Пайка паяльными станциями

Особенности выбора

Основными характеристиками, учитываемыми при выборе паяльной станции, являются ее мощность, комплектация, используемый для пайки вид флюса.

Мощность

Выбор паяльной станции по данной характеристике зависит от ее предназначения:

• Для пайки небольших радиодеталей, обладающих чувствительностью к перегреву, используют оборудование мощностью 40-60 Вт;
• Для работы с не столь чувствительными к высоким температурам элементами печатных плат применяют станции мощностью 70-90 Вт;
• Более мощное оборудование (мощностью свыше 100Вт) используют для профессиональной ежедневной пайки в условиях средних и крупных производств бытовой и компьютерной техники.

Комплектация

Наиболее удобна комплектация паяльной станции, в которую включены следующие компоненты:

• Паяльник со сменными жалами различной формы;
• Термовоздушный фен, штатив для его вертикального крепления;
• Катушка с трубчатым припоем;
• Специальная лампа.

Подобная комплектация хоть и будет стоить недешево, но при этом позволит выполнять все виды радиолюбительских паечных работ.

Выбор флюса

Лучший флюс – паяльная кислота

Флюс – вещество, предотвращающее образование на поверхности, на которую наносится припой, а также на жале паяльника, слоя окисла. От правильного выбора флюса зависят качество и скорость паечных работ.

В качестве флюсов для паяльных станций применяют:

• Канифоль (затвердевшая сосновая или еловая смола);
• Спиртовой раствор канифоли;
• Ортофосфорную паяльную кислоту.

Работа с микросхемами

В современных электронных приборах используются очень мелкие детали, например микросхемы с большим количеством контактов. Крепить и удалять их обычным способом нельзя. Для этого используют бесконтактную пайку, которая основана на нагреве контактов с помощью инфракрасного излучения или потоком горячего воздуха.

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.

Тонкости использования паяльных станций

Обычным электрическим паяльником пользуется подавляющее большинство людей. Однако в определённых условиях для качественной пайки потребуется специальная рабочая установка, называемая паяльной станцией.

При знакомстве с оборудованием этого класса полезно будет узнать, как проводиться калибровка паяльной станции, позволяющая паять в заданном диапазоне рабочих температур. Но прежде следует ознакомиться с тем, что она представляет собой в целом, и каким образом используется на практике.

Удобства и преимущества пайки паяльной станцией довольно легко оценить, если подробно ознакомиться с полным набором входящих в неё составляющих.

С данной точки зрения она представляет собой комплекс специальных устройств и приспособлений, обеспечивающих качественную пайку и лужение различных по структуре металлоизделий, в особенности мелких деталей, микросхем.

В состав типовой установки, как правило, входят следующие элементы:

• электронагреватель соответствующего класса (электрический паяльник или термический фен);
• регулируемый блок питания, собранный на основе достаточно мощного трансформаторного преобразователя, позволяющего выбирать требуемые режимы нагрева потребителя;
• подставка под паяльное приспособление и устройство для отсоса расплавленного припоя (ими комплектуются не все продающиеся модели).

Состав паяльного комплекса, которым пользуются для организации профессиональных работ, может быть дополнен другими модулями, позволяющими повысить качество пайки.

Принцип работы оборудования заключается в совместном использовании всех составляющих его узлов, что позволяет контролировать и осуществлять регулировку температуры в рабочей зоне.

Преимущества паяльных станций являются обоснованием целесообразности их применения и практически отвечают на вопрос о том, как ими нужно пользоваться.

Питающий блок для паяльных станций изготавливается на основе автотрансформатора достаточной мощности, посредством которого можно управлять амплитудой поступающего на нагрузку напряжения (в небольших пределах).

В качестве конечного потребителя (нагревателя для паяльной станции) чаще всего используются либо обычный электропаяльник, либо специальный термический фен, имеющий встроенный переключатель режима работ.

Входящим в комплект инструментом пользоваться будет значительно удобнее, если в его составе имеется специальный отсос для удаления остатков расплавленного припоя, а также наиболее востребованные запчасти.

Типы установок

По количеству подключаемых к блоку питания паяльников станции могут быть одно- или двухканальные. В комплект последнего из этих образцов могут входить как основной, так и дополнительный (демонтажный) паяльники, отличающиеся по своей мощности и рабочим температурам.

Иногда один из них имеет функцию быстрой смены рабочего наконечника («жала»), что позволяет пользоваться им для пайки различных видов радиодеталей.

С внешним видом некоторых из моделей паяльных установок можно ознакомиться на фото.

Особый интерес представляет компрессорная паяльная установка, оборудованная специальным нагнетателем воздуха, используемым при работе с феном.

В таких паяльных станциях сфокусированный с помощью специального устройства воздушный поток сначала нагревается в термическом канале, а затем направляется через выходное сопло в зону пайки.

Помимо образцов с компрессорной накачкой воздушной струи, выпускают установки турбинного типа, которые по причине своей дороговизны встречаются очень редко и не пользуются потребительским спросом.

Известно, что хорошо отлаженная паяльная станция позволяет в разы повысить эффективность пайки и ускорить демонтаж электронных компонентов и изделий. Однако это возможно лишь при условии, если она не имеет дефектов и схема установки температуры правильно откалибрована.

Среди имеющихся в продаже недорогих паяльных систем широкое распространение получили бюджетные китайские копии фирменных станций марки «Hakko».

Отношение российского потребителя к этим образцам нельзя назвать однозначным. Одни мастера считают, что рабочие станции сильно перегреваются, другие – что жало паяльника плохо захватывает припой, поэтому им неудобно пользоваться.

В простейшем случае такая настройка предполагает обязательную калибровку температуры пайки.

Для проведения этой процедуры потребуется следующий инструмент и измерительные приборы:

• современный цифровой мультиметр, в комплекте которого имеется гибкий выносной термодатчик;
• отвёртка с тонкой рабочей частью и изолированной ручкой.

В процессе калибровки выносной датчик подносится к нагревательному элементу (жалу паяльника) и вплотную прижимается к нему.

При измерении температуры компрессорных станций датчик помещается в зоне действия разогретой воздушной струи.

Затем вращением имеющегося на станции подстроенного резистора по показаниям индикатора мультиметра выставляется значение температуры, которое должно совпадать с цифрами на шкале (дисплее) станции. На этом калибровка может считаться законченной.

Основной отличительной чертой таких станций является использование различных припоев: олово со свинцом либо без свинца. Технически обе станции очень похожи. Паяльники имеют керамический нагреватель, сенсор температуры, один конический наконечник (для выполнения разных работ, желательно приобрести набор подходящих к паяльнику наконечников).

Потребляемая мощность сорок ватт, напряжение двадцать четыре вольта, есть заземление, поэтому можно работать с деталями, которые боятся статического электричества.

Необходимо иметь запасные насадки. Они отличаются конфигурацией и предназначены для пайки разных деталей. Чтобы определиться какие жала нужны для паяльной станции, нужно рассмотреть все возможные варианты предстоящих работ, которые могут возникнуть в будущем.

Нельзя забывать о правильном выборе материала, из которого выполнены насадки потому, что разные металлы имеют не одинаковую теплопроводность.

Контактными паяльными станциями удобно припаивать детали, а вот обратный процесс лучше производить паяльной станцией с феном. Такие приборы имеют широкий диапазон цен потому, что отличаются комплектацией некоторыми функциями. Обычно поставляются насадки с разным диаметром выходного отверстия для изменения ширины струи нагретого воздуха.

В корпусе фена есть вентилятор, который меняет свою производительность в зависимости от положения регулятора. Температуру воздуха также можно изменять.

Улучшенную конструкцию имеют фены с индивидуальной электроникой. Комплектуются круглыми насадками, имеют регулятор температуры, силы воздушной струи. Цифровой индикатор отображает степень нагрева выходящего воздуха. Удобно работать феном, если вентилятор встроен в ручку, а не в блок управления. Тогда фен соединен обычными проводами и нет жесткой резиновой трубки, которая несколько мешает движениям.

В продаже имеются насадки различной конфигурации для работы со многими микросхемами. Они помогают не только удалять детали, но и припаивать их в нужном месте, а при работе обычным паяльником – подогревать детали для лучшего крепления. Главное, разобраться какие насадки подходят для определенных термовоздушных паяльных станций.

С помощью фена можно выполнять другие работы, не связанные с паянием, например, нагревать трубки для насадки на металлический удлинитель, соединения пластмассовых деталей или просушки чего-нибудь.

Принципы управления температурой

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.

Работа аналоговых станций основана на периодическом включении и выключении подачи тока для нагрева паяльника в зависимости от его температуры. Точно выдержать ее, практически, невозможно, поэтому часто наконечник перегревается.

Цифровые паяльные станции используют регулятор температуры, запрограммированный микроконтроллером, что заметно повышает точность выдерживания необходимого нагрева наконечника.

Пайка без свинца

Характерным отличием такой станции является повышенной мощностью паяльника: от 75 до160 ватт. Такой припой имеет высокую температуру плавления, поэтому место крепления деталей необходимо хорошо разогревать.

В то же время, такую станцию можно использовать и для работы с тонкими дорожками потому, что регулятор температуры не даст разогреться наконечнику больше установленной температуры. Также можно использовать припой со свинцом.

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.

Хорошими техническими характеристиками на рынке сегодня обладают паяльные станции немецкого (Ersa) и китайского (Quick, Lukey, Aoyue) производства. Комплектация и цены у них очень разные, поэтому каждый выбирает по своим потребностям.

Профессионалы могут выбрать паяльную станцию Aoyue – 2702 a. Помимо фена и паяльника она имеет пистолет для демонтажа и улавливатель дыма, что улучшает комфортабельность рабочего места. Какую станцию выбрать – дорогую или надежную – подскажет личный опыт.

Возможность собрать своими руками

Как сделать паяльную станцию? Какие компоненты паяльной станции можно сделать своими руками? Для ремонта или изготовления аппаратуры на основе микропроцессоров чаще всего нужна пара устройств:

• фен, подающий нагретый воздух;
• инфракрасный тепловой излучатель;

Выходное сопло сделать из термостойкого кольца. Мощность необходима около 500 ватт. В качестве компрессора можно использовать небольшой вентилятор. Для регулирования температуры воздуха необходимо установить термопару.

Часто для ремонта процессора компьютера нужен инфракрасный паяльник. Он состоит из таких частей: нижний нагреватель, верхний нагреватель, штатив и блок управления.

Нагреватель можно сделать из нихромовой спирали или галогеновой лампы. Нижний и верхний блоки – стальные коробки. Для контроля температуры используют две термопары – на корпусе процессора и на поверхности материнской платы.

Таким образом, паяльная станция – это хороший помощник, как домашнему мастеру, так и профессионалу.

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.