Как пропаять контакты на плате
Содержание:
У профессионалов заголовок статьи может вызвать снисходительную улыбку. Казалось бы, чего тут сложного? Зачистил контакты, зачерпнул носиком паяльника немного припоя, и приложил к точке соединения. Для опытного радиолюбителя этот процесс действительно не вызывает проблем. Но если все (в том числе профессионалы) знают, как правильно паять паяльником, откуда берутся не пропаянные платы, замыкания соседних контактов между собой, и детали, вышедшие из строя от перегрева?
Наш материал расскажет начинающим мастерам, как научиться паять традиционными и нестандартными способами, а для тех, кто считает себя профессионалом, поможет повысить квалификацию.
Что такое пайка
Не ссылаясь на «википедию», объясним своими словами. Пайка, это соединение металлических контактов с помощью токопроводящего расплава, с последующим его застыванием. При этом, в отличие от сварки, ни одна из соединяемых деталей не должна плавиться в процессе. Разумеется, после застывания токопроводящего расплава (припоя), должна быть обеспечена надежная электропроводимость соединения. Сопротивление контактов не может влиять на характеристики электросхемы.
Общие правила работы с паяльником (подробно все эти пункты мы рассмотрим в обзоре)
- Место соединения должно быть механически зачищено от загрязнений, защитного покрытия и окислов (если позволяют размеры и конструкция деталей и проводников).
На чем можно акцентировать внимание: некоторые металлы в принципе не могут быть очищены от оксидной пленки, по крайней мере на воздухе. Только под непрерывным слоем специальных флюсов (речь идет об алюминии и сплавах на его основе). Дело в том, что «крылатый металл» окисляется моментально. - Для обезжиривания точки соединения применяются специальные очистители: флюсы.
Они не должны оказывать разрушающего воздействия на металл, с которым вы работаете. Даже если место соединения кажется идеально чистым, пайка без флюса практически невозможна. При касании нагретого жала паяльника, происходит термическое окисление.
Важно: металлы, применяемые в электротехнике (алюминий, медь, серебро, золото), в чистом виде обладают неплохой адгезией. Стандартные припои как бы прилипают к поверхности, надежно фиксируясь после застывания. Слой оксидной пленки не просто препятствует «прилипанию», он еще и является диэлектриком.
А флюсы при нагреве активируют свои очистительные свойства, и не просто удаляют невидимые загрязнения, но и препятствуют окислению.
Для различных материалов разработаны специальные флюсы. Используются даже кислоты.
Повторимся, это лишь теоретические основы, из которых пока не ясно, как паять паяльником. Подробные инструкции увидите далее.
Подбираем паяльник
Если вы не занимаетесь радиоделом профессионально (скорее всего это так, иначе вы не изучали бы этот материал), у вас в арсенале обычный паяльник в одном экземпляре. О паяльной станции речь и вовсе не идет, поскольку это достаточно дорогой (хотя и очень удобный комплект). Но для начинающего мастера это излишество.
Вернемся к паяльникам. Классика — это нихромовый нагреватель и медное жало. На самом деле, это лучшее сочетание, но для ручного управления. Никакого контроля за температурой, плавный медленный нагрев. При этом медное жало отлично держит градус, и зачастую компенсирует теплоотвод в месте пайки. Еще одно преимущество — мягкий материал позволяет формовать любую конфигурацию наконечника. Можно буквально расклепать и выпилить жало под конкретный вид пайки.
Единственный недостаток — медь быстро выгорает, и такой тип жала фактически является расходным материалом. Его постоянно приходится обтачивать напильником.
Совет: прежде чем формировать кончик напильником, обязательно поработайте молотком. После уплотнения медного стержня он продержится дольше. Немного потерянного времени с лихвой компенсируется удобством работы.
На иллюстрации изображена классическая форма «отвертки». Универсальный кончик для большинства любительских работ.
Если ваш «нагревательный прибор» оснащен регулятором температуры — необходимо учитывать инертность меди. Заданную цифру он набирает медленно, и также неторопливо остывает.
Керамическое жало с серебряным напылением — это современный аксессуар. Если стоит вопрос, как работать с деталями SMD формата, или как выпаять микросхему из двухсторонней платы — это ваш вариант. Однако им не так удобно паять мощные теплоемкие провода и контакты.
Такой паяльник моментально греется, и на нем можно точно контролировать градусы (при наличии регулятора).
Способ нагрева может быть любым. Такой же керамический нагреватель, как и жало, или нихромовый. Еще на медных паяльниках применяются индукционные нагреватели, но это скорее экзотика.
Как выпаять микросхему паяльником
Подцепив микросхему отверткой и оказывая на нее небольшое давление, одновременно прогревая ноги микросхемы, расположенные с одной из сторон паяльником, можно постепенно ее выпаять. Как это сделать более подробно показано в видео внизу статьи (смотрите начиная с 15 мин 15 сек).
Как припаять или выпаять микросхему без паяльника
Вы уже поняли, что для успешной пайки требуется разогрев детали до температуры плавления припоя. Его можно расплавить с помощью тепловой пушки, или паяльного фена. Это аналог фена строительного, только он компактный и часто оснащен специальными формованными соплами.
С его помощью прогревается рабочая зона, при этом припой плавится не в определенной точке, а на относительно большой площади. Это эффективный способ, особенно если необходимо выпаивать микросхему (все ножки нагреваются одновременно). Но при таком способе есть риск повредить саму деталь от перегрева.
Если вы извлекаете неисправный элемент — нет проблем.
Вообще, паяльный фен необходимо использовать только в случаях, когда традиционный способ пайки невозможен. Например, при монтаже SMD деталей (кто не знает — у них нет ножек) на радиаторную пластину.
Выбор флюса
Речь пойдет о пайке медных деталей. Для железа и алюминия существуют специальные кислотные составы, это тема отдельного материала.
На самом деле, это личное предпочтение каждого. Надо просто попробовать различные составы, и определить для себя лучший. Кому-то нравится паяльный жир (консистенция, как у солидола), некоторые любят жидкий флюс. Мы расскажем о традиционной канифоли.
Точнее — как правильно с ее помощью паять.
Этот флюс на основе сосновых смол, обладает отличными чистящими свойствами. Он обеспечивает механическую, и химическую очистку, кроме того, хорошо защищает поверхность от окисления при нагреве. Недостаток один: в чистом виде канифоль твердая. Это значит, что ее нельзя заранее нанести на соединяемые детали. Однако технология есть:
- коснувшись канифоли жалом паяльника, набираем на него припой;
- погружаем ножки детали или провод во флюс с помощью паяльника (он плавится), при этом поверхность покрывается тонким слоем припоя;
- аналогично наносим припой на место пайки;
- состыковываем залуженную деталь (провод) с местом пайки;
- касаемся паяльником флюса, затем набираем припой, снова макаем в канифоль;
- сразу же переносим жало в зону пайки.
Таким способом паяют детали уже многие десятилетия. При определенной сноровке, ограничений по выбору материалов для соединения нет. Именно такая методика идеально подходит для тренировок. Если вы ее освоите — остальные способы будут казаться еще проще.
Совет: для очистки поверхностей пайки, на которых есть слой окисла, подойдет обычный аптечный аспирин. Он содержит в себе ацетил салициловую кислоту. Его надо растереть в порошок, и нанести на контакты.
Пайка с помощью жидких или пастообразных флюсов
Преимущество таких составов в том, что их можно предварительно нанести на точку соединения. То есть, флюс начинает работать еще до нагрева. При касании паяльником, происходит вторая ступень реакции, и жидкий флюс служит смазкой для растекания припоя.
Еще один плюс — пастообразный или жидкий очиститель увеличивает пятно контакта. Основная проблема пайки не плоских предметов — площадь передачи тепла от паяльника минимальна. Если место касания смочено флюсом — температура передается эффективнее.
Единственный недостаток: нет механического воздействия на поверхность.
Информация: некоторые профессионалы старой закалки растворяют сосновую канифоль спиртом или более жидким флюсом, и получается эффективный состав практически без недостатков.
Каким припоем паять
Эти сплавы изготавливаются на основе олова, свинца, меди, никеля, или серебра. Для работы с монтажными платами и бытовой проводкой применяется оловянно-свинцовый припой (ПОС). Несмотря на большое разнообразие, их можно разделить на два вида:
- мягкие (температура плавления до 300°C);
- твердые (температура плавления свыше 300°C).
Форма выпуска любая: кусковая, проволока, порошок, паста. Универсальный вариант — проволока до 2 мм в диаметре. Ее удобно набирать на жало паяльника или вводить непосредственно в зону пайки.
Интересное предложение от производителей — паяльная паста, или порошок. Это мелкодисперсный припой, в который для вязкости добавляют жидкий флюс. Получается консистентный состав с высокой адгезией, которым можно паять без предварительного флюсования. Просто наносим пасту на контакты, и производим нагрев.
Можно работать без традиционного паяльника, с помощью паяльного фена. Благодаря тонкому помолу, припой плавится быстро, и моментально растекается по рабочей зоне (с помощью флюса).
Для начинающего мастера это неплохой вариант. Работать просто, но вы не сможете научиться качественно паять в тяжелых условиях: когда под рукой нет хорошего флюса и припоя.
Как паять медью
Медь, никель или серебро, используют в качестве основы для специализированных припоев, которые не применяются в бытовой электронике. Медные припои имеют температуру плавления 800–900°C, поэтому работать с ними в относительно нежных печатных платах невозможно. С их помощью в электротехнике припаивают контактные площадки, основное применение — сборка медных труб. Состав выпускается в виде проволоки.
Практические советы в нестандартных ситуациях
- Установка и демонтаж элементов с двумя ножками выполнить несложно. А как выпаять микросхему из платы паяльником, ведь надо одновременно греть несколько ножек? Используйте теплопроводный предмет большой площади. Например, медную оплетку.
- Если после удаления деталей из платы, отверстие оказалось закрыто припоем, используйте зубочистку.
- Для фиксации элементов перед пайкой можно использовать зажим «третья рука».
Несмотря на обилие теоретических советов, научиться правильно паять поможет только практика. Возьмите неисправную монтажную плату от любой электроники, несколько раз демонтируйте и припаяйте компоненты. То же самое относится к сращиванию проводов. Достаточно пары метров использованной проводки, чтобы получить практический навык. После чего приступайте к реальной работе.
Видео по теме
Итак, в этой части сложность пайки поднимается до опасного высокого уровня. Одно дело паять провода, где и навредить то практически невозможно, а вот паять на печатной плате — это уже совсем другая история. Но нет ничего невозможного, так что приступаем!
Предварительно рекомендую ознакомиться с предыдущими частями:
- Подготовка к пайке
- Пайка проводов
Сквозной монтаж
До совсем недавнего времени я зарабатывал тем, что паял провода в колонках и паял компоненты для колонок. В основном это представляло из себя скрученные провода или большие резисторы. На самом деле это все не так сложно как предыдущий шаг. Но большинство работ требуют пайки на небольших микросхемах маленьких элементов, а это тоже нужно освоить.
Пайка на микросхеме требует чуть больше аккуратности и ловкости в работе. Я вставил резистор в микросхему(концы прошли через дырочки в микросхеме насквозь) и припаял с другой стороны. Это называется сквозной пайкой.
Чтобы припаять светодиод и маленькие резисторы к микросхеме, я использовал паяльный аппарат со сменной температурой. Кончик у паяльника достаточно тонкий, чтобы можно было подлезть в самые недоступные места, не повредив другие компоненты. Я установил температуру около 350 градусов и подождал пока он нагреется. Затем я закрепил микросхему и приготовился паять: паяльник в одной руке, припой в другой.
При пайке микросхем, необходимо сначала разогреть контакт, а затем уже припой. Если слишком сильно перегреть микросхему, то можно повредить ее. Помните, чем тоньше провода, тем быстрее они нагреваются!
Я коснулся кончиком паяльника сначала микросхемы, а затем через несколько секунд, коснулся припоем паяльника, тем самым оставив там буквально одну маленькую капельку припоя.
Как только припой заполнил контакт, я убрал паяльник и провод припоя. Припой я убрал перед тем как убрал паяльник, чтобы он провод припоя не присох к контакту. Припой начинает застывать как только убрать паяльник.
Использовать точное количеств припоя важно именно при работе на микросхеме. Если использовать слишком много материала, то он выльется из металлического контакта и может вызвать замыкание, припаяв другие контакты. Если материала слишком мало, то контакт будет слабо держаться. Ваш контакт должен выглядеть как небольшая муравьиная горка, основание которой начинается прямо на плате.
Теперь обрезаем концы
Как только вы припаяли необходимые компоненты к материнской плате, можно отрезать торчащие с другой стороны концы. Это довольно легко сделать и не требует никаких специальных умений, я просто дам несколько простых советов.
Лучше всего использовать острые кусачки, чтобы получить хороший плоский срез.
Обрезать концы нужно как можно ближе к основанию, чтобы минимизировать риск замыкания.
Еще неплохо было бы придерживать тот конец, который вы отрезаете, чтобы он не отлетел в другой угол комнаты.
Как только вы отрежете, этап пайки считается полностью завершенным, можете приступать к следующему компоненту.
И небольшое видео о том, как я это делаю.
Пайка на поверхности платы(поверхностный монтаж)
Паять компоненты, когда есть возможность продеть контакты через плату не представляет из себя ничего сложного, однако многие компоненты необходимо паять на лицевой стороне.
Пайка компонентов на плате включает в себя процесс лужения. Лужение – это нанесение небольшого количества припоя на места спаивания, до того, как вы соедините их. Т.е. в данном случае необходимо нанести немного припоя непосредственно на плату, а затем соединить компоненты.
Сначала он дотронулся концом паяльника контакта на плате. Затем он нанес небольшое количество припоя и потом убрал паяльник от платы.
Затем он взял компонент, который хотел припаять, нагрел небольшой шарик припоя на плате (который только что нанес), и аккуратно положил компонент на плату(соответственно дотронувшись контактами до припоя).
Затем он убрал паяльник, подержал компонент еще какое-то время и отпустил.
Затем он припаял контакт компонента с другой стороны.
Поверхностный монтаж делается таким способом, т.к. невозможно одновременно в двух руках удержать паяльник, припой и пинцет с компонентом. Более того, лужение хорошо использовать при пайке небольших компонентов. Я не использовал лужение, когда паял провода, потому что они достаточно крупные и необходимо было не маленькое количество припоя. Однако, при пайке небольших компонентов лужение очень полезно, т.к. необходимо использовать очень маленькое количество припоя.
Перевод room402
автор noahw
Макс Любин
Давайте разбираться, что это за ноги, что за пятаки и что с ними делать. Пятаками часто называют контактные площадки на плате, на которые припаиваются ноги элементов. Сами «пятаки» – это чаще всего просто пластинка из медной или латунной фольги, которой оканчивается токопроводящая дорожка на плате.
Ноги — это ножки элементов, которыми элемент припаивается к пятакам.
При неаккуратном использовании, подразумевающем сильное механическое воздействие, элемент может оторваться от платы, вырвав при этом ту самую контактную площадку и сделав восстановление либо более проблематичным, либо нецелесообразным.
О того, как именно проходят дорожки на плате, зависит и сложность ремонта.
Для таких работ я использую бинокуляр. Но если бинокуляра нет, легко можно обойтись и лупой, так как элементы не настолько мелкие.
Сегодня у нас на ремонте простейший китайский планшет, который очень настойчиво хотели зарядить и, не рассчитав силы, вырвали разъем зарядки, что называется, «с мясом».
Удивителен не сам факт повреждения, а то, что при таком варварском обращении пострадало только две контактных площадки. Повезло.
Хозяин планшета сказал, что обратился в пару мастерских и ему либо отвечали, что не могут сделать, либо называли сумму в половину стоимости планшета. В итоге он отдал планшет мне на эксперименты за символические 500 руб. Если все пройдет удачно, этот планшет станет отличным автомобильным навигатором.
Ну что ж, будем реанимировать.
Ремонт
Для этого сначала оценим фронт работ.
Выглядит все не очень красиво.
Для начала зачищаем место предстоящей пайки, убирая все лишнее, и смотрим, реально ли восстановить контакт. Нам повезло, дорожка проходит по поверхности платы, и добраться до нее будет несложно.
Для начала счищаем лишний лак, обнажая дорожку, к которой будем подпаиваться.
После этого нам понадобится тонкий проводок, который затем и будет выполнять роль «пятака».
Я взял обычный многожильный провод и распустил его, выдернув одну жилу.
Фото полученного провода, с которым придется работать.
Лудим зачищенный конец дорожки, а затем подпаиваем нашу жилу так, чтобы ее конец оказался на месте утраченного пятака. Лишнее не обрезаем, а сворачиваем в кольцо, создавая новую площадку. На самом деле, можно этого не делать, так как хватит и самого проводка.
После этого берем новый разъем, предварительно купленный в магазине запчастей за целых 23 рубля, и, закрепив, пропаиваем.
Вуаля! Всё готово.
Вот тут я вынужден извиняться и посыпать голову пеплом, так как за такое качество работ я сам себе с удовольствием вырву руки. Небольшим оправданием может служить только то, что перед финальной пайкой разъема у меня сгорел паяльник, обдав меня огромным снопом искр и брызнув остатками расплавленного корпуса на пол. До сдачи статьи в «печать» оставалось меньше часа, и мне пришлось мастерить паяльник из скрепки и зажигалки, и заканчивать начатое. Это безобразие и порнография будет переделана в самое ближайшее время (самому смотреть противно).
Еще один момент. который меня смущал — родная батарея на 2600 мАч. Думаю, этого будет маловато для роли навигатора. Сделаем апгрейд, поставив батарею емкостью 4000 мАч. Влезает она сюда прямо впритык.
В итоге имеем реанимированный планшет с увеличенной батареей, который теперь будет навигатором. Осталось только вспомнить, у кого из друзей нет в машине навигатора, чтобы осчастливить его таким незамысловатым подарком.
Пара слов вместо заключения
Многие предпочитают не заморачиваться подобным ремонтом, так как в данном случае стоимость потраченного времени оказывается слишком высокой по отношению к стоимости устройства. Но если делать такое для себя, то почему бы и нет. Главное, пользоваться качественными паяльниками, не пренебрегать защитой и всегда иметь под рукой запасной инструмент. Всем неломающейся техники!
Отправить ответ