгорание приводит к появлению дыма и неприятного запаха. Поэтому паяльник включают через удлинитель, выставляя его на улицу через форточку на четверть часа.

Затем молотком проковывают жало паяльника: уплотнение меди увеличивает срок службы. Кончику жала придают форму:

• под углом или на срез – для точечной работы (пример показан на рисунке 5);
• ножевидную – таким жалом одновременно паяют нескольких контактов (характерно для микросхем);
• специальную – ими паяют некоторые разновидности радиодеталей.

Рисунок 5. Пример универсальной заточки жала паяльника и правильного облуживания его рабочей области

Перед тем как начать паять, следует очистить жало от оксидной пленки. Эту процедуру выполняют мелкозернистой наждачной бумагой или бархатным напильником, а также химическим способом: погружением в канифоль. Очищенное жало облуживают припоем.

При необходимости паять в точке можно мощным паяльником. Для этого на его жало накручивают медную проволоку диаметром 0,5 – 1 мм, используя ее свободный конец для нагрева припоя.

Деталей к пайке

Паяют всегда в несколько этапов. Сначала готовят поверхность металлического проводника:

• удалением окисной пленки с последующим обезжириванием;
• облуживанием (нанесение слоя олова на входящие в контакт поверхности).

Затем можно соединять детали.

Обязательно зачищают провода, бывшие в употреблении.

Окисную пленку снимают напильником, наждачной бумагой, лезвием ножа. В случае гибких проводов обрабатывают каждую проволоку.

Изоляцию эмалированного провода удаляют протаскиванием по поверхности ПВХ-трубки, к которой его прижимают нагретым жалом.

Признак готовности – равномерно блестящая поверхность без остатков оксидной пленки.

Паяют всегда с обезжириванием, т.е. протирают поверхность безворсовой тканью или салфеткой, смоченной ацетоном или уайт-спиритом.

У новых проводов окисная пленка отсутствует. Их облуживают сразу после удаления изоляции.

Залудить медный проводник необходимо под флюсом, после прогрева припой должен покрыть поверхность металла тонким слоем. При наличии наплывов паять не рекомендуется, провод располагают вертикально, проводя паяльником сверху вниз. Излишек расплавленного припая при этом перетекает на жало.

Если же необходимо , то процедуру зачистки и облуживания совмещают. Для этого помещают провод, покрытый канифолью, в наждачную бумагу, греют его с одновременным вращением.

Качество флюса некоторых видов падает при длительном хранении, а также под воздействием влаги воздуха. Поэтому такими флюсами паяют с дополнительным контролем срока годности.

Пошаговая техника пайки проводов

Пайку проводов выполняют в такой последовательности:

1. Снимают изоляцию на длине 3-5 см (на проводах большего диаметра длина удаляемого участка больше).
2. При необходимости зачищают и обезжиривают соединяемые жилы.
3. Формируют плотную скрутку проводов.
4. Обрабатывают полученный сросток флюсом.
5. Набирают на жало припой и паяют скрутку, прогрев продолжают до полного растекания; при необходимости повторяют несколько раз. Припой должен заполнить все полости сростка так, как это показано на рисунке 6.
6. Полученный сросток изолируют.

Рисунок 6. Спаянные однопроволочные провода

Пайка алюминиевых проводов друг с другом, а также с медными не имеет принципиальных отличий за исключением более сложной процедуры облуживания.

Пошаговая методика пайки радиодеталей на плату

Обычно радиодетали и заводские печатные платы имеют выводы и токоведущие дорожки, которые покрыты оловом. Их можно паять без предварительного облуживания. Платы лудят только при их самостоятельном изготовлении.

Процедура пайки включает такие шаги как:

1. Пинцетом отгибают выводы под требуемым углом, затем их вставляют в отверстия платы.
2. Фиксируют деталь пинцетом.
3. Набирают припой на жало, погружают его в канифоль, приставляют к точке соединения вывода с платой так, как это показано на рисунке 7. После нагрева поверхностей припой перетекает на дорожки платы, вывод элемента, контакты микросхем, равномерно распределяясь по ним под действием сил поверхностного натяжения.
4. Деталь удерживают в нужном положении пинцетом до застывания припоя.
5. После завершения пайки следует обязательно промыть плату спиртом и/или ацетоном.
6. Дополнительно контролируют отсутствие короткого замыкания компонентов платы, вызываемых каплями припоя.

Рисунок 7. Пайка выводов радиодеталей на печатной плате

Губки пинцета для лучшей фиксации целесообразно заточить или использовать специальный инструмент по типу показанного на рисунке 8.

Избыток выводов удаляют бокорезами.

Рис. 8. Вариант исполнения паечного пинцета

На повторно используемых платах установочные отверстия очищают от остатков припоя деревянной зубочисткой.

При работе целесообразно соблюдать следующие правила:

• жало ориентируют параллельно плоскости платы;
• из-за опасности перегрева радиодеталей, а также отслаивания токоведущих дорожек из-за перегрева платы паяют не более 2 секунд;
• перед набором припоя жало следует очистить от окислов.

Возможные проблемы при пайке

При наличии определенного быстро нарабатываемого навыка пайка обеспечивает хороший контакт. Немногочисленные проблемы легко выявляют визуально. К таковым относятся:

• слабый прогрев соединяемых компонентов или т.н. холодная пайка – припой приобретает характерный тусклый цвет, механическая прочность контакта падает, он быстро разрушается;
• перегрев компонентов – припой вообще не покрывает поверхности, т.е. соединение фактически отсутствует;
• перемещение соединяемых компонентов до полного затвердевания припоя – видимый резкий разрыв в пленке затвердевшего припоя, соединение отсутствует.

Устранение этих дефектов осуществляют повторной пайкой.

Заключение

Соединение пайкой обеспечивает высокое качество в сочетании с технологичностью. Процедура проста в реализации (научиться паять можно за пару часов), но необходимо аккуратно выполнять нескольких последовательных операций, тщательно соблюдая технологию работы.

Правильно паять можно только при наличии исправного инструмента.

Возможные проблемы при пайке Паяют всегда со строгим соблюдением правил техники безопасности.

Видео уроки, как паять