радиоэлектроника для начинающих.технологии.пайка.припои и флюсы.

Радиоэлектроника для начинающих.технологии.пайка.припои и
флюсы.

Как паять паяльником микросхемы

Выпаять резистор или диод простая задача, гораздо сложнее выпаять паяльником микросхему, выпаивать по очереди выводы возможно, только если их откусить от корпуса кусачками.

Но есть технология, позволяющая за минуту выпаять 24 выводную микросхему, с помощью заправленной медицинской иглы для инъекций. Игла выбирается с внутренним диаметром 0,6 мм, так как размер выводов микросхем обычно 0,5 мм. Конец ее заправляется под прямым углом и на конус, чтобы игла легче входила в отверстия печатной платы.

Далее все просто, смазываете выводы микросхемы со стороны пайки спирто канифольным флюсом, одеваете иглу по очереди на каждый вывод микросхемы, прогреваете жалом паяльника припой, при этом иглу нужно все время вращать в противоположные стороны и надавливать, иначе игла может сама припаяться к выводу.

После того, как игла вошла в плату, паяльник отводится, и игла с вращением медленно снимается с ножки. И так по очереди, пока все ножки не будут освобождены от припоя. Если вывод микросхемы загнут, то сначала расплавляется припой и одновременно одевается на вывод игла до упора и вывод выравнивается. На освобождение вывода иглой от припоя у меня уходит не более 2 секунд.

После обработки всех ножек паяльником с иглой, микросхема легко извлекается, как будто и не была припаяна. Если одна из ножек не выпускает микросхему, то нужно ее обработать иглой и паяльником повторно.

Некоторые пользуются технологией пайки с применением медной оплетки от коаксиального провода, но такой метод имеет недостатки. Во-первых, требует большей сноровки, наличие оплетки, не каждая подойдет, полное удаление припоя. После выпайки с иглой, весь припой остается на контактных площадках и для запайки новой микросхемы, достаточно только прогреть места пайки, не добавляя припоя.

Как паять паяльником микросхемыв корпусе soic для поверхностного монтажа

Сейчас при разработке электронных устройств широко применяются микросхемы в корпусе SOIC, предназначенные для поверхностного монтажа на печатную плату. При ремонте радиоаппаратуры иногда приходится такую микросхему заменять, для чего ее необходимо сначала выпаять, не оторвав печатные проводники.

При ремонте светодиодной лампы типа трубки, пришлось заменять вышедшую из строя в драйвере микросхему BP2808 в корпусе SOIC. Проще всего микросхемы в корпусах, предназначенных для пайки непосредственно к контактным дорожкам печатной платы выпаивать с помощью паяльной станции, которая нагревает место пайки, горячим воздухом.

К сожалению, у домашних мастеров нет такой возможности. Выпаять микросхему можно и без паяльной станции, с помощью отрезка тонкой стальной проволочки с небольшим крючком на конце. Стальную проволочку можно взять, развив пружинку, например, от шариковой ручки.

Вывод микросхемы у печатной платы зацепляется крючком с натягом, и место пайки прогревается жалом маломощного паяльника (10Вт). Как только припой расплавится, крючок пройдет между выводом и печатным проводником, вывод немного отогнется вверх и между печатным проводником и ним останется зазор.

После удаления микросхемы с печатной платы, по печатным проводникам, где была запаяна микросхема, нужно пройтись жалом паяльника, чтобы разровнять и удалить лишний припой. Далее новая микросхема прикладывается к печатным проводникам, места пайки смазываются спирто-канифольным флюсом и ножки прогреваются паяльником.

Как паять паяльником стальные и железные детали

Технологии пайки стальных и железных деталей паяльником мягкими припоями мало чем отличается от пайки меди и ее сплавов, за исключением типа применяемого флюса. Вместо канифоли используется один из активных хлористо-цинковых флюсов.

Рассмотрим технологию пайки паяльником железа на примере. Имеется ржавый лист кровельного железа с глубокой коррозией.

Самым главным этапом в технологии для получения качественной пайки является подготовка поверхностей. Необходимо металлической щеткой и наждачной бумагой полностью удалить ржавчину. Если железо новое, то часто для предотвращения его от окисления поверхность металла покрывают защитным слоем масла или консерванта.

Поверхность очищена от ржавчины, и можно приступать к ее лужению. Глубокие вкрапления ржавчины очистить не удалось, но они занимают не более оного процента поверхности и на качество лужения сильно не повлияют.

На подготовленную поверхность стальной детали кисточкой тонким слоем наносится хлористо-цинковый флюс.

Всего за пять минут работы, ржавая поверхность листа покрыта паяльником слоем припоя, больше ржаветь не будет никогда.

Если под рукой нет кислотного флюса, то его можно с успехом заменить так любимым мною, аспирином. Универсальный флюс, который практически в аптечке есть у каждого, если не в домашней, то в автомобильной аптечке точно.

На подготовленную к пайке поверхность нужно вместо кислотного флюса насыпать немного крошек от таблетки аспирина и далее лудить паяльником с таким же успехом, как и кислотным флюсом. Как видите, припой растекся отлично.

К стальной или железной детали к залуженному месту теперь хорошо припаяется медный или латунный провод. Будет крепко держаться, и обеспечиваться надежный электрический контакт.

Как паять транзистор в корпусе dpak (to-252)

Чтобы заменить отказавший в контроллере транзистор, его сначала надо выпаять. Так как транзистор припаян всей металлической поверхностью корпуса непосредственно к медной фольге печатной платы, то для его извлечения нужно соблюдать определенную последовательность действий.

В первую очередь нужно отсоединить от печатных проводников выводы транзистора. Если транзистор точно неисправен, то самым простым способом отсоединения является перекусывание ножек бокорезами. В случае если необходимо выпаять транзистор с платы для повторного применения, то в таком случае нужно паяльником прогреть место пайки и как только припой станет жидким, тонким шилом приподнять ножку над платой.

Далее паяльник с максимально возможным количеством припоя на жале прикладывается к печатной плате в месте торчащего металлического основания транзистора и удерживается не более 5 секунд. Обычно за это время припой под транзистором успевает расплавиться, и транзистор легко удаляется пинцетом. Если за это время транзистор не поддался, нужно сделать минутную паузу и повторить попытку.

Припой на месте установки транзистора после его выпайки разглаживается паяльником таким образом, чтобы остался слой толщиной около 0,5 мм.

Запаять транзистор не представляет трудности. Транзистор устанавливается на плату, сначала запаиваются выводы. Затем транзистор с усилием прижимается к плате с одновременным прогревом жалом паяльника со стороны выступа металлического основания, как при выпаивании.

Меры безопасности при пайке.

В процессе пайки довольно легко получить пусть и небольшой, но ожог. Чаще всего ожогам подвергаются пальцы и кисти рук. Причиной ожогов, как правило, является спешка и плохая организация рабочего места.

Нужно помнить, что в процессе пайки не стоит прикладывать больших усилий к паяльнику. Нет смысла давить им на печатную плату в надежде быстрого расплавления паяного контакта. Нужно дождаться, когда температура в месте пайки достигнет необходимой. В противном случае возможно соскальзывание жала паяльника с платы и случайное касание раскалённым металлом пальцев рук или ладони. Поверьте, ожоговые раны очень долго заживают!

Также стоит держать глаза подальше от места пайки. Нередки случаи, что при перегреве печатная дорожка на плате отслаивается с характерным вспучиванием, что ведёт к разбрызгиванию мельчайших капелек расплавленного припоя. Если есть защитные очки, то стоит применить их. Как только будет получен достаточный опыт пайки, то от защитных очков можно отказаться.

Производить пайку желательно в хорошо проветриваемом помещении. Пары свинца и канифоли вредны для здоровья. Если нет возможности проветривать помещение, то стоит делать перерывы между работой.

Главная » Радиоэлектроника для начинающих »Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

Немного теории

Пайка — это соединение металлов с помощью другого, более легкоплавкого металла. В электронике, как правило,
используют припой, содержащий 60% олова и 40% свинца. Этот сплав плавится уже при 180&grad;C. Современные припои,
используемые при пайке электронных схем, выпускаются в виде тонких трубочек, заполненных специальной смолой
(колофонием), выполняющей функции флюса. Нагретый припой создает внутреннее соединение с такими металлами, как
медь, латунь, серебро и т.д., если выполнены следующие условия:

• Поверхности подлежащих пайке деталей должны быть зачищены, то есть с них необходимо удалить образовавшиеся
  с течением времени пленки окислов.
• Деталь в месте пайки необходимо нагреть до температуры, превышающей температуру плавления припоя. Определенные
  трудности при этом возникают в случае болших поверхностей с хорошей теплопроводностью, поскольку мощности
  паяльника может не хватить для ее нагрева.
• Во время процесса пайки место пайки необходимо защитить от воздействия кислорода воздуха. Эту задачу
  выполняет флюс (колофоний), образующий защитную пленку над метом пайки. Флюс содержится в припое в виде
  тонкого сердечника. При расплавлении припоя он распределяется по поверхности жидкого металла.

Пайка инфракрасным излучением

Технология инфракрасной пайки заключается в воздействии сфокусированным потоком ИК-лучей на участки объекта пайки. Для изготовления плат используется полуавтоматическое и автоматическое оборудование. По типу источника излучения различаются три вида установок:

• ламповые;
• панельные;
• комбинированные, с лампами и панелями.

Конструкция усовершенствованных ИК-печей позволила избавить технологию от ряда недостатков – предусмотрен отвод испарений флюсов, обеспечивается максимально равномерный нагрев изделий, без появления горячих точек, за счет предварительного прогрева плат.

Инфракрасная пайка:

• подходит для серийного и массового изготовления печатных плат;
• не требует предварительно приклеивать компоненты при одностороннем монтаже;
• позволяет изготавливать платы с высокой плотностью расположения компонентов;
• дает возможность фиксировать электронные компоненты всех типов, включая элементы с контактными площадками, скрытыми под корпусом;
• позволяет осуществлять дифференцированный подвод тепла – обеспечивать разный режим нагрева для разных зон платы.

При этом важно учитывать, что для каждого типа печатного узла требуется правильно подобрать режим пайки. Кроме того, есть ряд ограничений, касающихся материала изготовления печатных плат, выбора элементной базы.

Пайка паяльником резисторов, диодов, конденсаторов

Для того, чтобы выпаять из печатной платы двух выводной радиоэлемент, например резистор или диод, необходимо место его пайки разогреть паяльником до расплавления припоя и вытянуть вывод радиоэлемента из платы. Обычно вынимают вывод резистор из печатной платы, поддев его за вывод пинцетом, но пинцет часто соскальзывает, особенно если вывод радиоэлемента со стороны пайки загнут.

Для удобства работы губки пинцета нужно немного сточить, получившийся захват исключит соскальзывание губок пинцета.

Когда выполняют работы по демонтажу радиоэлементов, то всегда не хватает еще одной руки, нужно работать паяльником, пинцетом и еще удерживать печатную плату.

Третьей рукой мне служат настольные тески, с помощью которых свободный от деталей участок печатной платы можно зажать, и устанавливая тиски на любую боковую грань, ориентировать печатную плату в трех измерениях. Выполнять пайку паяльником будет удобно.

После выпаивания детали из платы, монтажные отверстия заплывают припоем. Освободить отверстие от припоя удобно зубочисткой, остро заточенной спичкой или деревянной палочкой.

Жалом паяльника расплавляется припой, зубочистка вводится в отверстие и вращается, паяльник убирают, после застывания припоя, зубочистка извлекается из отверстия.

Перед установкой для запайки нового радиоэлемента, необходимо в обязательном порядке убедиться в паяемости его выводов, особенно, если дата выпуска его не известна. Лучше всего просто залудить выводы паяльником и затем уже запаивать элемент. Тогда пайка получится надежной и от работы будет одно удовольствие, а не мучение.

Рассмотрим простейшие правила обычной контактной пайки.

Для начала начинающему радиолюбителю вполне достаточно освоить обычную контактную пайку простейшим и самым дешёвым электрическим паяльником с медным жалом.

Сперва необходимо приготовить минимальный наборчик для пайки и паяльный инструмент. О том, как подготовить электрический паяльник к работе уже рассказывалось в статье о подготовке и уходе за паяльником.

Многие считают, что для пайки лучше использовать паяльник с невыгораемым жалом. В отличие от медного, невыгораемое жало не требует периодического затачивания и лужения, так как на его поверхности не образуются углублений – раковин.

Выгоревшее жало паяльника
(для наглядности медное жало предварительно обработано напильником).

На фото видно, что край медного жала неровный, а образовавшиеся углубления заполнены застывшим припоем.

Невыгораемое жало у широко распространённых паяльников, как правило, имеет конусообразную форму. Такое жало не смачивается расплавленным припоем, то есть с его помощью на жало нельзя брать припой. При работе таким паяльником припой к месту пайки доставляется с помощью тонкого проволочного припоя.

Понятно, что использовать припой в кусочках или стержнях при пайке паяльником с невыгораемым жалом затруднительно и неудобно. Поэтому тем, кто хочет научиться паять, лучше начинать свою практику с обычного электрического паяльника с медным жалом. Недостатки его использования легко компенсируются такими удобствами, как лёгкость использования припоев в любом исполнении (проволочном, стержневом, кусковом и т.п), возможность изменения формы медного жала.

Электрический паяльник с медным жалом удобен тем, что с его помощью можно легко дозировать количество припоя, которое необходимо донести к месту пайки.

• Чистота спаиваемых поверхностей.

  Первое правило качественной пайки – это чистота спаиваемых поверхностей. Даже у новых радиодеталей, купленных в магазине, выводы покрываются окислами и загрязнениями. Но с этими незначительными загрязнениями, как правило, справляется флюс, который применяют в процессе пайки. Если же видно, что выводы радиодеталей или медные проводники сильно загрязнены или покрыты окислом (зеленоватого или тёмно-серого цвета), то перед пайкой их нужно очистить либо перочинным ножом, либо наждачной бумагой.

  Особенно это актуально, если при сборке электронного устройства применяются радиодетали, бывшие в употреблении. На их выводах обычно образуется тёмный налёт. Это окисел, который будет препятствовать пайке.

• Лужение.

  Перед пайкой поверхность выводов необходимо залудить – покрыть тонким и ровным слоем припоя. Если обратить внимание на выводы новых радиодеталей, то в большинстве случаев можно заметить, что их выводы и контакты залужены. Пайка лужёных выводов происходит быстрее и качественнее, так как отпадает необходимость в предварительной подготовке выводов к пайке.

  Лужение провода и выводов радиоэлементов легко проводить обычным электрическим паяльником с медным жалом. Как известно, при подготовке паяльника к работе также производят лужение медного жала.

  Чтобы залудить медный проводник для начала удаляют с его поверхности изоляцию и очищают от загрязнений, если таковые имеются. Затем нужно обработать поверхность пайки флюсом. Если в качестве флюса применяется кусковая канифоль, то медный провод можно положить на кусок канифоли и коснуться провода хорошо прогретым жалом паяльника. Предварительно на жало паяльника необходимо взять немного припоя.

  Далее движением вдоль провода распределяем расплавленный припой по поверхности проводника, стараясь как можно лучше и равномернее прогреть сам проводник. При этом кусковая канифоль плавиться и начинает испаряться под действием температуры. На поверхности проводника должно образоваться ровное покрытие оловянно-свинцовым припоем без комочков и катышков.

  
  Лужение медного провода

  Расплавившаяся канифоль способствует уменьшению поверхностного натяжения расплавленного припоя и улучшает смачиваемость спаиваемых поверхностей. Благодаря флюсу (в данном случае – канифоли) обеспечивается равномерное покрытие проводника тонким слоем припоя. Также флюс способствует удалению загрязнений и предотвращает окисление поверхности проводников во время прогрева их паяльником.

• Прогрев жала паяльника до рабочей температуры.

  Перед началом пайки необходимо включить электрический паяльник и подождать, пока его жало хорошо прогреется и температура его достигнет значения 180 – 240°C.

  Так как у обычного паяльника нет индикации температуры жала, то судить о достаточном нагреве жала можно по вскипанию канифоли.

  Для проверки нужно кратковременно коснуться кусочка канифоли нагретым жалом. Если канифоль плохо плавиться и медленно растекается по жалу паяльника, то он ещё недогрет. Если же происходит вскипание канифоли и обильное выделение пара, то паяльник готов к работе.

  В случае пайки недогретым паяльником, припой будет иметь вид кашицы, будет быстро застывать, а поверхность паяного контакта будет иметь шероховатый вид с тёмно – серым оттенком. Такая пайка является некачественной и быстро разрушается.

  Качественный паяный контакт имеет характерный металлический глянец, а его поверхность ровная и блестит на солнце.

Также при пайке различных радиодеталей стоит обращать внимание на площади спаиваемых поверхностей. Чем больше площадь проводника, например, медной дорожки на печатной плате, тем мощнее должен быть паяльник. При пайке происходит теплопередача и кроме самого места пайки происходит и побочный прогрев радиодетали или печатной платы.

Если от места пайки происходит существенный теплоотвод, то маломощным паяльником невозможно хорошо прогреть место пайки и припой очень быстро остывает, превращаясь в рыхлую субстанцию. В таком случае нужно либо дольше нагревать спаиваемые поверхности (что не всегда возможно или не приводит к желаемому результату), либо применять более мощный паяльник.

Для пайки малогабаритных радиоэлементов и печатных плат с плотным монтажом лучше использовать паяльник мощностью не более 25 Ватт. Обычно в радиолюбительской практике используются паяльники мощностью 25 – 40 Ватт с питанием от сети переменного тока 220 вольт.

При запаивании либо выпаивании радиодетали с печатной платы желательно следить за временем пайки и ни в коем случае не перегревать печатную плату и медные дорожки на её поверхности свыше 280°C.

Если произойдёт перегрев платы, то она может деформироваться в месте нагрева, произойдёт расслоение или вздутие, отслоятся печатные дорожки в месте нагрева.

Температура свыше 240-280°C является критической для большинства радиоэлементов. Перегрев радиодеталей во время пайки может вызвать их порчу.

При спайке деталей очень важно жёстко их зафиксировать. Если этого не сделать, то любая вибрация или смещение нарушит качество пайки, так как припою требуется несколько секунд для того чтобы затвердеть.

Для того чтобы качественно производить пайку деталей «на весу» и избежать смещения или вибрации во время остывания паяного контакта можно использовать приспособление, которое в быту радиолюбителей называется «третья рука».

«Третья рука»

Такое нехитрое устройство позволит не только легко и без особых усилий производить пайку деталей, но и избавит от ожогов, которые можно получить, если придерживать детали во время пайки рукой.

«Третья рука» в работе

Как паять паяльником радиодетали с толстыми выводами

Более сложный случай, когда нужно выпаять микросхему у которой толщина выводов более 0,8 мм. Иголка тут не поможет, так как таких иголок для инъекций нет. Если получится найти тонкостенную трубочку из нержавеющей стали с соответствующим внутренним диаметром, то вышеописанная технология может быть применена.

Однако если требуется выпаять радиоэлемент, выводы которого закреплены в термопластичной пластмассе, например разъемы, катушки индуктивности, трансформаторы, то тут есть только один выход, использовать инструмент для отсоса припоя.

Отсос представляет собой металлическую трубку с наконечником из фторопласта. Внутри имеется подпружиненный поршень на штоке и спусковой механизм. По устройству напоминает ручной велосипедный насос. Поршень опускается вниз, при этом пружина сжимается.

Когда нажимается спусковая кнопка, поршень освобождается и под действием пружины быстро перемещается в верхнее положение, увлекая за собой через наконечник воздух из атмосферы. Если приставить наконечник к расплавленному припою, то припой вместе с воздухом всосётся внутрь отсоса.

Для того, чтобы освободить вывод радиодетали от припоя, нужно паяльником расплавить припой вокруг вывода, быстро на вывод надеть наконечник отсоса, при этом убрать жало паяльника, и немедленно нажать спусковую кнопку. Припой весь удалится. Если с первого раза не получилось, операция повторяется.

С помощью отсоса можно выпаивать практически любые радиоэлементы, включая резисторы и микросхемы. Но с помощью иглы выпаивать микросхемы намного быстрее и гораздо легче, особенно если выводы ее загнуты.