Что нужно чтобы припаять. Как правильно паять паяльником? Как правильно паять провода, микросхемы

Как правильно паять?

Прежде чем начать рассматривать вопрос: ”Как правильно паять?” Нужно обозначить одно но…

Пайка бывает разная . Нужно понимать, что существует большая разница в методике пайки здоровенного резистора мощностью 2 Ватта на обычную печатную плату и, например, микросхемы BGA на многослойную плату сотового телефона.

Если в первом случае можно обойтись простейшим электрическим паяльником мощностью 40 Ватт, твёрдой канифолью и припоем, то во втором случае потребуется применение таких приборов, как термовоздушная станция, безотмывочный флюс, паяльная паста, трафареты и, возможно, станция нижнего подогрева плат.

Как видим, разница существенная.

В каждом конкретном случае нужно выбирать тот метод пайки, который является наиболее подходящим для конкретного вида монтажа . Так для пайки микросхем в планарном корпусе лучше применять термовоздушную пайку, а для монтажа обычных выводных резисторов, крупногабаритных электролитических конденсаторов стоит применять контактную пайку электрическим паяльником.

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.

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.




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 0 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 эксплуатации электрического паяльника стоит регулярно проверять целостность изоляции сетевого шнура , так как в процессе работы нередки случаи её повреждения и случайного оплавления разогретыми частями паяльника.

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 0 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 0 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

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.

Любой человек знает, что такое паяльник. Но не все используют его часто. Как научиться пользоваться паяльником?

Для домашних нужд достаточно будет паяльника мощностью в 40 Вт.

Паяние не является сложным процессом. Это обычное событие практически для любого человека. Главное — знать, как использовать паяльник.

Технология пайки

Пайка — это скрепление металлов с помощью расплава металла с низкой температурой плавления. Этот легкоплавкий металл получил название припоя. Для осуществления пайки необходимо нагреть соединяемые металлы на участке соединения до температуры расплавления припоя. Только при этом условии расплав припоя способен заполнить контактный зазор между металлами и проникнуть в их объем. Таким образом, возникает достаточно прочная связь металлов, как механическая, так и электрическая.

В процессе пайки наибольшую популярность имеет сплав олова со свинцом, в котором содержание олова может колебаться от 20 до 90%. Наилучшие результаты показывают припои типа ПОС-40 или ПОС-60 (цифры означают содержание олова в процентах). Эти припои начинают плавиться при температуре 230 и 180ºС. В ряде случаев применяется оловянно-свинцовый припой с добавлением висмута (ПОСВ-33), который расплавляется при нагреве до 130ºС.

Для пайки алюминиевых проводов должны применяться специальные сплавы на основе алюминия, имеющие значительно более высокую температуру плавления. Припои на основе олова продаются в форме стержней или проволоки размером 0,5-2 мм. В случае маленького сечения или деталей предпочтение отдается проволочному припою, так как работать с ним легче.

В большинстве случаев пайка невозможна без очищения поверхности металла от пленки окиси. Для ее разрушения используется специальное вещество — флюс. Для пайки медных изделий или изделий из медных сплавов в роли флюса употребляется канифоль. При нагреве на участке пайки флюс предохраняет металл от влияния атмосферы. В проволочных припоях обычно канифоль введена в состав проволоки. Опытные паяльщики для ускорения пайки обходятся без флюса, а используют для очистки поверхности металла паяльную кислоту. Для удобства работы флюс применяется в разном виде. Например, флюс может представлять собой раствор канифоли в спирте. В особо ответственных случаях находит применение канифоль марки ЛТИ-120.

Вернуться к оглавлению

Пайка различных металлических изделий

Медные изделия или детали из медных сплавов обычно не вызывают проблем при пайке. Их можно легко паять с помощью припоя на основе олова и канифоли. Серебряные и посеребренные изделия можно паять так же, как и медь, однако с целью улучшения надежности соединения рекомендуется применять специальный оловянно-свинцовый припой с серебряной добавкой.

Стальные изделия и металлы с цинковым покрытием паяются с канифолью очень плохо. Положение исправляет паяльная кислота, которая разрушает окисную пленку. Сплавы для нагревательных приборов (в т.ч. нихром) можно паять только с помощью специальных флюсов. Среди народных средств эффективным может стать обычный аспирин при использовании его вместо специального флюса. Алюминиевые изделия, сплавы на основе алюминия и нержавеющие стали при помощи канифоли спаять невозможно. Для их пайки пользуются специфичными средствами (эффективно применение концентрированной ортофосфорной кислоты) и специальными сплавами в качестве припоя.

Вернуться к оглавлению

Особенности выбора паяльника

Для проведения пайки необходим главный инструмент — паяльник. Любой паяльник включает в себя корпус с ручкой; нагревательный элемент (чаще всего применяется обычная спираль); медное жало и провод для соединения с электрической сетью. Нагревательный элемент закрыт кожухом, а внутри него располагается и фиксируется медное жало. Он при подаче напряжения обеспечивает нагрев всего жала. Жало имеет цилиндрическую часть, которая закрепляется внутри нагревателя, и рабочий участок (кончик жала).

По форме рабочая часть жала может иметь вид лопатки, а также конусную или иглообразную форму. Обычно устанавливается жало в виде лопатки со скосом на 45º в одну сторону или со срезами обеих сторон. Рабочий участок жала может быть прямолинейным или отогнутым вниз в зависимости от места пайки.

Паяльник выбирается в первую очередь по его мощности. Естественно, чем выше мощность нагревательного элемента, тем выше температура разогрева участка пайки и больше объем нагреваемого материала. Паяльники для бытовых нужд выпускаются мощностью от 20 до 125 Вт. В обычных условиях для ремонта бытовой техники оптимальным считается применение паяльников 25 или 40 Вт. Такие паяльники и рекомендуются для начинающих паяльщиков.

Жало практически всех паяльников изготавливается из меди, что связано с ее высокой теплопроводностью. Диаметр жала оказывает заметное влияние на параметры пайки. Различают в основном два вида жала: обычное диаметром 4-5 мм и малогабаритное — 2-3 мм. Конечно, при пайке небольших электрических схем целесообразно использовать маломощный паяльник с малогабаритным медным жалом.

Вернуться к оглавлению

Подготовительные работы

Чтобы правильно пользоваться паяльником, необходимо подготовиться к пайке. Прежде всего надо подготовить свое рабочее место. Работа с паяльником подразумевает наличие высокой температуры и электрического напряжения. Поэтому розетка для включения паяльника должна быть расположена в пределах досягаемости руки для быстрого отключения при необходимости. Сам паяльник должен располагаться на удобной подставке, обеспечивающей быструю установку и снятие паяльника. При этом он не должен касаться в нагретом состоянии стола или других предметов.

Такая подставка под паяльник различной формы продается в готовом виде. Можно сделать ее самостоятельно. Самодельная подставка имеет текстолитовое основание, в котором закреплены две стойки из стальной проволоки или прутка диаметром 4-5 мм. Такая стойка имеет М-образный вид и закрепляется обеими ножками в основании. Паяльник устанавливается в центральную выемку обеих стоек одновременно, обычно в горизонтальном положении.

Для удобства работы следует предусмотреть небольшие емкости для припоя и канифоли. Лучше, если это будут небольшие металлические баночки малой высоты, но достаточного диаметра. Емкости надо закрепить, чтобы в процессе пайки они не сдвигались.

Жало паяльника перед работой требует подготовки. Сначала надо осмотреть поверхность рабочего участка. Если после предыдущего использования на поверхности жала заметны изъяны, то необходимо напильником устранить все дефекты поверхности (наплывы, выемки и т.д.). Если кончик жала потерял свою форму, то следует напильником заточить его и восстановить скос 45º.

Очень важно кончик жала покрыть припоем (залудить). Производится это следующим образом. Паяльник разогревается до температуры плавления припоя. Жало паяльника одной стороной помещается в канифоль, а затем в припой. Не выключая паяльник, тряпкой снимают лишний припой. Еще лучше потереть жало с расплавленным припоем о плоскую деревянную поверхность, пока припой ровным слоем не покроет поверхность кончика жала. Аналогичное залуживание производится второй стороной жала. Если скос на рабочем участке жала сделан только в одну сторону, то достаточно залудить только скошенный участок жала.

Кроме того, целесообразно подготовить спаиваемые металлы, особенно если они имеют приличный размер. Участок пайки металлов целесообразно обработать наждачной шкуркой или надфилем.

Если металл загрязнен, особенно жирами и маслами, то необходимо очистить его поверхность растворителем.

Обработку стальных деталей следует произвести паяльной кислотой.

Паяльник используется для широкого спектра работ. С помощью паяльника можно отремонтировать наушники, подсоединить светодиодную ленту, чинить электроприборы, микросхемы и платы. Пайка с помощью паяльника проста и при внимательной подготовке не вызывает затруднений даже у того, кто никогда раньше не сталкивался с такой работой.

Выбор инструмента

Паяльник – инструмент с нагревательным элементом, используемый для соединения плавких материалов. По способу нагревания их разделяют на:

• электрические;
• термовоздушные;
• газовые;
• индукционные.

1-Электрический, 2-Термовоздушный, 3-Газовый, 4-Индукционный

Для работы с электрическими схемами и SMD-платами применяют электрические паяльники . В среднем они обладают мощностью в 15-40 Ватт. С помощью приборов мощностью более 100 Вт спаивают большие детали: радиаторы, медные трубки разного диаметра и т.д. Большие молотковые паяльники мощностью до 550 Вт используются в различных сферах промышленности: машиностроение, металлургия и т.п.

На выбор того или иного инструмента влияет не только размер деталей, но и теплопроводность материала, из которого она сделана. Именно она определяет температуру нагрева, а, следовательно, и необходимую мощность. Так, например, медь может требовать большей температуры нагрева, чем стальная деталь аналогичного размера. Стоит отметить, что при пайке медных деталей может даже возникать ситуация, когда высокая теплопроводность приводит к распаиванию соединений, выполненных ранее.

Основным элементом прибора (напоминаю, что работаем мы в основном электрическим) является нагревательный стрежень. Он представляет собой медную трубку и намотанную на неё нихромовую спираль. С одной стороны стержня, спрятанной в рукоятку прибора, идет ток, а с другой – вставлено жало из накатанного медного прута. Наконечник жала затачивается под скос. Нагрев наконечника происходит за счет замыкания тока на нихромовой спирали.

Для электротехнических работ подойдет легкий инструмент компактных размеров с низкой теплоемкостью. Чтобы избежать рассеивания напряжения лучше выбрать модель, имеющую трех-направляющий штекер заземления. Для начинающего электротехника будет достаточно модели до 30 Вт. Если с помощью паяльника планируется ремонтировать автомобиль, то лучше обратиться 40-ваттным приборам – для быстрого соединения проводов любого типа на большой площади. Для комфортной работы паяльников в автомобиле продаются специальные насадки.

Многие мастера по ремонту электроники пользуются паяльной станцией. Такая конструкция включает в себя набор всех необходимых для паяльных работ инструментов: паяльник со сменными наконечниками, подставка, блок регулировки напряжения, термофен, очистители и оловоотсос.

Многих интересует вопрос, можно ли паять без паяльника. Да, можно, в данном случае припой и детали придется нагревать для лужения и спаивания на открытом огне. Это позволяет создавать более-менее качественные соединения, однако технология отличается меньшей безопасностью. Кроме того, у новичка, не обладающего достаточным опытом, могут возникнуть большие сложности при работе с такими материалами, как медь, алюминий или нержавейка.

Припои и флюсы

Перед тем как паять провода или электрические схемы необходимо выбрать подходящий припой. Для этой работы подходят оловянно-серебряные и оловянно-свинцовые припои, канифоль. Припои с содержанием свинца обеспечивают более высокое качество пайки, однако имеют недостаток, заключающийся во вредности этого металла. Оловом пользуются для пайки деталей и материалов, требующих сохранения безопасности для организма, например, посуды.

Маркировка припоев обозначает металлы, входящие в ее состав и их содержание. Так, к примеру, в состав припоя ПОС-40 входят олово и свинец (припой оловянно-свинцовый). Цифра 40 говорит о 40% содержании олова. Количество свинца в ПОС припоях влияет на цвет (становится темнее) и температуру плавления (повышается). Для электротехнических работ чаще всего применяют ПОС с содержанием олова от 30% до 61%, а также ПСР-2 и ПСР-2,5. В маркировке оловянно-серебряного ПСр-2,5 цифра обозначает, что 2,5±0,3% припоя составляет серебро.

Для зачистки поверхности под пайку от оксидов используется специальные смеси – флюсы. Они являются одними из самых важных факторов, влияющих на качество паяния. Флюс должен подбираться под свойства паяемого материала, быть достаточно сильным для разрушения оксидной пленки. Активные флюсы на основе кислоты запрещено использовать для пайки микросхем и плат, поскольку они вызывают коррозию и разрушают контакты, однако при работе с химически стойкими металлами без них не обойтись. Сегодня при пайке, как правило, пользуются паяльной кислотой (хлорид цинка), спирто-канифольным раствором ЛТИ-120 и бурой (для пайки таких металлов, как медь, чугун, сталь, латунь).

Если вы собираетесь паять наушники, колонки или контакты материнской платы, то в качестве флюса можно использовать канифоль. Однако не следует использовать ее для пайки элементов микросхемы и плат. И особое внимание обратите на следующее: нельзя использовать канифоль для музыкальных инструментов! Она сильно загрязняет место спайки.

Подготовка к работе

Безусловно, для того, чтобы стать мастером и выполнять пайку деталей любых сложностей, необходимо время и опыт. Однако для того, чтобы починить наушники, прикрепить светодиодную ленту или в домашних условиях поменять конденсаторы на компьютерной плате не нужно обладать особыми знаниями. Соблюдение инструкции и правил электротехнической безопасности позволят выполнить эти работы без затруднений.

Огромное значение для качества и эффективности пайки имеет состояние жала. Процесс ухода за ним называют лужением — процесс покрытия его поверхности тонким слоем припоя. Это делается для того чтобы медь, из которой изготовлен наконечник паяльника, не окислилась. Паяльник с окислившимся жалом плохо взаимодействует с припоем и обрабатываемым материалом. Каждый раз, перед тем как паять паяльником, следует проводить его подготовку. Сначала обрабатываем жало холодного паяльника напильником, или жесткой щеткой, очищая медь от грязи.

Чистка паяльника щеткой (можно использовать и напильник)

Затем, нагрев паяльник до рабочей температуры, нужно несколько раз поочередно коснуться им канифоли и затем припоя. Сплав должен равномерно покрыть рабочую часть.

Ниже видео о том как залудить паяльник и приготовить его к работе. Пожалуй на видео даже лучше видно, чем на наших фотографиях, так что рекомендуем посмотреть.

Пайка плат и микросхем

Ниже видео, которое наглядно описывает весь процесс:

Такой способ пайки позволяет новичку без особых затруднений припаять к схеме радиатор, впаять кнопку на модем, светодиодную ленту (об этом более подробно будет ниже) или отремонтировать штекер.

Пайка проводов

Умение паять провода может пригодиться во многих ситуациях. Одним из самых подходящих примеров можно назвать вышедшие из-за перелома провода наушники. Для соединения проводов используют два основных способа:

1. Жилы накладываются друг на друга и спаиваются с помощью припоя.
2. Жилы проводов предварительно скручиваются между собой и потом лудятся с помощью припоя.

В обоих случаях используется канифоль. При необходимости очистки проводов применяется жидкий флюс, наносимый с помощью кисточки. Другие способы спайки проводов между собой основываются на двух основных, описанных выше, и представлены на следующем рисунке.

Для пайки радиоэлементов без печатного монтажа прибегают к двум способам. Первый (нахлестный) является более быстрым, а второй (скрутка) обеспечивает большую надежность соединения.

Для того чтобы починить наушники лучше всего подойдет второй указанный способ (т.к. обеспечит большую прочность соединения). Порядок действий примерно следующий:

1. Найдите поврежденный участок провода и вырежьте его. Зачистите края проводов на достаточную длину. Для снятия изоляции лучше всего пользоваться нагретым паяльником, или плоским, не очень острым ножом.
2. Сложите провода друг с другом (по цветам) и залудите с помощью канифоли или смеси ФС-1.
3. Замотайте обработанное место изолентой.

Если провод поврежден у самого штекера или входа в наушники, необходимо будет разобрать корпус и припаять провода непосредственно к входным контактам.

Пайка светодиодной ленты

Сегодня светодиодную ленту активно используют для монтажа интерьерного освещения различной сложности. Она дает широкие дизайнерские возможности, имеет небольшие размеры и не уступает по рабочим характеристикам другим осветительным приборам.

Вне зависимости от размера и условий монтажа, ленту паяют по одинаковой инструкции:

1. Обрезав ленту до нужной длины, поверхность, на которую она должна крепиться, обезжиривают и высушивают.
2. Оторвав защитную пленку с обратной стороны, ленту приклеивают к монтажной поверхности.
3. После этого припаиваются провода на входных контактах, мелкие детали, диммеры, контроллеры. Во время работы нужно избегать перегрева ленты, это может привести к выходу диодов из строя.

Обратите внимание, спаивая две ленты! Плюс должен идти к плюсу, а минус к минусу!

Процесс припаивания изображен на фотографиях ниже:

Фиксируем светодиодную ленту (использовалась изолента)

Чтобы паять диодную ленту хорошо подходят паяльники мощностью до 40 Вт. Лучше всего использовать провода с сечением 0,75 мм. Красные припаиваются к плюсовому контакту, а черные – к минусовому.

Теперь о том, как паять светодиоды непосредственно на плату, чтобы создать светодиодную подсветку своими руками. Для этого понадобятся сами диоды, кусочек платы для них (можно купить в радиотехническом магазине) и паяльные принадлежности. Для очистки от окалины воспользуемся флюсом под алюминий, оловом – в качестве припоя.

1. Вставляем диоды в плату так, чтобы плюсовые контакты (длинные «лапки») были расположены с одной стороны, а минусовые – с другой. И загибаем контакты в стороны. Будьте внимательно – если хотя бы один диод будет подключен неправильно, всё сгорит.
2. Обработав «лапки» флюсом припаиваем их к плате.
3. Отрезаем лишнюю длину контактов с помощью кусачек. Зачищаем провода питания на длину, равную длине диодного ряда, прикладываем к соответствующим контактам и запаиваем.
4. Готово! Теперь можно проверять работу схемы, подключив провода к 12 В источнику питания.

Пайка алюминия

Кажется, что в том, как паять алюминий, нет никакой сложности. Ведь этот материал обладает высокой теплопроводностью и легко поддается обработке. Несмотря на это для обработки данного металла необходимо учитывать некоторые особенности.

Алюминий под воздействием высокой температуры очень быстро образует на поверхности окисные пленки, и поэтому для его пайки приходится использовать специальные флюсы и паяльные жала (покрытые сталью). И если обработка алюминиевых проводов практически не отличается от работы с другими металлами, то пайка плоских алюминиевых поверхностей — процесс гораздо более сложный. В первую очередь, вам понадобится паяльник мощностью в 60-100 Вт, для того чтобы хорошо прогревать большие детали.

1. Перед тем, как паять алюминий, его рабочая поверхность очищается от окалины наждачкой или напильником.
2. После ее обезжиривают бензином, ацетоном или другим растворителем. Затем место соединения необходимо смазать специальным флюсом.
3. Жало паяльника опускается в канифоль или нашатырный спирт до появления легкого дымка. Это очищает медь, из которой выполнен наконечник, от окисей других металлов.
4. Дальнейшие действия практически не отличаются от работы с другими материалами: жало смазывается в припое, после чего небольшое его количество переносится на место спаивания для залуживания. После этого наносится основной слой припоя.

Похожим образом паяют нержавейку – этот процесс тоже требует тщательной зачистки рабочей поверхности перед нанесением припоя.

Пайкой называется способ создания неразъемного соединения посредством введения в зону контакта расплавленного материала с температурой плавления ниже, чем у материалов соединяемых деталей. О том, как правильно паять паяльником, можно узнать, освоив технологию на практике.

Назначение прибора

Паяльник электрический выпускается с напряжением питания от 12 до 220в. Маломощную конструкцию сложно изготовить под большое напряжение, так как для этого требуется много слоев тонкого провода, что приводит к увеличению габаритов. Кроме того, его выбирают, исходя из условий безопасности работы.

Мощность паяльника удобно подобрать с помощью простой таблицы:

Оптимальную температуру жала поддерживают вручную или автоматически. Для этого применяют тиристорные регуляторы.

Для увеличения срока службы конец паяльника можно отковать. При этом медь будет меньше растворяться в припое. Перед тем как пользоваться паяльником, жалу придают напильником определенную форму. Наиболее распространенными являются угловая и на срез. Ножевидную форму придают концу, чтобы одновременно выпаивать несколько контактов микросхемы или выводов разъема.

Инструменты

Перед тем как правильно паять паяльником, рабочий участок следует снабдить необходимыми инструментами:

- Подставка . Разогретый прибор располагается на подставке. Она также служит для размещения флюса и является площадкой для работы с проводами. К ней дополнительно прикрепляют «крокодил» с кусочком поролона для чистки жала.

- Штатив . В него входят зажимы («крокодилы»), которые можно перемещать по высоте и поворачивать, ванночка с канифолью, держатель для паяльника.

- Набор инструментов . Он нужен для поддерживания деталей, придания проводам заданных форм, зачистки поверхностей пайки. В число таких инструментов входят пинцеты, пассатижи, кусачки, круглогубцы, напильники, нож, наждачная бумага.

Секреты пайки

Как пользоваться паяльником?

С поверхностей деталей удаляются посторонние вещества посредством зачистки наждачной бумагой и обезжиривания ацетоном или бензином.

Жало очищается от окислов и гари напильником, бруском или наждачной бумагой.

Паяльник нагревается, его конец покрывается канифолью, а затем залуживается. Для этого припой на жале растирается деревянным бруском. Вся рабочая поверхность должна приобрести характерный серебристый цвет.

Нагревается припой. Его небольшая часть в виде капли наносится на место соединения и разравнивается. Если это необходимо, он добавляется до нужного количества, пока не закроет место контакта. Участок соединения прогревается. Как правильно паять провода? Соприкосновение жала с проводником должно быть по максимально большой площади, а не кончиком, как это делают неопытные монтажники. При этом канифоль должна еще оставаться на капле припоя, чтобы не началось его окисление. Процесс пайки производится в один прием. Если несколько раз отводить и снова прижимать жало к детали, припой станет серым из-за окисления, поскольку канифоль испаряется раньше. В процессе остывания детали должны быть неподвижными. При смещении проводов, когда припой еще не застыл, в нем образуются микротрещины, ухудшающие прочность соединения и создающие дополнительное электрическое сопротивление.

Остатки канифоли удаляются кисточкой, смоченной спиртом.

Пайка проводов

Разберемся, как правильно паять паяльником провода. Прежде всего их концы, предназначенные для соединения, освобождаются от изоляции. Соединяемые провода важно качественно прогреть. Для этого размеры жала должны соответствовать габаритам деталей. Если паяльник слишком большой, то в процессе работы будут повреждены соседние элементы. При его малых размерах пайка окажется ненадежной, поскольку детали трудно прогреть.

Подготовка провода заключается в удалении с его конца изоляции. Ее снимают ножом или кусачками. Многожильный провод следует скрутить, чтобы не торчали отдельные части, и залудить. Для этого он опускается в ванночку с канифолью, паяльником берется капля припоя и проводится несколько раз по медным жилам. В процессе лужения провод нужно прогревать и поворачивать, чтобы покрытие было со всех сторон. Для подготовки к дальнейшей работе залуженный конец окунают в расплавленную канифоль и производят таким образом «лакировку». Ее излишки можно будет потом легко удалить рукой.

Припой является слабым сплавом и ломается от небольших нагрузок. Соединяемые провода предварительно зачищают и скручивают. Для этого они должны иметь общую ось. Их центры следует совместить, после чего один провод скручивается вдоль длины другого. Аналогичная операция проделывается со вторым концом. На место соединения наносится расплав канифоли, а затем — припой. Скрутку следует прогреть 2-3 сек.



При недостаточном количестве припой надо добавить, чтобы покрытие было равномерным и блестело. Многим непонятно, почему соединение не прогревается даже с мощным прибором. Как должна производиться пайка паяльником в этом случае? Дело в том, что тепло распространяется снизу вверх. Поэтому скрутку необходимо подогревать снизу. При перегреве припой растекается, а когда тепла недостаточно, покрытие получается рыхлым.

Одножильные провода зачищают до блеска и окунают в канифоль. Затем их соединяют, прогревают 3-5 сек. и наносят припой. На оголенный провод надевают термоусадочную трубку большего диаметра, который уменьшается от повышенной температуры, после чего образуется надежная изоляция. Если спайка быстро остывает, для подогрева используют зажигалку. Освоив, как правильно паять провода, можно приступить к более сложным операциям.

Скручивать вместе медный и алюминиевый провода недопустимо из-за тепловыделения в переходном сопротивлении контакта. Их фиксацию производят через промежуточный элемент, которым может быть болтовое соединение с разделением шайбами, клеммный зажим, прослойка другого металла. Припой для пайки алюминия на основе олова подходит также к медному проводу и может быть для них надежным промежуточным слоем.

Пайка радиодеталей

Спайку с радиоэлементом производят скруткой или внахлест, применяя теплоотвод, например, пинцетом. Нагрев многих деталей электросхем не должен превышать 70 ºС при продолжительности более 3 сек.

На печатной плате место монтажа по периметру отверстия покрывается слоем припоя. Затем в него вставляется залуженный и покрытый канифолью конец проводника. Его прогревают и смачивают добавленной каплей припоя. Жало должно касаться вывода и дорожки платы одновременно. Излишки припоя легко удаляются медной оплеткой. Работа выполнена качественно, когда все точки пайки похожи друг на друга. Выводы радиоэлементов загибают и вставляют в отверстия платы. Концы с обратной стороны немного отгибают, чтобы деталь не выпадала.

Паяльник нельзя долгое время держать сухим в нагретом состоянии. Он покрывается слоем окислов, и жало снова придется зачищать и лудить. На конце постоянно должен быть слой расплавленной канифоли, а в длительные промежутки между работой паяльник следует отключать. Также с него периодически удаляется губкой старый припой.

Элементы плат различного оборудования могут выйти из строя под действием статического электричества. Для предотвращения его возникновения корпус паяльника следует заземлить.

Работа с микросхемами

Рассмотрим, как правильно паять микросхемы. Процесс имеет некоторые особенности. Микросхемы не выдерживают перегрева. В местах соединения не должно быть излишков припоя. Для этого применяют паяльник для микросхем с регулированием температуры нагрева.

Одновременный нагрев контактов производят с применением фена с насадками. Участок на плате необходимо очистить. Для этого подходит ацетон или универсальный растворитель лаков. Затем включается фен, и его температура устанавливается на уровне 330-370 ºС. При минимальной скорости обдува чип разогревается и сразу удаляется пинцетом после оплавления контактов. Затем зона спайки смазывается флюсом, а на место неисправной устанавливается новая микросхема. При нагреве феном она немного проседает от расплавления контактов, что является сигналом о конце операции. Место пайки протирается ацетоном, чтобы удалить остатки флюса. Достаточно мощные контакты можно дополнительно прогреть паяльником.

Когда будет освоена простая можно переходить на сложные соединения, например, разнородные металлы с использованием газового, печного или импульсного подогрева.



Пайка алюминия

Трудности пайки алюминия связаны с его низкой температурой плавления (660 ºС) и прочной оксидной пленкой. Детали нагревают в печи или газопламенной горелкой. Их подготовка заключается в удалении жиров растворителем и в механической зачистке наждачной бумагой, абразивным кругом или щеткой из нержавейки. При этом окисная пленка образуется вновь, но ее толщина значительно меньше предыдущей. Затем на место соединения наносится флюс и производится его подогрев до температуры расплавления припоя. Электродным стержнем прикасаются к месту стыка, пока он не начнет плавиться.



Припой для пайки алюминия при температуре 150-400 ºС может быть на основе цинка, олова, кадмия (легкоплавкий). Он слабо сопротивляется коррозии и требует дополнительных покрытий. Тугоплавкие припои, такие, как силумин (590-600 ºС), 34А (530-550 ºС) и другие, более надежны и используются чаще. Сплавы алюминия имеют меньшую температуру плавления. Их паяют с печным подогревом, который точнее регулируется.

Заключение

Как правильно паять паяльником провода и микросхемы? Ответ на этот вопрос подразумевает, прежде всего, тщательную подготовку инструмента и деталей. В процессе создания неразъемного соединения слой расплавленного припоя всегда должен быть защищен флюсом. Для каждой операции подбирается паяльник соответствующей мощности и формы рабочей поверхности жала. При правильном соединении деталей и выдерживании температурного режима пайка получается надежной и долго служит.

Пайка является технологической операцией, позволяющей получить неразъемное соединение элементов из разных материалов, что обеспечивается введением припоя с относительно низким температурным режимом плавления.

Существует несколько правил, объясняющих, как правильно паять и получить высокий результат при работе с таким инструментом.

Ручной инструмент, используемый в лужении и пайке, позволяет нагревать детали и флюс, а также расплавляет припой с последующим его нанесением на участки контактов спаиваемых элементов.

Основные виды паяльников представлены несколькими конструкциями:

• Инструмент с нихромовым нагревателем в виде проволочной спирали, пропускающей переменные сетевые или постоянные/переменные токовые величины низкого напряжения. Современные модели отличаются контролем температурного режима нагрева наконечника при помощи встроенного термодатчика. Конструкция прибора может дополняться специальными изоляторами, снижающими тепловые потери и увеличивающими теплопередачу.
• Инструмент с керамическим стержневым нагревателем, срабатывающий в процессе подведения на контактную группу напряжения. Данный вид относится к категории наиболее совершенных приборов, отличающихся быстротой нагрева и длительным эксплуатационным сроком, а также имеющим широкий диапазон регулирования температурных показателей и уровня мощности.
• Индукционный инструмент осуществляет нагрев посредством катушечной части индуктора, а жало характеризуется наличием ферромагнитного покрытия, что способствует получению магнитного поля и разогреву сердечника. Поддерживание необходимого температурного режима на жале осуществляется в автоматическом режиме и не требует наличия термодатчика или какого-либо управляющего электронного устройства.
• Импульсный инструмент работает при нажатии и удержании в таком положении специальной кнопки «Пуск», чем и обусловлен практически мгновенный нагрев жала до оптимальных рабочих температурных показателей. Отечественные конструкции этого типа характеризуются наличием схемы, в которой медный проводной наконечник представляет собой часть электрической цепи, содержащей также частотный преобразователь и высокочастотный трансформатор. Наиболее современные импульсные модели обладают регулировкой по мощности и температурным показателям, что позволяет одинаково успешно паять мелкие электронные элементы и достаточно крупногабаритные детали.
• Газовый инструмент относится к категории практичных и автономных устройств, а в качестве теплового источника для достаточного прогрева наконечника служит сгораемый газ, которым заправляется прибор. Отсутствие насадки позволяет использовать такой вид паяльника в качестве традиционной газовой горелки.
• Автономный аккумуляторный инструмент характеризуется небольшими показателями мощности, поэтому применяется преимущественно в пайке наиболее мелких электронных элементов.

Особняком стоят так называемые паяльные станции, предназначенные, как правило, для выполнения больших по объемам и частых работ, связанных с пайкой.

Безусловно, крупный термовоздушный и инфракрасный паяльный инструмент не способен расцениваться в качестве достойного конкурента традиционным бытовым электрическим паяльникам, но обладает множеством преимуществ использования:

• нагрев области пайки выполняется посредством горячей воздушной струи, которая выбрасывается соплом паяльной станции;
• стандартный температурный режим сфокусированного воздушного прогрева составляет порядка 100-500 °C;
• в зависимости от вида воздушного давления приборы могут быть представлены турбинными и компрессорными станциями.

В паяльных станциях инфракрасного типа нагрев осуществляется под воздействием ИК-излучения при длине волны в пределах 2-10 мкм.

В популярных до недавнего времени старых паяльниках, нагреваемых на обычном открытом огне, сегодня отпала необходимость, тем не менее, выполненная своими руками простейшая конструкция иногда вполне может послужить заменой дорогостоящему оборудованию.

Разновидности припоев и флюсов

Припои - материалы, используемые в пайке и обладающие температурным режимом плавления ниже, чем данные показатели у соединяемых металлов. С этой целью применяются оловянные, свинцовые, кадмиевые, медные, никелевые, серебряные и некоторые другие виды сплавов:

• мягкие припои с температурным режимом плавления в пределах 300 °C представлены оловянно-свинцовыми сплавами, сурьмянистыми припоями для пайки оцинкованных или цинковых элементов, оловянно-свинцово-кадмиевыми припоями для пайки сверхчувствительных к перегревам изделий, оловянно-цинковыми и бессвинцовыми припоями;
• твердые припои с температурным режимом плавления выше 300 °C представлены, как правило, медно-цинковыми, медно-фосфористыми и серебряными припоями с разными видами добавок.

Флюсы - органические и неорганические вещества или смеси, позволяющие удалять оксиды со спаиваемой поверхности, защищающие ее от негативного воздействия внешней среды и активно понижающие поверхностное натяжение, а также заметно улучшающие распространение жидкого припоя:

• в зависимости от температурного интервала активности все смеси и вещества представлены низкотемпературными и высокотемпературными флюсами;
• в зависимости от природы растворителя используемые флюсы бывают водными и неводными;
• в зависимости от природы активатора, которым определяется действие, флюсы могут быть кислотными, канифольными и галогенидными, гидразиновыми и фторборатными, анилиновыми и стеариновыми, а также боридно-углекислыми;
• в зависимости от механизма действия флюсы выполняют защитные или химические функции, оказывают электрохимическое и реактивное действие;
• в зависимости от агрегатного состояния в пайке используются флюсы твердого, жидкого и пастообразного типа.

Самым простым и доступным в работе дешевым видом флюса, имеющим низкий ток утечки, является канифоль сосновая. Такой химически пассивный тип флюса находит очень широкое применение и обладает умеренной растворимостью в спиртах с глицерином.

К самым известным, высококачественным и популярным, но достаточно дорогостоящим флюсам зарубежного происхождения относятся IF-8001 Interflux, IF-8300 BGA Interflux, IF-9007 Interflux BGA и FMKANC32-005.

Вспомогательные материалы

Вспомогательные материалы представлены компонентами, которые не входят непосредственно в образуемые паяные соединения, но принимают участие в его образовании:

• паяльные флюсы - вспомогательные материалы, удаляющие оксиды с поверхности паяемых материалов и припоя, а также предотвращающие их образование;
• стоп-пасты и стоп-покрытия - вспомогательные материалы, используемые для подготовки поверхности конструктивных элементов и наносимые на паяемые участки, где нежелательным является применение жидкого припоя;
• припои - вспомогательные материалы, представленные специальными тугоплавкими или легкоплавкими сплавами, что зависит от входящих в состав металлов.

Синтетические клеи и ацетоны, используемые чаще всего в электромонтажных работах, относятся к пожароопасным и вредным вспомогательным веществам, поэтому их применение потребует неукоснительного соблюдения противопожарных и санитарно-гигиенических норм.

Основные вспомогательные материалы для пайки представлены припоями и флюсами, а также газовыми средами, облегчающими нанесение стоп-материалов на покрытия.

Температура пайки

Температурный режим пайки является одним из наиболее важных моментов при выполнении работы пайщиком, и оказывает непосредственное влияние на качество соединений металлов. При этом данный показатель должен превышать аналогичные показатели полного тинольного расплавления.

Тип используемого припоя	Химический состав			Температурный режим плавления
	Цинк	Медь	Серебро
ПМЦ-36	64	36	–	825 о С
ПСр-10	37	53	10	830 о С
ПСр-45	25	30	45	730 о С
ПМЦ-54	46	54	–	880 о С
ПСр-25	35	40	25	780 о С
ПСр-70	4	26	70	780 о С

Согласно теории проводимых работ, до момента заполнения зазора и распределения во всех соединениях припой должен полностью расплавиться, поэтому температурный режим ликвидуса тиноля бывает самым низким, применяемым для высокотемпературной пайки. В то же время все спаиваемые элементы должны прогреваться более сильно.

Подготовка паяльника к работе

Первое включение нового паяльника в электрическую сеть сопровождается выделением из корпуса дыма, что обусловлено выгоранием лака и жиров, попавших в инструмент в процессе сборки или консервации. Именно по этой причине первое включение осуществляется в хорошо вентилируемых помещениях или на улице.

Жалу приобретенного паяльника необходимо при помощи паяльника придать оптимальную и удобную форму, поэтому конец его прогревается и отковывается. В результате такой несложной процедуры происходит максимальное уплотнение меди и продлевается общий срок эксплуатации инструмента.

Самыми часто используемыми и универсальными являются угловое жало и «на срез», а несколько реже применяется в работе ножевидная форма.

Подготовка деталей к пайке

Очистка загрязненных поверхностей производится механическими или химическими способами:

• первый вариант предполагает зачистку поверхности при помощи напильника, металлической щетки, шлифовального круга или шкурки, а также применение пескоструйных аппаратов с последующим обдуванием струей сжатого воздуха;
• второй вариант основан на удалении жировых загрязнений, ржавчины и окалины бензином, трихлорэтиленом и различными щелочами с обязательной последующей промывкой под горячей и холодной водой.

Окалину и ржавчину требуется удалять в процессе протравливания раствором серной кислоты, после чего изделие промывается, а на труднодоступные участки наносится флюс. Пайка сложных узлов предполагает их фиксацию при помощи шпилек, болтов или специальных приспособлений.

Поверхности, которые не должны иметь припоя после выполнения пайки, требуется покрыть водной пастой на основе графита или мела.

Лужение

При отсутствии на жале паяльника специального защитного покрытия в обязательном порядке выполняется процесс лужения или покрытия его тонким оловянным слоем. С этой целью жало паяльника доводится до рабочей температуры, после чего окунается в канифоль, а полностью расплавленный припой аккуратно и тщательно растирается по поверхности наконечника. Также можно смочить кусок материи в растворе на основе хлористого цинка и протереть ей нагретое паяльное жало, после чего втереть в поверхность смесь из расплавленного припоя и каменной поваренной соли.

Процесс лужения нового паяльника

Лужение позволяет защитить устройство от коррозийных изменений и необоснованно быстрого износа, поэтому выполняется в процессе первого же включения инструмента после того, как перестанет выделяться дым.

Техника пайки паяльником

Существует несколько основных способов пайки при помощи паяльника, которые отличаются технологическим решением:

• низкотемпературная пайка может осуществляться в ручном и полуавтоматическом режиме, с использованием волны жидкого припоя или в процессе погружения в емкость, наполненную расплавленным припоем;
• высокотемпературная пайка выполняется с применением газовых горелок и высокочастотных токов, а также в процессе экзотермических работ.

Разные виды паяльников

Основные этапы пайки включают в себя подготовку деталей, обработку с применением флюса или лужение, прогрев спаиваемых деталей и тщательное нанесение припоя на участок пайки. Достаточно востребована так называемая пайка без применения припоя. Например, спаивание титана и меди не требует вспомогательных материалов, а базируется на таком явлении, как контактное плавление.

Холодная пайка является дефектом и характеризуется отсутствием образования прочного паяного соединения, поэтому обладает зернистостью структуры и тусклым цветом.

Пайка с канифолью

Колофонская смола, представленная хрупким и стекловидным аморфным веществом темного красного или светлого желтого цвета, широко применяется в качестве флюса.

Самым простейшим является СКФ, или спирто-канифольный флюс, который максимально прост в работе.

Прогретый паяльник опускается в канифоль и покрывается припоем, который наносится на спаиваемые поверхности.

Установленные в нужном положении детали спаиваются в процессе работы с ними паяльным жалом, покрытым припоем с канифолью.

Пайка с кислотой

Ортофосфорная кислота часто применяется в пайке как флюс для соединения углеродистых или низколегированных сталей, никелевых и медных сплавов. Механизм действия заключается в растворении оксидной пленки металлов, припое и дальнейшем разрыхлении с всплытием на поверхность флюса.

Применение ортофосфорной кислоты является предпочтительным при соединении более сложных материалов, чем серебро и медь.

Меры безопасности при пайке

При эксплуатации инструмента для пайки предусматриваются мероприятия, препятствующие поражению током и газовыми смесями, расплавленными солями и металлами.

Использование индукционной пайки предполагает соблюдение правил безопасности при эксплуатации любых электротермических приборов.

В процессе пайки обязательно применяются специальные средства для индивидуальной защиты глаз, органов дыхания и кожных покровов.

Работа с взрыво- и пожароопасными вспомогательными материалами требует особо строгого соблюдения техники безопасности.

Заключение

Пайка является востребованным и абсолютно безопасным процессом только при соблюдении всех соответствующих технологических правил и определенных мер предосторожности. Для получения качественной пайки важно не только грамотно подойти к выбору инструмента и вспомогательных материалов, но также учитывать принцип работы паяльника и способы подготовки поверхностей.