Какой припой выбрать для пайки радиодеталей

При работе с радиотехническими компонентами – резисторами, конденсаторами, диодами, различными индикаторами, катушками и многими-многими другими – основное внимание должно уделяться правильности выбора паяльника, подходящего для того или иного набора электронных деталей и радиомонтажных проводов.

Подбор конкретного типа паяльного устройства и других необходимых паяльных принадлежностей, в конечном счёте, определяется размерами и допустимым тепловым режимом запаиваемых в плату радиодеталей.

Выбор паяльников для радиодеталей

Перед приобретением подходящего для большинства случаев паяльника для радиодеталей необходимо ознакомиться с известными видами этих нагревательных устройств и основными правилами выбора их по мощности.

По показателю мощности

Пайка радиодеталей – это технологический процесс, при котором могут применяться типовые электрические паяльники, работающие от электросети 220 Вольт. Они же используются при необходимости соединения не слишком толстых медных оголённых проводников. Основной рабочий параметр, в соответствие с которым осуществляется выбор паяльников для радиодеталей – это их мощность, значения которой могут находиться в диапазоне от 24-х до 500 Ватт.

Для пайки микросхем и других миниатюрных деталей из радиоконструктора рекомендуется ограничиваться минимальной мощностью сетевого паяльника в пределах до 24 Ватт.

Другим важным параметром, на который следует ориентироваться при выборе устройства, подключаемого через понижающий трансформатор – это напряжение во вторичной обмотке, являющееся для него питающим.

В соответствие с этим показателем все известные виды паяльных устройств подразделяются на следующие группы:

• USB-паяльники, рассчитанные на напряжение 5 Вольт (8 Ватт) и применяемые для пайки мелких радиоэлементов, микропроцессоров и им подобных чипов;
• миниатюрные изделия, питающиеся от вторичной обмотки с напряжениями 12, 24 и 36 Вольт. Эти паяльные приспособления предназначаются для работы с радиодеталями в опасных и особо опасных условиях, где напряжение 220 Вольт недопустимо по технике безопасности;
• типовые паяльники на 220 Вольт, входящие в состав станций и подключаемые через трансформатор с целью обеспечения электрической развязки.

Различие этих изделий по питающему напряжению, в конечном счёте, сводится к подбору той же мощности, достаточной для производства паяльных работ определённой категории. Так для пайки компонентов типа BGA и SMD следует выбрать либо USB-паяльники, либо образцы изделий, питающиеся от трансформатора 12 Вольт. К этому перечню следует отнести термофены для пайки радиодеталей, специально рассчитанные по мощности и не причиняющие самим радиодеталям никакого вреда.

В случае пайки электронных плат применяют инфракрасные паяльные станции и специальные паяльные столы с подогревом.

По типу нагревательного элемента

В соответствии с ГОСТ все известные типы паяльных устройств по используемому в них способу нагрева рабочего жала разделяют на следующие категории:

• спиральные (нагрев в них осуществляется посредством провода из нихрома);
• керамические паяльники с нагреваемым поверхностным слоем (без проволоки);
• паяльные устройства, работающие по принципу импульсного нагрева;
• образцы паяльников, оснащённые специальным индуктором.

Спиралевидные системы относятся к наиболее распространенному виду электрических нагревателей; они обеспечивают оптимальное соотношение по показателям цена и качество. При этом они не лишены одного очень существенного недостатка, состоящего в низкой скорости нагрева ножек радиодеталей.

В отличие от них керамические изделия отличаются сравнительно большей стоимостью и достаточно хрупки, но при этом они обеспечивают довольно быстрый нагрев тонкого медного стержня, и отлично подходят для пайки многих видов радиодеталей.

Импульсный же способ питания нагревательного элемента при относительной его дороговизне представляет собой оптимальное решение при необходимости выбора подходящего варианта. Этот метод включения обеспечивает быстрый выход паяльника в рабочий режим и хорошую защищённость его от любых механических воздействий.

Выбор подходящего жала

Одним из важнейших факторов, обязательно учитываемых при выборе любого паяльника, является его рабочее жало. При всём многообразии возможных форм и размеров этого элемента его выбор во многом определяется индивидуальными предпочтениями пользователя.

Если не принимать в расчёт этот фактор, то для пайки радиодеталей рекомендуется использовать жало со следующими характеристиками:

1. Длина стержня нагревателя не должна быть более 3 миллиметров.
2. В качестве исходного материала для его изготовления предпочтение следует отдавать чистой меди.
3. Лучший вариант при выборе жала – это покрытое слоем алюминия медное основание, не требующее лужения и практически не подверженного обгоранию.

Помимо представленных параметров паяльных стержней они могут отличаться по своей термостойкости. Наиболее стойкие из них способны долго работать в условиях высокотемпературного нагрева. По форме жало может быть прямым или изогнутой формы, причём её вид влияет на удобство работы с паяльником.

Самый удобный вариант при подборе этого элемента – иметь набор стержней различной формы, которые являются сменными и могут регулироваться по длине. Одним из достаточно важных факторов является наличие в паяльной станции функции поддержки уровня температуры (терморегулятора), стабилизирующего накал жала в различных режимах работы.

Заметно упростить работу с паяльным устройством позволит удобная и практичная подставка, а также наличие дополнительных приспособлений, таких как мягкая тряпочка и специальный надфиль для очистки жала.

Подбор припоя и флюса

При работе с радиокомпонентами важно выбрать подходящий для пайки припой и флюс, при использовании которых удаётся получить надёжное и прочное контактное соединение. Следует заметить, что при пайке SMD компонентов, монтируемых на плату, и при реболлинге применяют специальные пасты, которые совмещают свойства флюса и припоя. Необходим также трафарет, позволяющий правильно наносить эту пасту на плату.

Припой

В качестве припоя при пайке радиодеталей может применяться обычный (низкотемпературный) сплав, который переходит в жидкое состояние уже при температуре 200 градусов. Самым распространенным образцом этого вида сплавов является припой под обозначением ПОС-61, в котором содержится 60 процентов олова, а остальная часть – свинец. Его точка плавления колеблется в пределах от 183-х до 230-ти градусов.

ПОС-61 поступает в продажу в виде тонкой проволоки, которая наматывается на специальной катушке.

Для пайки мелких деталей удобней пользоваться более тонкой проволокой, которую удаётся легко дозировать; причём наиболее качественным является импортный её вариант. Под эту категорию подходят стандартные катушечные изделия стоимостью от 150 до 200 рублей. Такой типовой катушки с припоем вполне может хватить на год-полтора (при экономном расходовании).

Полезно запастись небольшим количеством так называемого «сплава Розе», температура плавления которого очень низка (не выше 90-100 градусов). Этот сплав может пригодиться при демонтаже радиодеталей, впаянных в любые современные платы.

Флюсы

При проведении пайки из-за термического нагрева ножки деталей окисляются, после чего припой неспособен полностью смачивать их поверхности. Для исключения этого вредного явления следует применять флюсы, способные растворять образующуюся на них оксидную пленку и повышающие качество пайки. Этот эффект широко применяется при такой распространённой процедуре, как лужение. Флюсы выпускают в широком ассортименте, их выбор зависит от спаиваемого металла.

При пайке радиодеталей часто применяют канифоль, которая представляет собой обычную очищенную смолу. По ходу пайки на жало сначала поддевают небольшую порцию припоя, после чего его окунают в канифоль и сразу же переходят непосредственно к пайке (не дожидаясь, пока она испарится). Если отработать технику, то паяльные работы получится выполнять максимально быстро и качественно.

Выход из строя бытовой техники часто связан с отказом какой-либо микросхемы (чипа). Чтобы не переплачивать за дорогостоящий ремонт в сервис-центре, сгоревший чип практически всегда возможно заменить в домашних условиях. Для этого необходим паяльник для микросхем — монтажный инструмент, которым выполняют выпаивание отказавшего чипа и микропайку выводов новой микросхемы к контактным площадкам печатной платы. Осуществить пайку микросхем своими руками гораздо легче чем кажется, главное выбрать хороший паяльник.

Паяльник для микросхем — как выбрать правильно

Все электрические паяльники, которые можно встретить в магазине или интернете, различаются по своим характеристикам. Чтобы ответить на вопрос, как выбрать паяльник для пайки микросхем необходимо определить его основные параметры:

• · Мощность. Для микропайки выводов микросхем достаточно выбрать паяльник мощностью от 20 до 35 Вт. Более мощные паяльники могут вызвать перегрев компонентов.
• · Габариты и вес. Лучше всего маленький паяльник, который удобно лежит в руке. Паяльник всегда держат в пальцах, как шариковую ручку — поэтому он должен быть миниатюрным и лёгким. Не следует приобретать массивные паяльники с деревянными ручками — их нельзя правильно взять в руку. Не рекомендуется приобретение паяльников в виде пистолета — ими тяжело паять детали на печатных платах.
• · Конструктивное исполнение. При выборе нужно обратить внимание на материал ручки (он должен быть удобным, нескользким, не натирать мозолей), на исполнение электрического шнура (кабель должен обязательно быть в двойной изоляции, с сечением жилы провода не менее 2,5 мм, эластичным, чтобы не мешал при работе).
• · Наличие контроллера температуры (термостата). Для обеспечения качественной пайки температура жала паяльника должна быть от 260 до 300 °C, не выше. Если встроенный контроллер отсутствует, лучше выбрать паяльник с питанием 12 В или 36 В. По отзывам радиолюбителей, хуже всего справляются с контролем температуры тайваньские паяльники на 220 В — они перегреваются, из-за чего не получается качественно припаять микросхему. В качестве выхода из положения паяльник включается через регулятор мощности, который можно приобрести или сделать самому.
• · Форма и тип жала. Лучший выбор — это паяльник со сменными насадками. Для пайки планарных микросхем лучше всего подходит жало диаметром 2 мм со срезом 45°, которым удобно выполнять пайку ножек «волной припоя». Тонкими конусными насадками удобно паять микросхемы со штырьковыми выводами в металлизированных отверстиях платы. Паяльные жала должны быть со специальным покрытием, которое препятствует появлению нагара. Не следует брать обычные медные насадки — они быстро обгорают, окисляются, их нужно периодически зачищать.
• · Наличие паяльной станции. Паяльная станция — это отдельный блок с контроллером и регулятором температуры, к которому через разъем подсоединяется паяльник и другие элементы (фен, термопинцет). Станция используется в основном для профессиональных или постоянных паяльных работ, для разового ремонта в домашних условиях её стоимость слишком высока (от 3 тыс. р.).

На видео: Как выбрать паяльник, достоинства и недостатки определенных моделей.

Демонтаж планарных микросхем

Последовательность действий по выпайке SOIC — чипов, которые не приклеены к плате:

1. Удалить лак (при его наличии) с ножек микросхемы ацетоном или смывкой. После удаления лака очистить плату от остатков лака этиловым спиртом.
2. Нанести жидкий флюс на распаиваемые выводы по всем сторонам чипа.
3. Запаять припоем (замкнуть) все ножки чипа на каждой его стороне, проводя жалом по всем выводам чипа и разгоняя припой по ножкам. Нанесённого припоя на ножках должно быть много, чтобы после отведения паяльника припой продолжал находиться в расплавленном состоянии.
4. Провести паяльником по всем запаянным сторонам чипа, добиваясь расплавления припоя со всех сторон, после чего удалить микросхему пинцетом.
5. Чтобы отпаять микросхему, приклеенную к плате, необходимо поочерёдно отпаивать каждый вывод микросхемы, приподнимая его пинцетом над контактной площадкой. После отпайки всех ножек удалить микросхему механическим путём (ножом), стараясь не повредить плату.

На видео: Как произвести демонтаж планарной микросхемы

Самодельный паяльник

Чтобы сделать маленький паяльник для микросхем своими руками, нужно приготовить следующие материалы:
· отечественный резистор в металлическом корпусе МЛТ-0,5 любого номинала (нагревательный элемент);
· медная проволока с диаметром 1—2 мм, длиной 20—30 мм (жало);
· стальная проволока от выпрямленной скрепки (держатель);
· корпус от шариковой ручки;
· полоска двухстороннего фольгированного текстолита шириной по внутреннему диаметру ручки и длиной 40 — 50 мм. Можно выпилить любой подходящий участок с двумя широкими контактами сверху и снизу с ненужной печатной платы;
· блок питания на 1 — 2 ампер с регулировкой выходного напряжения.

Изготовление самодельного паяльника выполнять в следующей последовательности:

1. Обрезать один вывод резистора, рассверлить чашечку в месте крепления вывода до внутреннего отверстия в корпусе.
2. Зачистить до металла чашечку со стороны удалённого вывода.
3. Срезать под углом 45° один конец медной проволоки (жало), другой конец вставить просверленное отверстие.
4. Облудить стальную проволоку по всей длине, облудить зачищенную чашечку резистора.
5. Обернуть стальную проволоку вокруг чашечки резистора на 1—2 витка и припаять её к чашечке. Оба конца проволоки припаять к контактной площадке с одной стороны платы. К контактной площадке с другой стороны платы припаять второй вывод резистора.
6. Припаять к контактным площадкам провода, идущие к блоку питания.
7. Установить плату с нагревательным элементом в корпус шариковой ручки, провода пропустить через корпус ручки и подключить к блоку питания.
8. Проверить работу паяльника. Электрический ток, проходя по цепи, образованной стальной проволокой и резистором, будет выделять тепло в месте наибольшего сопротивления — на резисторе (нагревательном элементе). От корпуса резистора будет нагреваться жало самодельного паяльника.

Совершенствуйте навыки пайки

Пайка микросхем в домашних условиях своими силами возможна при точно соблюдении технологии пайки, правильном выборе инструмента и материалов. Для того чтобы закрепить навык пайки микросхем паяльником, необходимо тренироваться на нерабочих платах от старых компьютеров или жёстких дисков, в которых имеются микросхемы.

Сначала надо разобраться что такое флюс. Флюс это вещество, которое позволяет горячему жидкому припою смачивать места пайки. После остывания припоя образуется пайка. Если это сделать без флюса, то получится холодная пайка, которая может отвалиться сразу или со временем. Все флюсы в горячем состоянии проявляют кислотные свойства. Многие являются кислотами и при обычной температуре, например ортофосфорная кислота, паяльная кислота. Чем выше кислотные свойства во время пайки тем сильнее флюс, качественнее и быстрее будет пайка. Вот список выпускаемых нами флюсов в порядке увеличения их активности. Чем больше номер тем выше активность флюса.

• Канифоль
• Жидкая канифоль
• Флюс паста
• Жидкая канифоль LUX
• канифоль гель
• канифоль гель актив
• ЛТИ-120
• Глицерин гидразиновый флюс
• ФИМ
• Ф-34
• Паяльная кислота
• Ортофосфорная кислота
• Ф-64

А значит ли это, что можно взять самый сильный флюс и спаять всё? Увы нет. Например самый сильный флюс выпускаемый нами это Ф-64 — флюс для алюминия и он имеет соответствующую для этого химию. А вот для пайки меди самой сильной окажется «Ортофосфорная кислота». Но в остальном, если Вам не хватает активности флюса, надо посмотреть на этот список и взять более активный, следующий по номеру. Отрезвит от выбора слишком активного флюса и список безопасности остатков:

• Паяльная кислота
• Ортофосфорная кислота
• Ф-64
• Ф-34
• ФИМ
• Глицерин гидразиновый флюс
• ЛТИ- 120
• Жидкая канифоль LUX
• Канифоль гель Актив
• Канифоль гель
• Жидкая канифоль
• Флюс паста
• Канифоль

Самый высокий номер — самый безопасный флюс. Надо понимать, что выбирая более активный флюс Вы увеличиваете опасность окисления места пайки. Но даже остывающая канифоль может создавать на полированной меди зеленоватый налёт.

Выбор флюса по теме пайки

1. Пайка радиодеталей небольшого размера на печатную плату.

Если все детали залужены то Вам подойдёт Жидкая канифоль или ЛТИ-120. Удалять остатки не требуется, но добейтесь их высыхания т. к. жидкие остатки могут иметь мегоомные сопротивление. Жидкую канифоль может заменить флюс паста, благодаря своей пастообразной форме и не сохнущей основе она имеет некоторые преимущества. Остатки безопасны, но трудны в удалении. Современным средством замены Жидкой канифоли и флюс пасты является Канифоль гель. Обладая всеми преимуществами обоих флюсов он, состоя из видоизменённой канифоли, так же легко удаляется как Жидкая канифоль., при этом обладает более высокой активностью. Гелеобразной заменой ЛТИ-120 является Канифоль гель Актив. По структуре это Канифоль гель а по активности сравним с ЛТИ-120. Канифоль для пайки радиодеталей сегодня применяется уже достаточно редко. Стали широко применяются ЛТИ-120LUX и Жидкая канифоль LUX благодаря их модному свойству абсолютной смываемости водой. К закисшим радиодеталям лучше применить ЛТИ-120 или Канифоль гель актив, а так же новые флюсы ЛТИ-120LUX и Жидкая канифоль LUX.

2. Пайка радиодеталей небольшого размера на печатную плату.

Великолепно справляются с радиодеталями больших размеров канифольные активированные флюсы: ЛТИ-120 или Канифоль гель актив. Так же очень хорошо себя зарекомендовал флюс Глицерин гидразиновый, но после него надо обязательно отчищать места пайки с горячей водой от остатков глицерина. Остатки Глицерин гидразинового флюса не окисляют пайку и для деталей не связанных с электроникой деталей остатки допустимы, но на печатной плате возможны остаточные мега омные сопротивления.

3. Железо, медь, латунь. Детали небольшого размера.

Когда детали малы и к кислотным флюсам можно не прибегать берут Глицерин гидразиновый флюс или ЛТИ-120. Содержащие воду ЛТИ-120LUX и Жидкая канифоль LUX так же могут справиться с этой задачей. Частенько и флюс паста помогает. Иногда важнее не активность флюса а сколько времени он не испарится при температуре пайки, так как деталь ещё прогреть надо а за это время активный, но быстроиспаряющийся флюс испарится. Тут и пригождается флюсы на водной основе, такие как ЛТИ-120LUX и Жидкая канифоль LUX, Глицерин гидразиновый. Кроме того не сохнущие флюсы Канифоль гель Актив и флюс паста по той же причине что и водные могут весьма полезны. В отличии от водных флюсов они не шипят а красиво плавятся.

4. Железо медь латунь, оцинкованное железо. Массивные детали.

В таких случаях берут кислотные флюсы: Паяльную кислоту, Фим, Ортофосфорную кислоту. Кислотные флюсы начинают работать моментально и создаётся впечатление, что деталь нужно меньше греть. Это иллюзия, но она отражает насколько легче поддаются детали пайке при использовании кислотных флюсов. По активности Ортофосфорная кислота и Паяльная кислота более менее похожи. Флюс ФИМ обладает меньшей активностью. Различаются они по своим остаткам после пайки, а для таких активных кислотных флюсов это очень важно. Раньше всех начинают взаимодействовать с металлами остатки Ортофосфорной кислоты. Это тёмнно-серые налёты фосфатов. Но эти остатки достаточно стабильны и создают прочную фосфатную плёнку защищающую металл от окисления. Достаточно сказать что этой кислотой в автомастерских пользуются вместо ненадёжного в гаражных условиях цинкования. Фосфатные покрытия, получаемые таким образом, надёжно защищают железо от ржавчины. Чуть дольше проявляет себя Cl паяльной кислоты. Остатки это хлориды металла которые образуют некрасивые окислы. Если это железо, применяемое на открытом воздухе, то это может стать катализатором очага ржавчины. И на конец флюс ФИМ. Остатки его, в виду малого содержания ортофосфорной кислоты, мало корродийны, поэтому он хорошо подходит для чистых но активных паек. Вопрос который очень часто встаёт у людей паяющих активными флюсами: Что делать когда Вы паяете изделие и последний шов закрывает ёмкость? Часть флюса останется внутри и удалить его уже не получится. Ответ на этот вопрос был найден в советское время при запайке герметичных корпусов инфракрасных приборов для спутников. Последний шов выполнялся исключительно ортофосфорной кислотой. Количество подбиралось ровно столько, сколько необходимо для пайки. Флюс наносился заострённой размоченной в кислоте деревянной палочкой. Достаточность флюса определялась тем насколько разбрызгивается флюс. Проводились контрольные вскрытие после климатических испытаний. На внутренней стороне пайки, где удаление по причине не доступности не могло проводиться, остатки флюса образовывали стойкие фосфатные плёнки которые ни на что не влияли.

Из всего что я сказал понятно, удалять остатки надо. И если в случае с ортофосфорной кислотой удалять остатки необходимо из эстетических соображений, то в случае с паяльной кислотой это предотвратит дальнейшие неприятности. Как удалять остатки кислот? Идеально смыванием в большом количестве воды с кисточкой. Лучше после этого использовать средство Удалитель флюса, нейтрализующее кислотность остатков кислотных флюсов. Так же широко используется протирание влажной тряпочкой. Обычно двух трёх движений хватает. Но надо протирать ни как крошки со стола смахивают а с небольшим усилием, что бы пайка заблестела. Удаление канифольных флюсов лучше проводить «Растворителем канифоли», но можно использовать большинство растворителей продающихся в хозтоварах или спирт.

Пайка алюминия.

Существует множество «способов» как спаять алюминий. К примеру натереть под каким ни будь канифольным флюсом жалом паяльника и может быть припой в каком то месте пристанет к алюминию. Всё это больше похоже на добывания огня с помощью трута. Сегодня все пользуются зажигалками. И для пайки алюминия есть современный флюс Ф-64, который легко паяет алюминий просто как канифольный флюс паяет печатную плату. Но не увлекайтесь — паяя много включите вентиляцию. На абсолютно другой химии сделан флюс Ф-34. Он гораздо менее активный, но и во много раз более безопасен. Оба относятся к флюсам остатки которых требуют удаления.