Виды и особенности паяльных станций, советы по подбору

Выбор паяльной станции

С проблемой выбора паяльной станции сталкиваются не только новички, но и опытные инженеры и сервисмены.

Ни для кого не секрет, что современная техника, а особенно цифровая, с каждым годом становится все более «продвинутой» и универсальной, при этом ее массогабаритные показатели постоянно уменьшаются. Это, в свою очередь, сказалось на сложности монтажа радиокомпонентов на заводе и последующем, в случае брака, ремонте в сервисном центре.

Если с быстрой и качественной пайкой компонентов на плату в заводских условиях успешно справляется «специально обученный» робот, то ремонтом той же платы, приходится заниматься живому человеку. Успешность ремонта зависит в равной степени как от его мастерства, так и от используемого оборудования.

Поскольку обычный паяльник уже стал практически инструментом для бытовых целей, рынок паяльного оборудования предлагает широкий спектр паяльных станций специализированного назначения для восстановления, фактически, любой современной техники.

Итак, паяльные станции условно можно разделить на такие категории:

• контактные
• контактные для бессвинцовой пайки
• термовоздушные
• комбинированные-термовоздушные
• демонтажные
• инфракрасные.

Самыми простыми, если можно так выразиться, и распространенными паяльными станциями являются контактные. По своему принципу действия они мало чем отличаются от традиционных паяльников, но они лишены их конструктивных недостатков.

Основная проблема при использовании паяльника — это перегрев чувствительных элементов, особенно полупроводниковых. Причиной этого служит невозможность регулирования температуры нагревательного элемента. Паяльник разогревается примерно до 400 градусов, и безопасность пайки обеспечивается краткосрочным контактом жала с припоем.

Контактная паяльная станция оснащена блоком питания, который, в большинстве случаев, обеспечивает гальваническую развязку между цепью питания и нагревательным элементом. С помощью блока питания можно регулировать напряжение на нагревательном элементе, соответственно — изменять температуру нагрева. В большинстве случаев диапазон оптимальной температуры пайки — 250-330 градусов.

Также стоит отметить, что в паяльных станциях присутствует система термостабилизации.

Реализована она при помощи ПИД-регуляторов с обратной связью по температуре жала. В момент охлаждения жала (в момент касания жалом припоя) микроконтроллер анализирует соотношения заданной температуры к реальной и стабилизирует ее автоматически, вследствие повышения напряжения на нагревательном элементе.

Мощность «обычных» контактных паяльных станций не превышает 50-60 Вт. Даже с учетом системы термостабилизации использовать их можно только для пайки свинцовыми нетугоплавкими припоями типа ПОС 60.

Многие, даже опытные, мастера применяют их в ремонте современных плат, созданных по директиве RoHS с использованием только тугоплавких бессвинцовых припоев. Это в корне неверно.

• перегретый радиокомпонент, вследствие завышенной температуры пайки;
• перегретое жало паяльника, что приводит к резкому сокращению его долговечности;
• резкое сокращение длительности работы нагревательного элемента;
• некачественная пайка (холодная пайка);
• перегрев дорожек на плате.

Во избежание этого для ремонта современной техники следует использовать так называемые паяльные станции для бессвинцовой пайки.

По принципу действия они не отличаются от обычных, но мощность нагревательного элемента начинается от 75-80 Вт и заканчивается в пределах 150-160 Вт. Также производители пытаются минимизировать время стабилизации температуры микроконтроллером. Для этого используют более продвинутые ПИД-регуляторы.

Отдельно хочется отметить очень популярную модель GOOT PX-201, которая на первый взгляд является паяльником, но на самом деле — это полноценная паяльная станция для бессвинцовой пайки в компактном корпусе.

Не стоит бояться применять бессвинцовые станции и со свинцовыми припоями. Они для этого подходят ничуть не меньше, чем «простые» контактные станции.

Но далеко не со всеми задачами можно справиться лишь контактным методом пайки. SMT-монтаж, который сейчас доминирует, подразумевает использование миниатюрных SMD-компонентов и безвыводных BGA-микросхем. А справиться с такими элементами с помощью паяльника не только сложно, но и, в большинстве случаев, просто невозможно.

Для такого рода работ были созданы бесконтактные паяльные станции, и среди них наибольшее распространение получили термовоздушные.

Принцип работы термовоздушных станций довольно прост. Компрессор или турбина создают воздушный поток, который, проходя через спираль нагревательного элемента, набирает соответствующую температуру. Струю воздуха на выходе фена подают в зону пайки.

https://www.youtube.com/watch?v=ycaSJDCEsxg

Таким образом решаются проблемы с пайкой в труднодоступных местах, с прогревом нескольких контактных площадок и т. п.

широко используют для ремонта мобильных телефонов и бытовой техники. Мощности любой станции достаточно для работы как со свинцовыми, так и с бессвинцовыми припоями. Но и у них есть ограничение по применению. Нельзя использовать станцию для монтажа/демонтажа больших BGA-микросхем.

Термовоздушные станции получили свое развитие в комбинации с другими видами паяльного оборудования.

Поэтому самая распространенная модель на рынке — Lukey 852 D . Тандем из термофена и паяльника за небольшие деньги стал залогом успеха этой модели. Наверное, трудно встретить отечественного электронщика, который никогда не паял с ее помощью.

На волне успеха Lukey на рынке появились сотни моделей, так или иначе похожих на нее. И сейчас без проблем можно подобрать «паялку» на свой вкус.

Например:

• в ассортименте Lukey, кроме 852 D , это могут быть модели 702, 868, 898. Их отличие от «классики» — тип нагнетателя воздуха. Все они оснащены турбинным мотором, который размещен в рукояти термофена. За счет этого был упразднен шланг-воздуховод от головного блока станции, что повлияло на улучшение эргономики и удобства пользования. В модели 853D также реализован встроенный лабораторный блок питания.
• ассортимент AOYUE предлагает значительно большую вариативность. Кроме модели со встроенным лабораторным БП — AOYUE 768, есть станции с встроенным дымопоглотителем — AOYUE 968. Самые «продвинутые» модели оснащаются не простым паяльником, а паяльником для бессвинцовой пайки (AOYUE 2738A ) и даже демонтажным пистолетом (AOYUE 2702A ).

Неотъемлемым конструктивным элементом демонтажной паяльной станции также является компрессор, но здесь он работает не на выдув, а на вдув. С его помощью разогретый припой на контактной поверхности всасывается в специальный резервуар. Тот, кому хоть раз приходилось выпаивать микросхему в корпусе, например, DIP8, понимает, насколько это удобно.

Кроме AOYUE 2702A , которая является чем-то вроде «паяльного комбайна», есть сугубо демонтажные станции, такие как AOYUE 474A и AOYUE 701A (AOYUE 701A также оснащена обычным паяльником).

Описать все нюансы эксплуатации и применения в общем обзоре для инфракрасных паяльных станций невозможно. Это уже тема отдельной статьи. Но мы попытаемся кратко их классифицировать.

Данный тип паяльного оборудования был создан для решения нескольких сложных задач:

• монтаж/демонтаж средних и крупных BGA-микросхем;
• уменьшение теплового влияния на пластиковые элементы при пайке;
• упразднение использования большого количества насадок под конкретный тип микросхем, как в термовоздушных станциях, ввиду того, что новые микросхемы появляются на рынке постоянно.

Учитывая эти преимущества ИК-станции практически полностью вытеснили любые другие в сервисных центрах по обслуживанию компьютеров и ноутбуков.

Фактически любая (кроме бюджетных решений типа Tornado) ИК-станция — это ремонтный комплекс, который состоит из таких элементов:

• верхний нагреватель;
• нижний нагреватель (преднагреватель);
• стол для держания платы;
• система термоконтроля, которая состоит из термодатчиков и программируемого контроллера.

Такая конструкция предусмотрена именно для обслуживания плат большого размера, таких как материнские платы ПК и ноутбуков.

Мощный верхний нагреватель позволяет выпаять большую BGA-микросхему, например, «северный мост». Большой по площади нижний нагреватель — минимизирует риск термической деформации текстолита в связи с локальным нагревом «сверху». На столе можно правильно и надежно зафиксировать плату.

https://www.youtube.com/watch?v=vo2jS9ipK08

А система термоконтроля автоматически отслеживает изменение температуры в контрольных точках, сравнивает ее с заданной температурой и регулирует ее соответственно термопрофилю.

Задача оператора такой станции сводится к подбору правильного термопрофиля (температурно-временных отрезков процесса пайки), а сама станция выполнит всю оставшуюся работу в автоматическом режиме.

Преимуществами керамических нагревателей являются работа в невидимом спектре излучения, высокая надежность и длительное время наработки на отказ.

Преимущества кварцевых нагревателей заключаются в меньшей инерционности и в большей однородности пятна нагрева.

Паяльники в наше время имеются практически в каждом доме. Это обыденный и всем привычный инструмент, предназначенный для решения различных бытовых вопросов, связанных с пайкой и мелким ремонтом предметов обихода.

Для восстановления более сложных вещей необходимо обзавестись более качественным оборудованием, таким как паяльные станции, востребованными и профессиональными ремонтниками, и домашними умельцами.

Паяльные станции широко применяются для выполнения мелких домашних работ и для ремонта электроники

• Во-первых, надо понять может ли она работать с припоями на основании свинца.
• Во-вторых, желательно знать возможности управляющего модуля и принцип его работы – цифровой или аналоговый.
• В-третьих, необходимо понимать, от какого напряжения будет работать станок.

Китайская модель 852d

Модель 825 — это цифровая термовоздушная модель с феном и паяльником. На корпусе этой установки установлен монитор, на котором показывается температурные режимы работы фена и паяльника. Использование цифрового управления позволяет повысить точность настройки устройства. Это оборудование может работать в широком диапазоне температур, так фен обеспечивает подачу воздуха в диапазоне от 100 до 420 градусов, паяльник от 200 до 480 градусов.

Для подачи воздуха использован диафрагменный насос. Для разогрева паяльника установлен керамический нагревательный элемент. Он способен предупредить повреждение компонентов, установленных на плате, напряжением, которое, при определенных условиях образуется на конце жала обычного паяльника. То есть, работа с использованием этого станка, позволяет снизить риск повреждения платы и повышает качество выполненной пайки.

Из чего состоит комплект?

При проведении работ по паянию нужна не только паяльная станция, но и комплектные детали: модуль по управлению, контролированию и держатель на пружине. Это все сможет обеспечить необходимую температуру, защитит от перегрузок.

При специфике эксплуатирования паяльной станции в комплект может входить:

• пинцет (спаивание и удаление маленьких деталей);
• фен для подогрева (дополнительный подогрев места паяния);
• излучатель тепла (подогрев платы при пайке группы);
• вакуумный пинцет;
• дополнительная арматура.

Классификация аппаратуры

В зависимости от специализации паяльника включаются те или иные компоненты. Чтобы правильно выбрать паяльную станцию, необходимо помнить, что комплектация определяет профиль эксплуатации устройства.

Паяльников бывает четыре вида:

1. Термовоздушный (комплектуется феном, паяние проводится горячим воздухом). Такой вариант исполнения рекомендуем выбрать для ремонта бамперов автомобилей и других пластиковых запчастей.
2. Импульсный (монтирование и снятие более современных схем).
3. Индукционный (маленький, но очень мощный аппарат).
4. Инфракрасный (более легкая возможность ремонта ноутбуков, телефонов, мини ПК или планшета).

Исходя из этого подводим итог – чтобы выбрать ту или другую модель нужно знать изначально, что будет паяться данным паяльником.

Выбор паяльной станции для работы и дома

Пайка микросхем

Паяльная станция позволяет быстро и качественно выполнять замену вышедших из строя микросхем. Порядок действий при выполнении таких работ следующий:

1. Плату с неисправной микросхемой фиксируют в специальном зажиме;
2. Находящиеся рядом с вышедшей из строя микросхемой радиодетали закрывают тонкой алюминиевой фольгой;
3. На выводы демонтируемой старой микросхемы наносят тонкий слой флюса;
4. Круговым движением термовоздушного фена расплавляют припой на выводах микросхемы и при помощи пинцета аккуратно снимают ее с печатной платы;
5. Паечные пяточки – концы токопроводящих дорожек платы, предназначенные для контакта с выводами микросхемы – очищаются от остатков флюса;
6. Определив при помощи « ключа» (выемки или другой маркировки на корпусе детали) расположение первого вывода, устанавливают новую микросхему на плату, выравнивают ее относительно паечных пятачков дорожек;
7. При помощи контактного паяльника с тонким жалом прихватывают два угловых вывода;
8. На все выводы микросхемы наносят флюс;
9. Круговым движением термовоздушного фена, расплавляя остатки припоя, фиксируют выводы микросхемы на паечных пятачках дорожек;
10. Визуально проверяют отсутствие замыканий между выводами. При обнаружении таковых при помощи паяльника удаляют лишнее количество припоя.

После завершения работ с помощью зубной щетки удаляют остатки флюса, проверяют работоспособность припаянной микросхемы.

Принципы управления температурой

Паяльная станция – одно из важнейших устройств в изготовлении электроники. Это указывает на высокую степень потребности среди людей, занимающихся этим. Установка позволяет подключать пару модулей, которые дают возможность паяния с контактом и без него, также можно заменять насадки и наконечники.

Чтобы правильно выбрать аппарат важно правильно определится со способом управления:

• цифровой (определенные программы предоставляют контроль над нагревом жала, стабильность и точность в работе, нежели аналоговый);
• аналоговый (устройства должны быть под постоянным контролем, так как высокая температура негативно сказывается на комплектующих элементах приспособления).

В зависимости от вида паяльной станции, регулирование температуры нагрева рабочего органа происходит при помощи следующих устройств:

• Реле и термодатчик – жало паяльника нагревается до определенной температуры, после чего термодатчик, подавая сигнал на реле, разрывает цепь питания паяльника и прекращает его нагрев. Терморегулирование при помощи реле и термодатчика обладает высокой надежностью и простотой. Однако такая простая система имеет один существенный недостаток – она, предотвращая жало от нагрева выше определенной температуры, не позволяет производить точную и тонкую регулировку нагрева.
• Контролер – электронное устройство, управляющее нагревом паяльника. В отличие от реле и термодатчика, контролер при помощи различных кнопок и переключателей позволяет точно задавать температуру паяльнику. Благодаря этому, его часто применяет при пайке очень чувствительных к перегреву деталей.

Эксплуатация паяльных станций

Сегодня существует много видов оборудования по технической части паяльного устройства, а это значительно утяжеляет выбор при покупке. Из-за этого прежде чем выбрать подходящую модель нужно определиться с техническими особенностями и областью использования. Любители что-нибудь отремонтировать своими руками для дома в основном используют обычные паяльники, но они перегревают детали, в результате чего получается не ремонт деталей, а наоборот.

Мощность играет роль, это важно при пользовании тугоплавкими припоями. В другом случае:

• высокая температура – перегрев схем;
• жало разрушается при воздействии высокой температуры;
• нагревающая часть со временем выходит из строя;
• перегрев дорожек платы;
• падает качество спаивания.

Во избежание вышеперечисленных нюансов, лучше выбрать станцию для бессвинцовой пайки. Также можете сделать паяльник своими руками, о чем мы рассказывали в соответствующей статье!

Пайка без свинца

Бессвинцовая пайка – новейший современный вид паечных работ, предусматривающий использование бессвинцовых припоев, изготовленных на основе таких металлов, как медь, серебро, золото, кадмий, цинк, индий. Производится такая пайка с помощью мощных паяльных станций (75-170 Вт), способных разогревать жало паяльника или выходящий из термовоздушного фена воздух до температуры 270-3000С.

Изготовители станций

Наиболее популярными изготовителями данного вида оборудования являются такие компании, как:

• «ERSA»;
• «ATTEN»;
• «QUICK»;
• «AOYUE»;
• «LUKEY».

Среди данных производителей наиболее надежное, но при этом дорогое паяльное оборудование выпускает немецкая компания «ERSA». Среди бюджетных моделей много радиолюбителей отдает предпочтение продукции брендов QUICK и LUKEY. При этом паяльные станции последнего производителя в настоящее время вызывают много претензий и нареканий по надежности и качеству сборки.

Возможность собрать своими руками

Самодельное паяльное оборудование

Самое простое паяльное оборудование данного вида можно не только приобрести, но и собрать самостоятельно. Такой вариант позволяет не только сэкономить существенную сумму денег, но и приобрести знания о том, что такое паяльная станция, как она устроена изнутри, понять принцип ее работы.

Что еще важно знать?

При покупке, мастера советуют запастись также запасными сменными жалами. Все они разнятся формой и площадью конца, чем обусловливается результат самой работы. Также чтобы выбрать подходящий вариант исполнения нужно знать, что больший край предоставляет лучше обмен тепла во время пайки. В свою очередь форма влияет на вид элементов, которые будут паяться, а также доступность до мест спаивания и температуру.

Еще один важный совет – чтобы выбрать все правильно, нужно обратить внимание на материалы, из которых изготовлены жала для пайки, они должны хорошо проводить теплоотдачу. Помимо этого нужно подобрать оборудование с легкой заменой деталей в случае выхода из строя одной из них.

Паяльная станция — рейтинг лучших, как выбрать дома

Первая требует от работника постоянного контроля над рабочими режимами, это необходимо для обеспечения целостности электронных компонентов. Вторая система управления позволяет осуществлять программное управление работой устройства. Соответственно режимы работы показывают хорошую стабильность.

Ниже приведен перечень оборудования, которое можно смело отнести к лучшим образцам паяльных станций:

1. Element 852D Plus.
2. Element 702.
3. lement 937D.
4. Element 898BD.
5. Lukey 936D.
6. Lukey 852D Plus.
7. Zubr 55335.
8. Zubr 55334.

Ну и последнее, о чем хотелось бы рассказать, какую паяльную станцию лучше выбрать для дома (любителям ремонта бытовых электроприборов), работы (ремонт электроники), а также пайки пластиковых деталей автомобилей.

Прежде всего поговорим о производителях приборов. Лучшими на сегодняшний день являются немецкая фирма Ersa и китайская Quick. Однако для любителей ремонта электроприборов в домашних условиях выбрать паяльное оборудование компании Ersa будет не самым рациональным решением. Дело в том, что цена аппаратуры достаточно высокая, поэтому такой вариант лучше подойдет для профессионального использования. В то же время Quick имеет в своем ассортименте бюджетные паяльные станции, более менее хорошего качества.

Еще одной популярной фирмой является Lukey. Многие мастера и радиолюбители утверждают, что это самый дешевый Китай, который быстро ломается и к тому же может стать причиной возникновения пожара. Другая же часть мастеров рекомендует выбрать паяльную станцию Lukey для начинающих радиолюбителей, т.к. некоторые модели оборудования достаточно хорошо изготовлены и за свою цену являются оптимальным вариантом для домашней мастерской.

Все же наиболее популярными моделями из недорогих являются Lukey 702, 852D и 868. Из Quick чаще всего покупают 202D ESD (для любителей) и 702 ESD (для профессионалов).

Ремонт и монтаж современной электроники проводится с помощью паяльных станций. Причем они пользуются популярностью не только у профессиональных электронщиков, но также и у радиолюбителей.

Обычно паяльные станции комплектуются феном для подогрева, который необходим для подогрева места паяния, а также пинцетом, с помощью которого можно удалять и спаивать маленькие детали. Кроме того, в комплект входит дополнительная арматура и вакуумный пинцет.