Паяльная паста — лайфхак как сделать качественную и эффективную пасту

Описание технологии приготовления

Приготовить паяльную пасту для SMD своими руками совсем несложно. В зависимости от вида выполняемых работ, для приготовления состава можно воспользоваться одним из трех способов.

Для тонкой пайки. Этот состав содержит следующие компоненты:

• рафинированное растительное масло – 100 г;
• говяжий жир (растопленный и процеженный) – 300 г;
• канифоль – 500 г;
• хлористый аммоний – 100 г.

Все компоненты за исключением хлористого аммония помещаются в фарфоровую тару и нагреваются на водяной бане. В процессе нагрева их необходимо аккуратно перемешивать до получения однородной консистенции. В полученный состав всыпается хлористый аммоний и перемешивается. Пасту перекладывают в банку и герметично закрывают.

Для очень тонкой пайки. Данный состав незаменим при выполнении очень тонких работ. Для этих целей используют пальмовое масло. Оно само по себе имеет пастообразную консистенцию.

Повысить его эффективность можно путем добавления хлористого аммония. В приготовленной паяльной пасте своими руками пропорции данного вещества должны составлять порядка 5-10%. Вместо хлористого аммония можно использовать солянокислый анилин. Вещества помещаются в стеклянную тару и растираются до получения однородной консистенции. Банку необходимо хранить в герметично закрытом виде.

Паяльная паста своими руками для пайки меди и лужения. Для приготовления такого состава потребуются следующие компоненты:

• пруток оловянно-свинцового припоя;
• паяльный жир.

С помощью напильника, надфиля и механической насадки на дрель нужно измельчить пруток в мелкую крошку и смешать ее в равных пропорциях с паяльным жиром, нагревая на водяной бане. Когда смесь приобретет однородную консистенцию, ее перекладывают в большой медицинский шприц.

Применение паяльной пасты

Паяльная или припойная паста применяется в радиоэлектронной промышленности для монтажа SMD-компонентов на печатные платы. Данное вещество используется при монтаже систем водоснабжения. С его помощью производят соединение труб и фитингов из сплавов меди и латуни.

Если для прокладки систем водоснабжения требуется специальная паста, которую сложно изготовить самостоятельно, радиотехнические детали менее привередливы. Но чтобы получить качественный продукт, отвечающий всем необходимым требованиям, самодельная паяльная паста должна соответствовать следующим критериям:

• она не должна окисляться и быстро расслаиваться;
• продукт должен продолжительное время сохранять вязкость и способность к деформации;
• нанесенная доза приготовленной массы не должна растекаться за пределы места нанесения;
• после пайки не должно оставаться твердых остатков, которые невозможно удалить.

Важно обращать внимание на клеящие свойства готового продукта, так как данное качество позволит надежно закреплять на плате мелкие детали. При нагреве металл имеет свойство разбрызгиваться. Применение качественной пасты призвано минимизировать это свойство.

Важно, чтобы нанесение пастообразного состава на плату не снижало технических характеристик последней. А остатки продукта можно было легко удалить с помощью стандартных растворителей.

Чтобы понять, как сделать паяльную пасту в домашних условиях, нужно знать, что входит в ее состав. В основу этого вещества входит порошок припоя. Его смешивают со связующим и некоторыми другими компонентами.

Технология использования пасты

Если вы еще не пользовались данным составом, то вам поможет наша инструкция для работы с паяльной пастой:

• сначала надо вычистить плату, обезжирить и тщательно просушить;
• установить плату горизонтально и зафиксировать в таком положении;
• в заданных соединительных точках равномерно наносится паста без пропусков;
• мелкие и smd элементы ставятся на плату;
• в некоторых случаях для большей надежности требуется обработка пастой ножек микросхем;
• в случае нижнего подогрева платы необходимо запустить фен и теплым потоком прогреть верхний участок с крепящимся элементом;
• после испарения флюса следует увеличить температуру до уровня плавки припоя;
• паять надо постоянно контролируя процесс;
• дать остыть и промыть плату.

Для манипуляций с микросхемами требуется использовать паяльник на 250 — 300 Со. Допускается применения модели 20-30 Вт и 12-36 В.

Не следует брать паяльники с конусными насадками. Повышение эффективности манипуляций обеспечивается применением очень тонкой проволоки для контакта жала с пастой.

Припаять SMD- компоненты можно так:

• поместите их на контактную площадку;
• нанесите пасту на ножки;
• под влиянием паяльника с заданной температурой паста растекается по контактному участку;
• оставьте элементы для остывания.

Чтобы припаять провода, паяльную массу наносят на провода в области соединения. Затем к пасте прикладывается паяльник.

Спирт, глицерин, канифоль

Можно получить неплохой спиртоканифольный флюс растворением канифоли в этиловом спирте. Предварительно нужно канифоль растолочь в ступке как можно мельче.

• Канифоль в спирте растворяется очень медленно, и от тщательного ее измельчения будет зависеть скорость приготовления флюса. После перемешивания спирта с канифолью, лучше оставить будущий флюс на несколько часов для завершения растворения.
• Можно ускорить процесс, поместив раствор в стеклянную закрывающуюся тару и нагревая до 80 ? на водяной бане. Спиртоканифольный флюс совершенно нейтрален и после производства пайки даже не требует смывки.
• Этиловый спирт можно с успехом заменить глицерином. Такой глицериновый флюс получится гуще, чем спиртоканифольный и пользоваться им будет удобнее. Растворение канифоли в этом случае замедлится.
• Гораздо эффективнее будет вначале растворить ее в спирте, и после этого перемешать с глицерином. В этом случае значительно повысится активность состава, но придется обязательно смывать остатки с паяных заготовок.
• Даже канифоль вполне реально приготовить самостоятельно, хотя это потребует времени. Надо собрать в теплую сухую погоду смолу-живицу со стволов сосен и переплавить ее.
• Можно использовать при пайке в роли флюса или его компонента, канифоль для струнных смычковых инструментов. Она очень высокого качества и хорошо очищена. Но цена ее гораздо выше, чем у паяльной канифоли.

Тип флюса в составе пасты

Влияет на уровень активности вещества, наличие необходимости отмывки. В зависимости от метода удаления флюсовых остатков различают три группы флюсов:

1. Канифольные. Основным составным элементом является очищенная натуральная смола, которая добыта из древесины сосны. Канифольные флюсы делятся на неактивированные, среднеактивированные и активированные слабокоррозионные. Для первых свойственны минимальные показатели активности, вторые достаточно легко поддаются очистке, обеспечивают хорошее смачивание и растекаемость припоя, третьи характеризуются наибольшими показателями активности и низким уровнем спроса.
2. Водосмываемые. Содержат органические кислоты. Применение водосмываемого активного флюса является гарантом получения хорошего результата пайки, при этом существует необходимость отмывки деионизированной водой, имеющей температуру 55-65 градусов.
3. Безотмывные. Не нуждаются в отмывке. Произведены на основе смол натурального и синтетического типа. Удельный вес смолы в составе таких флюсов составляет 35-45%. Проявляют среднюю активность, их остатки после пайки не являются коррозионными и проводящими, а концентрация твердых осадков может достичь максимум 2%.

Способ второй

Подготовка куска припоя для плавления

1. Разрежьте кусок на кусочки либо полоски. Соорудите емкость для плавки из алюминиевой фольги. Сделайте «миску» либо «лодочку». Сверните фольгу в несколько слоев так, чтобы свинец не просачивался и не портил ваш духовой шкаф (печь).
2. Произведите тепловую обработку припоя. Поместите лодочку из фольги в духовку. Вам необходимо довести твердый кусок припоя до жидкого состояния.

Предостережение: не располагайте емкость непосредственно над источником огня, поскольку в алюминии может образоваться дыра, в результате чего свинец вытечет. После того как припой растопится, достаньте его и охладите. Форма на выходе не играет роли. Удалите фольгу.

На заметку! Убедитесь, что вы без остатка убрали следы алюминия, чтобы он не оказался в пасте.

• Измельчение припоя
• Посредством напильника измельчите полученный кусок в мелкий порошок.
• Имейте в виду, что при сильном трении опилки будут чересчур крупными. Обязательно используйте перчатки и защитную маску.
• Тщательно перемешайте полученное сырье с флюсом. Припойная паста готова.

Рекомендации

• Дисковая фреза дает возможность сразу же получить довольно мелкий порошок и сэкономить время при работе со ступкой. Фреза обладает крупным зубом и благодаря этому не забивается мягким припоем, как это случается с мелкими и средними напильниками.
• Перед тем как «дробить» припой при помощи дисковой фрезы, рекомендуется изготовить защиту из пластиковой бутыли. Отрежьте нижнюю часть, в днище проделайте отверстие и наденьте на бормашину.
• Во время работы с фрезой необходимо быть осмотрительным. Фреза с большим зубом чаще предрасположена к удару (вероятен рывок фрезы в сторону вследствие резкого вхождения зубьев фрезы в материал).
• Помните! Чем меньше угол, тем меньше возможность удара. Изменяя угол промеж прутка припоя и плоскостью дисковой фрезы, можно корректировать продуктивность, а также величину получаемого порошка.
• Пасту, приготовленную по приведенным выше рецептам, желательно использовать исключительно при пайке проводков и прочих аналогичных элементов в условиях, когда к области соединения довольно сложно подать олово. Изготавливать с ее помощью микросхемы профессионалы не советуют.

Температурный режим

Паяльные пасты чувствительны к существенно низким и высоким показателям температуры. Учитывая то, что в основе содержатся два материала различной плотности (флюс и припой), считается возможным естественный процесс расслоения флюса и других составных элементов паяльного вещества, а также возникновение тоненького слоя флюса над поверхностью.

Что же получается в результате? А получается, что паста паяльная лишается своих свойств, а, следовательно, нанесение ее на поверхность будет дефективным. Температурный режим, показатели которого выше 30°С, и вовсе спровоцирует химическое разложение паяльного вещества.

https://www.youtube.com/watch?v=aGFDcvYie2w

При воздействии низких температурных показателей паста теряет свою смачивающую способность, поскольку активаторы флюса частично или полностью переходят в осадок. Составы некоторых производителей все же можно хранить при температуре от –20 до 5°С.

Разновидности составов для паяльных работ

Для соединения элементов с помощью пайки применяются составы, имеющие меньшую температуру плавления. Раньше для этих целей применялся припой в сочетании с флюсом – веществом, способствующим удалению оксидов с паяемых поверхностей и улучшающим растекание припоя.

Современные производители электроники используют специальные составы, в которых содержатся оба этих компонента, а также различные добавки, ускоряющие процесс пайки.

Паяльная паста своими руками для пайки СМД-компонентов готовится из следующих составляющих:

• припоя (получают из свинца, олова или серебра);
• флюса;
• связующих компонентов.

Паяльные пасты делятся на несколько видов:

1. отмывочные;
2. безотмывочные;
3. водорастворимые;
4. галогенсодержащие;
5. без содержания галогенов.

На изменение состава оказывает влияние флюс. Пасты, не смываемые водой, готовятся путем добавления канифоли. Чтобы смыть состав с платы, придется воспользоваться растворителями.

Условия хранения

Паяльные пасты требуют не только соблюдения правил эксплуатации, но и особых условий хранения, основные среди них следующие:

• температура помещения, где хранится вещество, не должна превышать 25°С;
• температурный диапазон хранения пасты зависит от производителя и может находится в пределах 4-10°С;
• годность пасты при хранении в рекомендуемых условиях для составов с водосмываемыми флюсами составляет 3-6 месяцев, а с несмываемыми – 6-12 месяцев;
• пайка паяльной пастой должна осуществляться в помещении, где показатель относительной влажности соответствует 60-80%.
• начатые пасты разрешается хранить не более 12 часов;
• в целях снижения степени деградации, которая осталась от предыдущего процесса пайки, в новых паяльных работах пасту задействовать можно, но только с добавлением новой;
• банки, картриджи и шприцы с паяльным веществом хранить следует только в вертикальном положении, наконечниками шприцов вниз для исключения возможности расслоения.

Способ первый

1. Берем пруток олова и надфиль (напильник) и начинаем точить олово в крошку.
2. Затем высыпаем полученные опилки в емкость.
3. Чтобы соединить опилки, нам потребуется паяльный жир либо густой флюс. Флюса необходимо брать небольшое количество, иначе можно испортить припойную пасту.
4. Помещаем паяльный жир в посуду вместе с опилками и начинаем смешивать (как тесто). Перемешивать нужно тщательно до получения густой и однородной консистенции.
5. Под конец нам необходимо добавить в полученную массу флюс из глицерина. Как и в первом случае, не надо применять флюс в большом объеме – хватит и пары капель.
6. Еще раз тщательным образом перемешиваем.

Наша припойная паста готова. Хранить ее можно в шприце либо в плотно закрытой баночке. Это даст возможность пользоваться пастой в течение продолжительного времени. Подобный способ хранения очень полезен, когда вы приготовили припойную пасту в большом объеме и собираетесь использовать часто.

На основе соляной или фосфорной кислоты

Чтобы сделать паяльный флюс своими руками с соляной кислотой, нужно действовать так:

1. Концентрированная соляная кислота разбавляется с водой — 1:1.
2. Залить смесью гранулы цинка (обязательно в стекле).
3. Дождаться растворения цинка. На 1 литр смеси уйдет 412 г цинка, из этого можно сделать свои расчеты.

Важно!
Так как цинк будет растворяться с большим выделением водорода, помещение должно очень хорошо проветриваться, а поблизости не должно оказаться никакого огня.

С таким флюсом паяют сталь, но если добавить в раствор еще и нашатырь (в том же количестве, что и цинк), то такое средство для пайки подойдет для многих других сплавов и металлов.

Это будет жидкий флюс, поэтому его лучше хранить в стекле и наносить на место пайки кистью. Емкость должна плотно закрываться, чтобы средство, сделанное своими руками, не испортилось.

Важные технические характеристики

Если вас интересует вопрос, какую паяльную пасту выбрать, то необходимо обратить внимание на физико-химические свойства смеси. Они зависят от наличия связующих компонентов, влияющих на консистенцию, клеящие параметры, уровень адгезии.

К таким свойствам относят:

• состав элементов – присутствие или отсутствие свинца, наличие легирующих добавок;
• величина припойных частиц по IliS;
• форма частичек, что влияет на возможности дозировки;
• вязкость, влияющая на технологию нанесения – потребность в дозаторе или трафарете;
• уровень паяемости, определяемый окисленностью и загрязненностью припойных частиц.

Если безотмывочные пасты не вызывают коррозии, то водосмывные способны вызвать такие процессы на месте пайки, поскольку включают в себя некоторые органические компоненты.

Достоинства самодельного продукта

Знать, как сделать паяльную пасту, недостаточно. Важно еще и оценить достоинства продукта, приготовленного своими руками. Применение пастообразных веществ в радиоэлектронике позволяет изготавливать микро-платы с очень мелкими деталями. В этом случае отпадает необходимость использования паяльника и набора других стандартных инструментов.

Однако вместо традиционного паяльника придется воспользоваться специальным феном, с помощью которого происходит плавление составляющих пасты и закрепление деталей на местах.

Главным недостатком покупной продукции является ее дороговизна. Изготовление самодельной пасты позволит значительно сэкономить. Приобретя все составляющие продукта по отдельности, удастся получить аналогичное вещество, конечная стоимость которого выйдет в разы ниже.

Инструменты и материалы

Для изготовления самодельной паяльной пасты, в зависимости от выбранного варианта, нам понадобится несколько компонентов.

• Прут оловянно-свинцового припоя (основа припойной пасты). Можно применять припой с флюсом (припой трубчатый), только не на кислотной основе, потому как она начнет разъедать ваши элементы.
• Средний либо мелкий напильник (надфиль). С более мелким потребуется затратить больше усилий, однако паста получится качественнее. Если имеются – бормашина с отрезным диском по дереву 40 миллиметров либо дрель с насадкой.
• Флюс для припоя – еще называется припойной пастой, только не путайте с подлинной паяльной пастой. Удостоверьтесь, что в основе пасты не лежит кислота. Нерадивые торговые точки реализуют подобные вещи.
• Источник огня – духовка либо печь.

Пайка и её особенности

Чтобы получить действительно качественное соединение нужно выдержать специальную температуру в зоне шва. В среднем этот показатель варьируется в пределах 50-100 градусов. Также учитывается то, что температурный порог необходимый для того, чтобы расплавился припой, значительно выше, чем просто для плавления обрабатываемого металла.

Положительные качества пайки:

• полная герметичность соединенных деталей;
• высокая прочность соединений;
• значительная экономия времени и затрачиваемых сил, в сравнении со сварочными процессами;
• на местах спайки образуется специальный слой-пленка, которая противостоит коррозии и окислению металлов.

Вариант четвертый (на минеральном масле)

1. Мелкие радиодетали удобно паять посредством самодельной флюсовой пасты из 2-х ингредиентов. Для ее самостоятельного приготовления необходимо взять какое угодно минеральное масло (продукт нефтепереработки) в объеме 900 граммов.
2. Оно не должно заключать в себе веществ кислотного характера. В масло необходимо помаленьку ввести 100 граммов хлористого аммония, растирая состав до гомогенного состояния.
3. Подготовленный продукт сразу же поместите в герметичную посуду.
4. Отдельным мастерам нравится работать с вязкими растворами. Для подобных моментов рекомендуется хлорид аммония в обозначенной пропорции развести в керосине.

Шаг 6: первый тест

После нескольких тестов на платах я решил попробовать смесь в реальном проекте. Для этой цели я взял классический базовый предусилитель и решил пересадить его в ленточный микрофон RCA Varacoustic; предусилитель улучшит звук микрофона, даст ему фантомное питание и его можно будет реально использовать.

Я спешил, чтобы похвастаться, поэтому, к несчастью, не очистил весь фоторезист (синий осадок на некоторых панелях и дорожках). В этих местах припой не сядет должным образом. В следующий раз я вымочу плату в пищевой соде, вместо того чтобы быстро очистить её.

Тестирование паяльной пасты

Итак, что мы имеем в итоге? На всё про всё ушло порядка 20 минут на изготовление самодельной пасты. Опробовав пасту на деле можно сказать, что она легко наносится на плату и быстро разогревается паяльником.

Также с помощью паяльной пасты намного проще лудить провода: не нужно каждый раз опускать жало паяльника в канифоль и припой. За счет того, что отсутствуют многие, не нужные процессы, паять паяльной пастой намного эффективней, чем обычным оловом и канифолью.

Шаг 7: добавляем тонкий слой пасты

Я покрыл плату, как мне казалось, тонким слоем пасты. Позже выяснится, что я должен был положить меньше пасты и размазать. Не так важно, где находится припой. Как только флюс и припой расплавятся, припой волшебным образом покроет медные дорожки.

Совет: для лучших результатов травления, экспонирования и лужения эффективно будет очистить плату при помощи кухонного чистящего средства типа Comet, это лучше, безопаснее и быстрее, чем использование ацетона.

Испытание пасты пайкой

Нанесем немного пасты на место пайки и припаяем паяльником.

Все паяется очень аккуратно и практически без разводов.

А какие флюсы и припои делаете вы? Пишите в комментариях, мне будет очень интересно. Спасибо!

Шаг 4: измельчение куска припоя

Это просто: при помощи напильника измельчите свинец в мелкий порошок. Обратите внимание, что если вы трете слишком сильно, песок будет слишком крупным и припой начнет нагреваться, поэтому время от времени припой нужно поворачивать.

Обязательно наденьте защитную маску и перчатки!

Финальная версия платы

Как вы видите, для первой попытки вышло неплохо — никаких перебоев в дорожках! Сборка платы становится очень простой. Вы можете таким же образом крепить SMD детали к плате (я попробовал, на плате есть несколько элементов SMD, которые легко прикрепились).

Шаг 1: подготовьте куски припоя для плавки

1. Разрежьте припой на полоски или кусочки
2. Сделайте емкость для плавления из алюминиевой фольги. Сложите фольгу в несколько слоев, чтобы свинец не просочился и не испортил вашу печь.
3. Сделайте «лодочку» или «миску»

Варианты изготовления

Получить припойную пасту самостоятельно совсем просто.

Исходя из типа производимых работ, для изготовления состава можно воспользоваться одним из нескольких способов, описанных ниже.

Заключение

Для приготовления паяльной пасты своими руками составляющие найдутся у любого рачительного хозяина. А приложив немного усилий, можно приготовить продукт, характеристики которого превосходят дорогостоящие аналоги.

Шаг 10: почти готово

После того как припой полностью растекся по плате, сверху останется слой флюса, который нужно будет очистить используя Comet или мыло с водой. Вы можете использовать абразивы, чтобы избавиться от флюса.

Шаг 3: охлаждение и предварительная подготовка

Уберите алюминиевую фольгу.

Примечание: удостоверьтесь, что вы полностью удалили следы алюминия, чтобы он не попал в пасту для пайки оловом.

Нагреваем плату — часть 1

Для демонстрации я использовал паяльный фен. Если ваш фен нагревается до 260 градусов Вы можете использовать метод пайки-сварки с оплавлением.

Шаг 1. получаем свинцово-оловянную стружку

Как сделать бюджетную паяльную пасту

Самый простой рецепт приготовления паяльной пасты включает в себя следующие обязательные компоненты:

Шаг 9: нагреваем плату — часть 2

Здесь я сфотографировал процесс на полпути — просто чтобы показать, как паста течет по дорожкам.

Шаг 12: конечный результат

В результате вышел экономный и нетрудоемкий способ заменить канифоль, которой хватит надолго.

Шаг 5: смешайте порошок с флюсом

На фотографии я добавил слишком много порошка во флюс. Мне нужно будет добавить еще флюса.

Фото паяльной пасты

Также рекомендуем просмотреть: