Как паять электронику

Как паять электронные схемы

Как паять электронные схемы

В статье использованы материалы с сайта Instructables.com

Научиться паять несложно, это гораздо проще, чем вы думаете. Здесь мы рассмотрим как спаять между собой два провода. Это тот навык, который понадобиться в начале освоения азов электроники и при сборке простых электронных устройств. Данная инструкция – это лишь первый шаг освоения процесса пайки, который применяется во всем мире для сборки электроники с применением более сложных профессиональных инструментов и технологий.

Для того чтобы понять как паять более сложные соединения можно ознакомиться с более продвинутыми описаниями процесса пайки.

Шаг 1. Припой

Для пайки простых устройств удобно пользоваться припоем ПОС-60 (60/40) с флюсом, диаметром меньше 1 мм (припой сделан в виде тонкой трубочки внутри которой залит флюс). Диаметр припоя может быть меньше или больше, но для начала советуем использовать припой именно с вплавленным в него флюсом.

Припой содержит свинец, поэтому при работе с ним надо соблюдать меры предосторожности:

• Всегда мойте руки с мылом после того, как они соприкасались с припоем (а лучше каждый раз после пайки)
• Не касайтесь руками и не протирайте ими рот, нос, глаза чтобы не занести в них частицы свинца в процессе пайки

Шаг 2. Включаем!

Прежде чем начать паять паяльник должен быть включен и его жало должно разогреться до нужной температуры.

Если у Вашего паяльника есть возможность плавной регулировки температуры, то для начала установите ее на 300 градусов Цельсия – этого будет достаточно для пайки большинства конструкций.

Если же у паяльника регулировки температуры нет – просто включите его и подождите полного разогрева в течение примерно 5 минут.

Шаг 3. Берем паяльник

ВСЕГДА берите паяльник за изолирующую рукоятку!

Это надо запомнить сразу и навсегда!

ВСЕГДА берите паяльник за изолирующую рукоятку!

Металлические части паяльника разогреваются до высоких температур и от них можно получить сильный ожог.

Лучше всего (и более правильно) держать паяльник в руке так, как Вы держите авторучку (фото вверху), но для начала можно и как ложку (фото внизу) – если это пока что Вам удобнее.

Шаг 4. .. и кладем его

Если Вы не пользуетесь паяльником – всегда кладите его на специальную подставку.

Включенный паяльник, который не был поставлен на подставку может натворить много бед, поэтому всегда следите за тем, чтобы он находился на подставке если Вы им не пользуетесь!

Поскольку Вам хочется что-то создать, а не разрушить – всегда внимательно следите за тем, где находится Ваш паяльник до тех пор, пока он не выключен и не остыл! Во время работы с паяльником не отвлекайтесь до тех пор, пока Вы не поставили его на подставку.

Шаг 5. Олово на кончике жала

Для нового паяльника необходимо проделать такую процедуру: Вам нужно нанести тонкий слой припоя на кончик жала паяльника для того чтобы в дальнейшем во время пайки с него легко стекал припой на спаиваемые поверхности.

Шаг 6. Зачищаем провода

Во всех простых устройствах требуется спаивать провода между собой. Первым шагом для этого будет удаление части изоляции с концов соединяемых между собой проводов длиной около 1-2 см.

Шаг 7. Скручиваем

Скручиваем между собой металлические части (жилы) соединяемых проводов.

Шаг 8. Паяем

Поместите жало паяльника на место скрутки проводов и разогрейте это место.
Прижмите кончик припоя к разогретым концам скрученных проводов и слегка нажимайте на него. Он начнет плавиться и растекаться по металлической поверхности проводов.
Перемещайте жало паяльника и припой по всей зачищенной поверхности проводов пока припой не покроет всю металлическую поверхность зачищенных проводов, после чего уберите припой и паяльник.
Наши провода спаялись!

Шаг 9. Обрезаем.

Отрезаем лишнюю часть с кончиками жил соединенных проводов, оставляя надежно спаянное и покрытое припоем место соединения.

Шаг 10. Очищаем

После окончания пайки жало паяльника нужно очистить.
Для этого просто протрите разогретое жало о специальную протирочную подставку или губку. Это подготовит Ваш паяльник для пайки следующих соединений.

После того, как Вы закончили работу с паяльником выключите его и дождитесь пока он полностью остынет.

Разумеется – это описание самого простого способа пайки, подходящего далеко не для всех видов монтажных работ, но с чего-то надо начинать! Освоив его Вы уже сможете создавать различные электронные конструкции и будете продвигаться в этом дальше шаг за шагом!

Чем паять?

После прочитанного и просмотра картинок у Вас возникнет вопрос – “для того чтобы начать паять мне понадобится много инструментов и материалов, на которые надо потратить приличную сумму денег – как быть?” .
Профессиональный инструмент действительно недешев, но для освоения азов достаточно наличия простых и недорогих вещей – паяльника с подставкой, кусачек, пинцета , небольшого количества припоя и т.д.

Все это можно приобрести в виде готовых наборов за вполне скромную цену.
Мы предлагаем для этого:

Как научиться правильно паять

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.

Форма и размеры рабочего кончика жала паяльника должны соответствовать контактам и условиям пайки. Материал не имеет значения: это может быть медь, керамика, или твердые сплавы, покрытие серебряным напылением.

Выбор мощности — для пайки печатных плат подойдет диапазон 25–60 Вт. Слишком высокая температура может не просто перегреть место пайки, некоторые радиодетали выходят из строя при термическом воздействии. Обратная сторона медали: низкая температура будет отводиться из зоны пайки массивными контактами или толстым теплопроводным проводником. Придется долго держать жало в рабочей зоне — отсюда снова перегрев деталей. Например, когда встает вопрос, как выпаять конденсатор, важно точно знать градус. Золотое правило пайки: высокая температура и кратковременный нагрев. Это умение приходит только вместе с опытом.

Подбор припоя. С точки зрения адгезии — все виды работают неплохо. То есть, подбор для определенного металла контактов — это не задача №1. А вот к температуре плавления следует относиться внимательно. С одной стороны, легкоплавкие составы позволяют минимизировать тепловое воздействие на детали. С другой стороны — это создает две дополнительные проблемы:Во-первых, легкоплавкий припой так же быстро «отпаивается». Если температурный режим контактного соединения не очень благоприятен, есть возможность потери контакта при работе.Во-вторых, вы обязательно столкнетесь с тем, что припой уже в жидком состоянии, а контакты еще не прогрелись для нормальной адгезии. В результате снова перегрев точки пайки.

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

Пайка микросхем своими руками – Как выбрать паяльник

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.