Рекомендации по выбору оборудования и материалов для качественной пайки

В прошлой статье мы узнали всего 4 первых секрета пайки, продолжаем рассматривать теоретические и практические вопросы качественной пайки.

В этой статье приводятся рекомендации по выбору оборудования и материалов для качественной пайки, а также некоторые общие советы.

Для начала разберемся с процессом пайки. Пайка это процесс образования механического и электрического контакта между металлическими поверхностями, способного выдерживать значительные механические нагрузки. Пайка образуется при высоких температурах (от 180 до 250°С) спаиваемых поверхностей и расплавленного олова. Для качественной пайки недостаточно нагреть одну поверхность с оловом и прислонить к ней другую: обязательное условие образования надежного контакта – равные температуры спаиваемых поверхностей. Естественно что добиться этого можно только при помощи верно подобранного инструмента.

Важное замечание: низкая температура жала паяльника приведет к размягчению припоя но не к его расплавлению. Результат – холодная пайка (узнать можно по зернистой структуре контакта). Перегретое жало – чрезмерное выпаривание припоя. И тот, и другой дефект приводит к рассыпанию / расслоению контакта через некоторое время эксплуатации.

Не нужно забывать и о предельных температурах электронных компонентов: пайка при температуре ~ 250°С не должна проходить более 10 сек. Это уже закон проверенный временем: интегральные компоненты можно запросто пережечь.

Подводя итог выше сказанному определим требования для паяльного оборудования радиолюбителя:
1. Желательно приобретать не просто паяльник, а паяльную станцию. Скажете дороже? Да, но не на много. Цены на хорошие паяльные станции начинаются от 800 руб. Дороже чем паяльник на радиорынке? Но зато какие преимущества: регулируемый диапазон нагрева (вероятность пережечь компоненты спадает на нет); поддержание постоянной температуры жала (жало не перегорает – снижаются затраты на расходники); важная особенность всех паяльных станций – наличие подставки под паяльник (вещь необходимая) и ванны для очистной губки – не захотите покупать станцию будете искать эти вещи отдельно.
2. Мощность паяльника вещь во многом определяющая качество пайки. При пайке печатных плат вполне достаточно паяльника с мощностью 25-40 Вт. Лично я уже 10 лет пользуюсь станциями с мощностью 40 Вт и не знаю проблем. Конечно при пайке проводов сечением в 10 мм : вам и 100 Вт будет мало – но здесь речь идет о пайке плат.
3. Напряжение питания – на территории России стандартом является напряжение 220 ±10% В, 50 Гц. Хотите паять подключаясь к сети электропитания – покупайте паяльник / станцию с таким питанием. Для пайки в автомобиле или в местах где сложно найти розетку можно найти паяльник с питанием 12/18/24 В или газовые паяльники.
4. Важный параметр при пайке плат – форма жала. Сейчас для паяльников / станций предлагается широкий ассортимент жал – лопатка, конус, игла и т.д. Какое выбирать дело ваше: каждому удобно паять тем чем он привык. Я пользуюсь лопатками разных размеров.
5. Немаловажный параметр – стойкость жала. Вы можете найти термостойкие жала которым не страшен длительный перегрев. Удобно, но дорого.
6. Нельзя не упомянуть о антистатических паяльных станций. Если вы готовы выложить более 100$ за паяльную станцию – вы получите антистатическую защиту (полезно при пайке полевых элементов и других капризных бяк). Нет таких денег – не расстраивайтесь – можно самостоятельно доработать станцию / паяльник: заземление жала в большинстве случаев помогает. Это конечно не та антистатика, которая есть в навороченных станциях, но помогает не хуже.

Ну как, обзавелись паяльным оборудованием? Следующий шаг – расходные материалы. Вам понадобится флюс – для удаления окислов с контактных площадок плат и выводов компонентов и припой.

Выбор флюса – отдельный вопрос. Ваш дедушка паял с канифолью – снисходительно улыбнитесь – раньше другого не было. Чем плоха канифоль – канифоль, спиртовой канифольный флюс относятся к категории активных флюсов. Главный недостаток – при высоких температурах удаляется не только оксид металла – удаляется и сам металл. Посмотрите на жало дедушкиного паяльника – все в рытвинах, черное и с зазубринами. Это действие канифоли. Другой главный недостаток – очистка платы после пайки с канифолью большая проблема. Смыть остатки можно только спиртом или растворителями (да и то, порой проще отковырять чем-то острым). Остатки флюса на плате не только некрасиво с эстетической точки зрения, но и вредно. На платах с малыми зазорами между проводников возможен рост дендритов (проще говоря, замыканий) вызванных гальваническими процессами на загрязненной поверхности.

Каков же выход – на современном рынке материалов можно найти широкую гамму флюсов, которые смываются обычной водой, не разрушают жало паяльника и обеспечивают высокое качество пайки. Продаются такие флюсы, как правило, в шприцах, что очень удобно для использования.

Выбор припоя. Дедушка порекомендовал вам оловянный прут сечением 10 мм? Еще раз улыбнитесь. Сейчас для пайки пользуются припойной проволокой сечением от 1 до 5 мм. Наиболее распространены 1,5-2 мм многоканальные припои. Многоканальность означает, что внутри оловянной проволоки расположены несколько каналов флюса, который обеспечивает образование ровной блестящей и надежной пайки. Продается такой припой в мотках – на радиорынках, в колбах – в которых он находится свернутым в спираль, и в бобинах (в них количество припоя такое, что его хватит не на один год).

Активатор жала. Активатор жала или TipCleaner продается в очень маленьких баночках. Он необходим для увеличения срока службы жала паяльника. Перед каждой пайкой и после неё (имеется в виду в начале и в конце работы) опустите жало в эту баночку. На нем образуется защитное покрытие, препятствующее образованию нагара.

Ну что, готовы к пайке? Последнее что вам нужно – ручной инструмент: нож, кусачки, пассатижи. Если в процессе работы понадобится что еще – поймете сами.

Перед тем как паять плату необходимо подготовить рабочее место: позаботьтесь о емкости с низкими бортами и достаточно большой площадью для мусора – откусанных выводов и снятой оплетке. Очень хорошо подходит пластиковая одноразовая тарелка (не стоит касаться её жалом разогретого паяльника:). Позаботьтесь и об освещении – свет должен падать на плату так чтобы рука с паяльникам не закрывала его.

Теперь вы настоящий ПАЯЛЬНИК (правда, еще не опытный, но это наверстывается).

Прежде чем приступить к пайке разберитесь с платой. Если вы делали её самостоятельно – скорее всего она без паяльных покрытий: голая медь. Перед пайкой все контактные площадки придется облудить: покройте их флюсом и нанесите олово паяльником так, чтобы не закрыть отверстия в плате. При правильно подобранной температуре и хорошем флюсе, олово с жала паяльника само “обтечет” всю контактную площадку, как только вы её коснетесь. Не стоит брать на жало паяльника огромные капли олова: касаетесь жалом прутка и через секунду на жале будет необходимое количество.

Плата, покрытая оловом – промышленное изготовление – избавляет от этой работы, но и стоит соответственно.

Плата готова? При необходимости удалите остатки флюса и можете приступать к пайке.

Одна из основных ошибок начинающих радиолюбителей – компоненты паяют, а потом откусывают лишнюю длину ножек. При этом качественного контакта добиться сложно – повышенный теплоотвод и усложненный доступ жала к месту пайки только ухудшают образование надежного соединения. Формуйте выводы компонентов и обрезайте их перед пайкой.

Как я уже отмечал – при правильной технологии олово будет “обтекать” контакт самостоятельно. Обращайте внимание на состояние выводов компонентов: серые матовые выводы – окисленные. Придется лудить с флюсом. Будьте осторожны – можно пережечь компонент. Хотите избежать неприятностей – покупайте компоненты в радиоэлектронных магазинах – там они правильно хранятся.

Советы для пайки

ПАЙКА АЛЮМИНИЯ И ЕГО СПЛАВОВ К известным методам пайки алюминий я предлагаю добавить еще один, очень простой. Зачищенное и обезжиренное место пайки покрывают с помощью паяльника тонким слоем канифоли, а затем сразу же натирают таблеткой анальгина (бенальгина). После этого облуживают поверхность припоем ПОС-50 (или близким к нему), прижимая к ней с небольшим усилием жало слегка перегретого паяльника. С облуженного места ацетоном смывают остатки флюса, еще раз осторожно прогревают и снова смывают флюс. Спаивание деталей производят обычным образом. А. ГЛОТОВ с. Галиевка Воронежской обл.

——————————————————————————–
ЗАЩИТА ОТ “ПРИГОРАНИЯ” СТЕРЖНЯ ПАЯЛЬНИКА Стержень паяльника уже после непродолжительной работы заклинивается в трубке нагревателя так, что вынуть его для замены порой не удается. Чтобы этого не происходило, я использую очень простой прием: перед эксплуатацией паяльника стержень вынимаю и натираю его поверхность (кроме жала) грифелем мягкого простого карандаша. Покрытие графитом следует возобновлять после каждого демонтажа стержня. Слой графита в определенной мере уменьшает образование окалины и на открытой поверхности стержня. А. БРУММА г. Ленинград
——————————————————————————–
ОСОБЕННОСТИ МОНТАЖА ТРАНЗИСТОРОВ МОП При монтаже транзисторов и микросхем технологии МОП обычно рекомендуют пользоваться заземляющими браслетами. В тех случаях, когда такой браслет почему-либо неприменим, я пользуюсь таким приемом. На ручке паяльника укрепляю латунный лепесток, надежно соединенный с его корпусом. Паяльник держу в руке, касаясь лепестка, а другой рукой с помощью пинцета касаюсь припаиваемого вывода. Таким образом, потенциалы на выводе детали и паяльнике уравниваются через токоограничительное сопротивление тела. Паяльник должен быть низковольтным, подключать его к сети необходимо через понижающий трансформатор с надежной изоляцией между обмотками. С. КУРУШИН г. Пермь
——————————————————————————–
ЛУЖЕНИЕ ВЫВОДОВ П2К Простое приспособление, описанное ниже, позволяет заметно облегчить и ускорить облуживание выводов, например, таких узлов, как переключатель П2К.перед установкой его на плату. Из листовой меди толщиной 0.2…0,5 мм вырезают полосу длиной 60…80 мм и шириной 3…5 мм. Один из концов полосы зачищают с обеих сторон на 15 мм, облуживают и сгибают в кольцо на оправке диаметром около 1,3 мм. Второй конец полосы закрепляют в деревянной ручке. Разогревают паяльником облуженную часть приспособления и заполняют припоем. Закрепив переключатель в тисках так. чтобы выводы были направлены вниз, надевают разогретое паяльником кольцо на вывод и перемещают вдоль контакта до полного покрытия припоем. Выводы перед облуживанием желательно смочить 30 %-ным водным раствором железосинеродистого калия (его продают в магазинах фототоваров). При использовании спиртоканифольного флюса необходимо следить за тем, чтобы излишки флюса не проникли внутрь переключателя через зазор между выводом и корпусом. А. МИЦУРА г. Харьков
——————————————————————————–
ПРЕДОХРАНЕНИЕ СТЕРЖНЯ ПАЯЛЬНИКА ОТ ОБГОРАНИЯ Обычно открытая поверхность стержня паяльника быстро покрывается рыхлым слоем окиси. Со временем из-за этого стержень истончается, поверхность становится неровной. Чтобы защитить стержень от обгорания, его нужно обмазать тонким слоем смеси силикатного клея и сухой минеральной краски (окиси железа, цинка, магния). Перед включением паяльника покрытие нужно хорошо просушить, иначе клей вспенится и покрытие будет осыпаться.
——————————————————————————–
ЗАДЕЛКА ШНУРА ПАЯЛЬНИКА Нередко в процессе пользования паяльником проводники шнура обламываются у выхода из ручки. Отремонтировать такой шнур затруднительно, так как его концы, выступающие из ручки, оказываются слишком короткими, а попытки вытянуть их неминуемо приводят к обрыву выводов нагревателя. Всевозможные предохранительные резиновые трубки и пружины, вставленные в ручку, не спасают от обрыва проводников шнура, лишь отдаляя этот момент. Вместе с тем существует старый способ избежать этих трудностей, и его мы особенно рекомендуем малоопытным радиолюбителям. Сразу после покупки паяльника его шнур в точке, отстоящей от ручки на 5… 8 см, сгибают на 180°, получившуюся петлю отгибают на ручку и приматывают несколькими витками липкой ленты. Если теперь в шнуре произойдет обрыв, петлю освобождают, без затруднений восстанавливают соединение проводников скручиванием или, еще лучше, пайкой, изолируют место ремонта и петлю снова приматывают к ручке.