Как работать с SMD и кому нужна паяльная станция?

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.

Разновидности паяльных станций

Все паяльные станции для монтажа и ремонта радиоэлектронных устройств можно поделить на три разновидности:

• Контактные. Нагрев выводов радиоэлементов осуществляется при помощи паяльника с регулируемой и стабилизированной температурой рабочего элемента. Применяются для монтажа SMD компонентов и радиодеталей с проволочными выводами;
• Бесконтактные. Нагрев производится потоком нагретого воздуха или инфракрасными излучателями. Основное назначение – демонтаж многовыводных компонентов. Также бесконтактными паяльными станциями осуществляется пайка безвыводных компонентов (типа BGA);
• Комбинированные. По сути, объединяют оба первых типа.

По принципу регулировки паяльные станции могут быть двух типов:

• Аналоговые. Наиболее простые и имеют дискретную регулировку температуры по принципу включено-выключено. Пока температура жала не достигла необходимого значения, нагревательный элемент включен в работу. Когда достигнут требуемый уровень нагрева, подача напряжения прекращается. Достоинство такого принципа управления – низкая стоимость. Аналоговым станциям присуща инерционность регулировки температуры и плохая стабилизация нагрева;

• Цифровые. Встроенный в устройство микроконтроллер не только отслеживает температуру жала паяльника, но и регулирует мощность нагрева. То есть, чем больше температура отстает от необходимой, тем большее напряжение подается на нагревательный элемент. Этим достигается высокая точность регулировки температуры, и инерционность будет получше, чем у аналоговых.

Цифровая станция

Многие производители выпускают паяльные станции раздельно для свинцово-оловянных припоев и для бессвинцовых. Какую выбрать? Разницы между ними нет, кроме того, что бессвинцовые припои требуют большей температуры и, соответственно, большей мощности.

Сказанное выше относится не только к контактным устройствам. Воздушные и инфракрасные паяльные станции имеют такие же принципы регулировки и стабилизации нагрева.

Классификация аппаратуры

Паяльная станция позволяет выполнять узкоспециализированные задачи, поэтому она более предпочтительна. Эти устройства можно классифицировать в зависимости от целей использования. Именно они и определяют комплектационный набор конкретной модели. Существует несколько видов паяльных устройств:

• Термовоздушная. Прибор, который поставляется с феном и позволяет выполнять пайку горячим воздухом.
• Индукционная. Небольшое по размерам устройство, которое, несмотря на это, обладает довольно большим рабочим потенциалом и выносливостью.
• Импульсная. Предназначена для монтажа и демонтажа современных схем.
• Инфракрасная. Наиболее подходящий вид устройств для проведения в домашних условиях ремонта мобильного телефона или планшета.

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.

Типы нагревательных элементов паяльников

Нагрев жала паяльника можно осуществлять тремя способами:

• При помощи высокоомного нагревательного элемента – классический способ. Нагреватель представляет собой обмотку из высокоомного термостойкого провода (нихром), намотанную на жало паяльника через изолирующую прокладку. Рядом расположен термодатчик. Отличаются большой инерционностью и низкой надежностью;

• Керамические нагреватели – разновидность классического варианта. Нагревательный элемент внедрен в слой керамики вместе с термочувствительным датчиком. Гораздо меньшая инерционность, высокая надежность, но не переносит ударов и падений;

• Индукционные нагреватели. Используют индуктивный элемент для нагрева ферромагнитного жала. Материал рабочего инструмента подобран таким образом, чтобы нагрев происходил до так называемой точки Кюри, когда пропадают ферромагнитные свойства. Обеспечивается идеальная термостабилизация без применения термодатчиков. Нагреватели подобного типа способны работать только с единственным значением температуры. Поскольку появились недавно, отличаются завышенной стоимостью и используются только любителями эксклюзивных изделий. Спорным остается вопрос о влиянии сильных электромагнитных излучений на организм человека.

Технологические особенности применения

Свинцовые устройства обустроено модулем, который регулирует уровень температуры паяльного жала, что делает работу точной и качественней. Механизмы, базирующиеся на электрике ну и индукционном типе станции, для работы которых вырабатывает магнитное поле. Воспользовавшись таким прибором получаете высокую отдачу тепла.

При паянии малодоступных компонентов используют бесконтактную пайку (термовоздушная или инфракрасная). Инфракрасную используют для схем в компьютерах или материнских платах. Термовоздушную (точечную передачу) – для подогрева малодоступных частей, при этом не затронув рядом находящиеся детали. Такой вариант лучше выбрать для пайки пластика, а также наладки бытовых приборов и телефонов мобильной связи.

На основании такого признака, как тип пайки, эти устройства можно разделить на две основные группы — свинцовые и бессвинцовые.

Свинцовые станции

В конструкции устройств, предназначенных для свинцовой пайки, предусмотрен специальный модуль, позволяющий выбирать желаемый уровень нагрева жала. Они могут быть выполнены в двух вариантах — использующих для работы электроэнергию и в виде станций индукционного типа.

Говоря об индукционных станциях, нужно отметить, что возможность использования этих устройств для выполнения необходимых манипуляций обеспечивает переменное магнитное поле.

В процессе работы обработка каждого элемента пайки выполняется с индивидуально подобранной мощностью, что делается в автоматическом режиме. Такая возможность заложена производителем в самом приборе, он может без участия пользователя определить теплоемкость компонента пайки.

Индукционные станции для пайки более удобны в эксплуатации и имеют высокий уровень теплоотдачи.

Если требуется выполнить пайку мелких элементов схемы или труднодоступных компонентов, то в этом случае используют способ бесконтактной пайки. По такому принципу работают термовоздушные и инфракрасные паяльные станции.

Работа инфракрасного оборудования для пайки осуществляется за счёт использования свойств инфракрасных лучей, вырабатываемых керамическими или кварцевыми элементами. Станции инфракрасного типа используются главным образом для монтажа и демонтажа элементов компьютерных схем и материнских плат.

В основу работы станций термовоздушного типа положен принцип точечной передачи горячего воздуха. Благодаря этому они могут без особых усилий прогревать труднодоступные элементы, не задев при этом соседние контакты.

Чаще всего работники мастерских по ремонту бытового электронного и мобильного оборудования используют именно этот вид паяльных устройств.

Термофен паяльной станции

Бесконтактный нагрев радиоэлементов производится подачей нагретого воздуха. Фен для пайки по принципу действия не отличается от строительного и в ряде случаев может быть им заменен. Основное отличие заключается в более точной стабилизации температуры выходящего воздуха и регулировке скорости потока.

По принципу подачи различают компрессорные и вентиляторные термофены:

• Компрессор находится в корпусе паяльной станции и соединяется с термофеном посредством гибкого шланга. Сама конструкция насадки достаточно удобная в работе, но шланг подачи воздуха имеет повышенную жесткость, что является недостатком данной конструкции;
• Вентиляторные термофены имеют встроенный в рукоятку малогабаритный вентилятор (турбину), подобно бытовому фену. От собственно фена к паяльной станции идут только соединительные провода, которые не сковывают движений, но рукоятка имеет повышенный вес и габариты.

Оба типа имеют равные характеристики, и выбирать устройство нужно из личных предпочтений.

Термофен с насадками

Любая модель термофена располагает набором насадок, которые идут в комплекте, или их можно приобрести отдельно. Форма насадок позволяет использовать их для работы с компонентами различных габаритов и конфигурации выводов, не перегревая близлежащие радиоэлементы.

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!

Ввиду разнообразия разновидностей паяльного оборудования подобрать прибор для пайки, максимально удовлетворяющий стоящим задачам, бывает непросто. Собираясь приобрести ту или иную модель, советуем первым делом изучить их технические возможности и рекомендованную производителем область применения.

Домашние мастера, которым приходится выполнять мелкие операции паяльником, часто оказываются в ситуации, когда происходит перегрев чувствительных элементов прибора, но ничего поделать с этим не могут из-за отсутствия возможности правильно настроить температуру рабочего жала.

Тем, кто сталкивается с этим достаточно часто, обязательно стоит подумать о том, чтобы приобрести именно паяльную станцию с феном взамен обычного паяльника.

Такие станции поставляются с блоком питания, который позволяет по своему усмотрению настраивать напряжение, а также температурный режим прибора.

Однако не стоит рассчитывать, что после покупки паяльной станции с системой термостабилизации вы сможете обеспечить для себя комфортные условия работы. Прежде чем остановить выбор на определенной модели, необходимо сравнить все предлагаемые станции по такой характеристике, как мощность. Особенно об этом нужно побеспокоиться мастерам, которые собираются использовать тугоплавкие припои.

Если этому моменту не уделить внимание, то во время работы такой станцией могут возникнуть следующие негативные последствия:

• вследствие превышения допустимой температуры пайки компоненты схемы начнут перегреваться;
• из-за сильного перегрева значительно уменьшится срок службы жала паяльника;
• резко сократится долговечность нагревательного элемента;
• постоянный перегрев дорожек на плате;
• низкое качество пайки.

Если подобные ситуации приходится наблюдать довольно часто, то стоит подумать о замене используемого оборудования на специальные устройства для бессвинцовой пайки. Они не только обладают более высоким показателем мощности, но и могут быть использованы и для свинцовой пайки.

Инфракрасные паяльные станции

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. 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.

По типу нагревательного элемента ИК-станции делятся на:

• керамические (ACHI IR-PRO-SC, ERSA IR500A, Jovy Systems RE-8500, Tornado Infra Pro, Jovy Systems RE-7550, Quick IR2005, ACHI IR-6500 )

• кварцевые (AOYUE 732, AOYUE 720, AOYUE Int 883)

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.

Надеемся, что эта статья поможет вам сделать правильный выбор паяльной станции. По вопросам, которые не были затронуты в обзоре, и по любым другим вопросам технического характера, вы можете обращаться в наш отдел технической поддержки.

Юрий Стахняк,Технический специалист магазина инструментов Masteram

Профессиональное оборудование для ремонта радиооборудования снабжено устройствами инфракрасного подогрева. Излучателями служат мощные источники инфракрасного излучения, которые расположены на рабочем столе для предварительного подогрева большой площади печатной платы и на рабочем элементе для непосредственного воздействия на компоненты электронной схемы. Подогрев печатной платы сокращает время воздействия высокой температуры при пайке и уменьшает температурный градиент на площади воздействия.

Инфракрасная станция

Оборудование инфракрасного нагрева имеет высокую стоимость, поэтому используется, в основном, профессионалами при ремонте сложного оборудования.

Способы управления паяльными приборами

Помня о том, что именно паяльные станции чаще всего используются при изготовлении и ремонте электроники и в них заинтересованы не только профессионалы, но и любители, производители решили создать для них новый тип устройств, обладающих более широким функционалом и сочетающим возможности оборудования разных типов.

Одна из особенностей таких устройств заключается в том, что к ним можно подключить несколько модулей, превращающих их в устройства для выполнения контактной или бесконтактной пайки, а также совершения других операций благодаря прилагаемому комплекту насадок и наконечников.

Рассматривая различные модели оборудования для пайки, необходимо особое внимание обратить на способ управления станции. В зависимости от этого можно выделить два типа устройств — цифровые и аналоговые.

При использовании приборов аналогового типа обязательно постоянное присутствие рядом с ними мастера, поскольку по достижении определенной температуры прибор должен быть отключён, иначе это приведет к перегреву паяльного жала.

В то же время у обесточенного устройства температура начинает снижаться и для возобновления пайки придётся подождать некоторое время, пока температура опять не поднимется до рабочей температуры.

В цифровых станциях работу поддерживает специальное программное обеспечение, которое следит за температурой нагрева жала и регулирует его при необходимости.

Из этого следует, что лучше всего выбирать для пайки устройства с цифровым режимом контроля, ведь в этом случае мастер может рассчитывать на более стабильный и точный уровень поддержания необходимой температуры.

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).

Дополнительные возможности паяльных станций

Для демонтажа некоторых малогабаритных элементов (SMD резисторы, конденсаторы, диоды) возможности термовоздушного подогрева излишни. Особенно это касается элементов с пластиковыми корпусами (светодиоды). Работу облегчает использование термопинцетов, которые представляют собой гибрид паяльника и пинцета.

Тем, кто решил приобрести паяльную станцию, следует обращать внимание на наличие удобного держателя для инструментов – паяльника или термофена. Такие держатели могут крепиться на корпусе устройства или устанавливаться отдельно, в любом удобном для работы месте рабочего стола.

Как выбрать паяльную станцию среди всего разнообразия? Критерием выбора должны служить не только набор дополнительных опций и характеристик, но и качество исполнения и возможности ремонта, доступность расходных материалов.

Хорошая паяльная станция должна иметь доступный для приобретения набор аксессуаров и расходных материалов. Жала паяльников и насадки на воздушный нагреватель, идущие в комплекте оборудования, зачастую недостаточно удобны для выполнения необходимых видов работ, и нужные приходится приобретать отдельно.

В качестве расходных материалов могут выступать нагревательные элементы паяльников. Работая в условиях высоких температур и механических нагрузок, нагреватели довольно часто выходят из строя.

Другие важные моменты выбора

Первоклассное сцепление элементов – вот важнейшая цель паяльной станции. Чтобы правильно выбрать аппарат нужно знать конструктивные и технические параметры:

1. Элемент нагрева и его тип. Сегодня основная масса приборов, среди которых можно выбрать имеют 2 вида – керамический и нихромовый. Быстро нагреваются керамические, но могут лопаться при неравномерном нагреве, при наличии стабилизатора тепла всего такого не будет, он будет контролировать температуру и устройство будет служить дольше. Нихром быстро выходит из строя и для частого использования не подходит. Стоит значительно меньше нежели керамика.
2. Диапазон регулировки температур должен быть белее широким.
3. Скорость нагрева.
4. Мощность. Чтобы выбрать паяльную станцию по мощности нужно изначально знать область эксплуатирования аппарата: телефоны, ноутбуки, планшеты или бытовая техника и т.п.;
5. Напряжение; вес, размер, форма и т.д.

А также нужно учесть такие момента как:

• мировые стандарты по бессвинцовой пайке, что указывает на оборудование с температурой в 250 градусов;
• схемы размещены в корпусе BGA для микросхем, что делает само устройство более миниатюрным и легким.

Современное оборудование для пайки предназначено для выполнения качественного соединения элементов. И для того чтобы оно могло наиболее эффективно справляться с этой задачей, при его выборе необходимо обращать внимание на следующие конструктивные и технические особенности:

• Тип нагревательного элемента. На сегодняшний день в магазинах можно приобрести два вида паяльных устройств в зависимости от используемого в них типа нагревателя — керамические и нихромовые. Керамическим нагревателям требуется минимум времени для нагрева, однако, они отличаются неустойчивостью к неравномерному прогреву и могут треснуть. Однако если паяльное оборудование оснащено системой термостабилизации, то такие нагреватели могут демонстрировать хорошую теплоотдачу, высокую мощность и долговечность. По сравнению с ними нагреватели из нихрома не обладают столь длительным сроком службы, поэтому выбирать их следует, если прибором для пайки планируется пользоваться нечасто. Главное достоинство нагревателей из нихрома — более низкая цена по сравнению с керамическими.
• Диапазон регулируемых температурных режимов.
• Скорость разогрева.
• Мощность. Для обеспечения качественной работы паяльного оборудования необходимо учитывать цели его использования. Если говорить конкретнее, то нужно учитывать тип пайки, который нужно выполнить, а также компоненты, с которыми предстоит работать. Исходя из этого, становится понятно, что именно на мощность нужно обращать в первую очередь внимание при выборе станции. Особенно об этом следует помнить тем покупателям, которые выбирают оборудование для ремонта чувствительных видов аппаратуры — навигаторов, планшетов и пр.
• Напряжение.
• Эргономические параметры — форма, размеры и вес.

А также не следует оставлять без внимания и объективные факторы, которые смогут помочь в выборе подходящего устройства для пайки:

• Если исходить из действующих в мире стандартов, то все работы, связанные с изготовлением и ремонтом электроники, должны проводиться с использованием метода бессвинцовой пайки. Поэтому в выбираемом оборудовании максимальный температурный режим не должен превышать отметку 250 градусов Цельсия.
• Расположение микросхем в корпусе типа BGA. На первый взгляд может показаться, что в этом есть определенный смысл, ведь так можно уменьшить габариты изделия. Но в то же время возникает и негативный момент — пайка становится более трудоемкой операцией из-за труднодоступности компонентов.

Невзирая на то, какой тип паяльного оборудования вы решили приобрести, вы в любом случае должны позаботиться о наличии запасного комплекта сменных жал.

Рабочие жала для станции могут иметь различную форму и площадь краев, которые в свою очередь могут повлиять на конечный результат.

Дело в том, что с увеличением площади края улучшается теплообмен во время пайки. К тому же форма жала может ограничить перечень элементов, которые с его помощью можно обрабатывать, а также максимально допустимый температурный режим.

Всё это учитывают хорошие производители и заботятся о том, чтобы используемые для изготовления паяльных жал материалы обладали хорошей теплоотдачей.

Домашние мастера, которым приходится работать паяльником, не всегда довольны получаемым результатом. Дело в том, что с помощью обычного паяльника не всегда можно наиболее эффективно и качественно выполнить ту или иную задачу.

Именно поэтому специалисты советуют приобрести специальную паяльную станцию, которая благодаря своим техническим и конструкционным особенностям может помочь добиваться более качественного результата с меньшими временными затратами.

Выбирая устройство для пайки, нужно также не забыть и про жала для работы. Учитывая, что это один из главных рабочих элементов, он также может в значительной степени повлиять на конечный результат.

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.

Лучшие производители и модели

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.

https://www.youtube.com/watch?v=ulp2dH8GkBs

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).