Как припаять мелкие детали в телефоне. Как паять SMD компоненты — краткая инструкция с фотографиями

Установка и пайка SMD элементов в домашних условия — в наше время все большую популярность приобретает сборка электронных устройств именно на компонентах SMD, предназначенных для установки на поверхность платы. Такая технология монтажа обусловлена максимально плотной компоновкой деталей, да и в плане экономики является технологически дешевым производством. В интернете можно найти множество статей посвященных методам монтажа таких электронных компонентов, но у каждого радиолюбителя есть свои способы работы с СМД-деталями, так и я в своей статье хочу поделится своими навыками в проведении поверхностного монтажа электронных деталей как с начинающими радиолюбителями, так и с теми куму еще не доводилось работать с SMD.

Внимание! Все картинки кликабельны.

Необходимые инструменты и материалы

Немного об инструментах и материалах, которые потребуются в процессе работы. Обязательно должен быть хороший пинцет, иголка (можно от шприца), для нанесения флюса потребуется шприц с толстой иглой, кусачки, легкоплавкий припой, а так как сами детали миниатюрные и не вооруженным глазом с ними затруднительно работать, поэтому потребуется еще увеличительное стекло. А в идеале не плохо бы иметь у себя прибор такой как налобная лупа, например вот такой марки: MG81001-3LED — это увеличительное стекло с набором трехмерных линз и встроенной светодиодной подсветкой. И еще обязательным материалом должен быть у вас жидкий флюс, например F-3 или самостоятельно приготовленный из порошка чистой канифоли и спирта, но все же рекомендуется пользоваться флюсами промышленного производства, в продаже их выбор огромен.

В бытовых условиях паять SMD-детали предпочтительнее всего горячим воздухом, для этого существуют специальные паяльные станции, а вместо обычного паяльника установлен электрический фен. Такое оборудование сейчас в продаже присутствует то же в большом количестве, а если китайского производства, то и цены невысокие. Вот здесь на фото показан такой китайский прибор, название трудно произносится, но работает эта станция уже около трех лет и пока безотказно.

Естественно нужен будет не большой паяльник с тонким наконечником, куда без него? Преимущество здесь отдается набору паяльных жал «Микроволна», изготовленных по технологии немецкой фирмой Ersa c 80-летним стажем. В наборе имеются жало разнообразных форм и назначений, более распространенная конструкция это жало с внутренним углублением, в котором скапливается дозированное количество припоя и удобно при работе с деталями плотной компоновки, а так же уменьшается вероятность залипания между близко расположенными выводами микросхем. Обязательно приобретите такой набор сменных паяльных жал, который намного облегчит вам пайку. В случаи если вы пока не обзавелись такими наконечниками, то можно паять и обычным тонким конусным жалом.

На заводских конвейерах монтаж SMD деталей производится методом нанесение на плату специальной пасты, затем с помощь роботов размещаются компоненты на свои установочные места, тем самым прилипая к паяльной пасте и по конвейеру отправляются в термическую печь, В печи происходит нагрев плат до заданной температуры. В процессе нагрева, флюс из паяльной пасты испаряется, а припой расплавляясь образует надежное контактное соединение детали с печатной платой.

Отталкиваясь от заводских технологий можно попытаться воспроизвести эти работы в условиях домашней мастерской. Паяльную пасту сейчас приобрести думаю не составит труда, так как она имеется в магазинах электроники и на радио-рынках в широком ассортименте. Что бы наносить пасту на плату в дозированном количестве, нужно воспользоваться тонкой иголкой от шприца. Я думаю наиболее подходящим вариантом будет применение самого шприца, в который набирается паста, а потом выдавливается на контактные площадки платы. На фото показано как не надо делать, то есть выдавлено слишком большое количество пасты, особенно в левой части платы.

Тем не менее продолжаем работу по установке компонентов. На площадки с нанесенной пастой размещаем детали, на данный момент это конденсаторы и резисторы. На этой стадии компоновки без пинцета никак не обойтись, при чем пинцет должен быть желательно с загнутыми концами, мне например таким удобнее пользоваться.

Для одноразовой установки деталей можно конечно обойтись и без пинцета, скажем взять зубочистку, а ее кончик смазать каким то липким веществом, можно тем же флюсом, то вполне возможно установить компонент на площадку. Здесь просто кто как приспособиться.

После завершения компоновки деталей и установки их на предназначенные места, начинается процесс нагревания горячим воздухом. Легкоплавкий припой начинает плавится при температуре +178°С, а значение температуры горячего воздуха нужно устанавливать регулятором на паяльной станции в пределах +250°С, затем расположив наконечник фена на расстоянии примерно 100 мм, начинать осторожно греть плату при этом постепенно приближая сопло фена ближе к плате. Нужно быть внимательнее с давлением горячего воздушного потока, в случаи его сильного напора, велика вероятность сдувания всех деталей с платы. Так же как и в промышленном производстве, в нагревательной печи флюс испаряется при нагреве, а припой расплавляясь меняет свой цвет, и постепенно из темного превращается в светлый и блестящий. На снимке ниже показан именно момент его расплавление.

После завершения расплавления припоя, сопло фена нужно медленно отвести от поверхности печатной платы, тем самым дать возможность ей остыть. На фото показано, что в итоге вышло. Исследования показали: большие капли припоя в торцах деталей говорят о том, что пасты в этих местах избыточно, а где мало припоя — значит было мало пасты.

Может такое случиться, что в вашем регионе паяльная паста отсутствует или она для вас слишком дорогая, то есть вариант пайки без применения пасты. Этот способ будет показан на фото, а в качестве примера послужит микросхема. Вначале нужно на все площадки, куда будут устанавливаться компоненты, покрыть толстым слоем припоя, то есть применить лужение.

На снимках должно быть видно, контактные площадки покрыты припоем так, что они образуют некий бугорок. Здесь одним из важных условий является равномерное нанесение припоя на все площадки, то есть бугорки по высоте должны быть одинаковы.После того как вы произвели лужение, на места установки элементов капаем из шприца немного флюса и немного подождем пока он загустеет. В таком состоянии к флюсу легче будут прилипать SMD-детали. С особой аккуратностью с помощью пинцета устанавливаем микросхему на отведенное для нее место. Совместить выводы микросхемы с площадками на плате, это уже дело принципа.

Вблизи микросхемы я расположил некоторое количество пассивных элементов, керамические и полярные конденсаторы. Что бы избежать выпадания деталей с платы под воздействием горячей струи воздуха от фена, начинаем греть плату как уже писалось выше, с некоторым удалением сопла фена от поверхности деталей. Главное не торопитесь с прогревом, не аккуратное движение струей воздуха и мелкие детали все разлетятся.

Вот посмотрите, что вышло в результате этих действий. На снимке видно, что емкости припаяны, как и должно быть, а вот несколько ножек микросхемы, обозначенные красным цветом не припаялись. Это брак может быть вызван несколькими причинами, такие как недостаточно припоя на площадках или мало было нанесено флюса. Исправляется это обыкновенным паяльником с тонким конусным наконечником. Нужно опять добавить немного флюса на площадку и пропаять с добавлением припоя. Для предупреждения таких дефектов нужно всегда пользоваться лупой.

У тех радиолюбителей, у кого нет паяльной станции можно обходится, как было сказано выше, простым паяльником. Ниже, на картинках показаны примеры пайки резисторов и две микросхемы при помощи паяльника. В качестве первого примера будет резистор. На заранее подготовленные контактные площадки, то есть уже с нанесенным на них припоем и флюсом устанавливаем резистор. Чтобы избежать его сдвига во время пайки, его нужно прижать шилом или иглой.

Далее хватает кратковременного прикосновения жалом паяльника вывода детали на площадке и компонент тут же будет припаян. Старайтесь набирать припой жалом паяльника не очень много, иначе из-за излишек может произойти затекание припоя относительно соседних выводов или дорожек.

Вот здесь результат пайки резистора

Качество конечно оставляет желать лучшего, но зато надежно. Снижение качества пайки происходит из-за неудобства одновременно паять, прижимать резистор и делать фото, то есть проблема в отсутствии «третьей руки».

Остальные электронные компоненты припаиваются аналогичным способом. Что касается меня, то вначале я припаиваю к контактной площадке основание мощного транзистора, при этом припой не экономлю. Части припоя необходимо затечь под корпус полупроводника, что создаст дополнительный надежный электрический и тепловой контакт.

Что бы не было сомнений в надежности пайки, то когда начинаете паять деталь, пошевелите иглой корпус транзистора, он должен немного скользить, это доказывает что припой под корпусом полностью расплавился, а излишки выдавятся наружу, тем самым улучшая тепловой контакт. На снимке показана уже запаянная микросхема стабилизатора.

После припайки одной ножки, нужно еще раз проверить точность установки микросхемы и совпадения ее ножек с площадками, а затем уже паяем остальные выводы по краям.

Теперь микросхема надежно закреплена с четырех сторон. Соблюдая осторожность паяем остальные ножки, при этом следите за тем, чтобы не сделать перемычек припоем между выводами микросхемы.

Вот на этом этапе работы очень поможет наконечник для паяльника «микроволна», о нем говорилось в начале статьи. Используя это жало, можно без особого труда паять сборки микросхем с большим количеством выводов, достаточно легким способом, просто вести наконечником паяльника вдоль ножек микросхемы. Перемычки между выводами бывают очень редко, а время пайки чипа с более чем полсотни ножек на одной стороне занимает около минуты. Вот такое это удивительное жало. Ну, а если у вас его нет то делайте работу простым коническим наконечником, но очень аккуратно.

Если произошел такой неприятный момент как спаивание нескольких выводов микросхемы вместе, а только одним паяльником убрать эти перемычки всегда проблематично.

То тогда убрать их можно с помощью отрезка оплетки, взятого от экранированного провода. Оплетку необходимо поместить в емкость с флюсом, что бы она пропиталась, а потом приложить на проблемное место с наплывом припоя и паяльником через эту оплетку разогреть припой.

Весь лишний припой впитается в оплетку, а площадка и зазор между выводами микросхемы останутся чистыми и свободными от ненужного залипания.

В конце статьи остается надеяться, что этот пост хотя бы немного был полезен для вас. А качество фотоснимков не вызвало у вас раздражения, так как фото делались одновременно с пайкой. Удачи всем в делах электронных!

Иногда случается так, что необходимо срочно припаять SMD-элемент, но под рукой нет специальных инструментов. Только обычный паяльник, припой и канифоль. В этом случае, припаять миниатюрный SMD-элемент сложно, но можно, если знать определенные особенности такой пайки.

Заставить жало не дрожать - невозможно

Ни один человек не способен сделать так, чтобы инструмент (любой - не только паяльник ) не подрагивал в руках. Когда-то давно я читал про мастеров, рисующих миниатюрные картины или росписи. Там была описана технология, которой они пользуются в работе. Суть ее в том, что необходимо согласовывать движения кисти с ударами сердца. От ударов сердца собственно и происходит неизбежное подрагивание рук.

Не нужно бороться с дрожью - это бесполезно. Нужно научиться под нее подстраиваться.

Методика "птичий клюв"

Когда птица строит гнездо, то вставляя очередную ветку, она делает короткие и множественные движения клювом. Даже если нужно подправить уже вставленную в гнездо веточку, каждое действие птица производит совершая несколько мелких и точных движений. По правде говоря эти движения не всегда точны, но в сумме все же дают нужный результат.

Главная ошибка многих новичков в том, что они при пайке пытаются сделать длинное и непрерывное движение. Это бесполезно. Секрет в том, что необходимо делать короткие движения (в идеале они согласовываются с ударами сердца, но специально концентрироваться на этом не нужно, - со временем это должно получится само собой).

Пайка SMD элемента в три этапа

Главная трудность пайки SMD-элементов обычным паяльником - в том, чтобы удержать деталь пинцетом .

Т.е. в самом начале пайки главное внимание должно быть сконцентрировано на усилие руки, держащей пинцет. Здесь немаловажно также выбрать правильный угол обзора, чтобы четко видеть насколько ровно деталь легла на свое место.

При этом не помешает знать один маленький секрет.
В самом начале деталь достаточно лишь слегка "прихватить ". Не нужно пытаться сразу припаять ее с первой стороны! Хорошая пайка требует переноса внимания на сам процесс пайки - концентрация внимания на пинцете теряется...

Таким образом вначале только прихватываем деталь с одного конца.
Прихватив деталь - избавляемся от пинцета , и припаиваем вторую сторону детали. И только потом возвращаемся к окончательной пайке первой стороны.

Не стоит забывать, что площадки под элемент на плате должны быть ровные . Если там был припой - нужно аккуратно удалить его излишки перед пайкой, иначе деталь после пайки останется "перекошенной".

Итак, когда деталь прихвачена, то сдвинуть ее уже невозможно (если только не перегревать или не прикладывать ощутимо больших усилий). Это позволяет отвлечься от ее удержания, и сконцентрироваться на пайке с другого конца , после чего вернуться к первому.
Таким образом, пайка происходит в три этапа:

1. "Прихватывание" детали
2. Пайка противоположного "прихваченному" конца
3. Возврат к пайке "прихваченного" конца

Все используемые инструменты - простые и грубые, включая самодельную кисточку из лески (которой я промываю место пайки спиртом ). Канифоль - обычная, "камешком". Паяльник - 25 ватт.
КСТАТИ! Самый лучший паяльник для "нежных" деталей тот, на котором канифоль "дымит", но не успевает перекипеть полностью на жале в течение примерно 7 секунд. Если канифоль выкипает в течение 2-3 секунд, то жало паяльника имеет слишком высокую температуру и может повредить SMD-элемент.

Пайка произведена не идеально, но я и хотел, чтобы была запечатлена самая обычная приемлемая пайка, пусть даже с некоторыми незначительными помарками (задевание соседней площадки, капание излишка канифоли), чему поспособствовала камера, из за которой пришлось держать инструменты почти на вытянутых руках. Тем не менее эта пайка - нормальная и суть методики здесь была продемонстрирована.
Рекомендую развернуть видео на весь экран и установить качество "Full HD" в настройках видеоролика.

SMD-компонентами называют небольшие электронные элементы, которые монтируются на поверхность печатной платы. «SMD» (в транскрипции «СМД») является аббревиатурой словосочетания из английского языка «Surface Mounted Device», которое переводится, как «прибор, монтируемый на поверхность».

Еще одно значение слова «поверхность» проявляется в том, что пайка производится не традиционным способом, когда выводы компонентов вставляются в отверстие печатной платы и на обратной стороне припаиваются к токопроводящим дорожкам. SMD-компоненты монтируются на лицевой стороне, где находятся все дорожки. Такой вид посадки и называется поверхностным монтажом.

SMD-компоненты, благодаря применению новейших технологий, обладают небольшим размером и массой. Любой маленький элемент, функционально содержащий в себе десятки, а то и сотни резисторов, конденсаторов и транзисторов, будет в несколько раз меньше, чем обыкновенный полупроводниковый диод.

Благодаря этому радиоэлектронные приборы, изготовленные из компонентов для поверхностного монтажа, очень компактные и легкие.

Небольшие размеры SMD-компонентов не создают условий для возникновения наведенных токов в самих элементах. Для этого корпуса их слишком малы и не влияют на эксплуатационные характеристики. В результате устройства, собранные на таких деталях, работают качественнее, не создавая помех и не реагируя на помехи от других приборов.

SMD-компоненты можно располагать на плате очень близко друг другу. Современные детали настолько малы, что большую часть пространства стали занимать токопроводящие дорожки, а не радиокомпоненты. Это побудило производителей делать монтажные платы многослойными. Они представляют собой как бы сэндвич из нескольких плат, только контакты от всех дорожек выведены на поверхность самой верхней из них. Эти контакты называются монтажными пятачками. Такие многослойные платы очень компактны. Их используют при изготовлении мобильных телефонов, смартфонов, планшетных компьютеров. Детали на них настолько мелкие, что нередко разглядеть их можно только под микроскопом.

Технология пайки

Как уже указывалось выше, пайка SMD-компонентов осуществляется прямо на поверхность монтажных пятачков. Очень часто при этом выводы деталей после монтажа даже не видны. Поэтому использование традиционного паяльника невозможно.

Пайка СМД-компонентов осуществляет одним из нескольких способов:

• разогревом всей платы в печи;
• использованием инфракрасного паяльника;
• применением термовоздушного паяльника или фена.

Когда устройства с применением SMD-компонентов изготавливаются промышленными методами, применяются специальные роботы-автоматы. В этом случае на монтажных пятачках уже предварительно нанесен припой в количестве, достаточном для монтажа. В иных случаях при подготовке, по трафарету наносится паяльная паста для SMD-компонентов. Манипулятор робота устанавливает детали на свои места и надежно фиксирует их. После этого платы с установленными SMD-компонентами отправляются в печь.

Температуру в печи плавно повышают до определённого значения, при котором расплавляется припой. Для материала, из которого изготовлены платы и радиокомпоненты, это температура не опасна. После того, как весь припой расплавлен, температуру снижают. Снижение производится плавно по определенной программе, определяемой термопрофилем. Именно при таком остывании, а не при резком охлаждении, пайка будет наиболее прочной.

Подготовка платы в домашних условиях

Чтобы качественно припаять SMD-компоненты в условиях домашней мастерской, понадобится инфракрасный паяльник или термовоздушная станция. Перед пайкой обязательно нужно подготовить плату. Для этого ее надо очистить и облудить пятачки. Если плата новая и ни разу нигде не использовалась, почистить можно обычным ластиком. После этого необходимо обезжирить поверхность, нанеся флюс. Если же она старая, и на ней присутствует загрязнения и остатки прежнего припоя, можно подготовить ее при помощи мелкозернистой наждачной бумаги, также обезжирив после зачистки флюсом.

Паять SMD-компоненты обычным паяльником не очень удобно из-за малого размера контактных площадок. Но если нет паяльной станции, то можно применить и паяльник с тонким жалом, работая им аккуратно, набирая припой на разогретое жало и быстро дотрагиваясь до контакта.

Нанесение пасты

Чтобы качественно припаять микросхемы, лучше воспользоваться не припоем, а паяльной пастой. Для этого элемент необходимо расположить на плате и зафиксировать. Из инструментов используют пинцет, пластиковые прижимы, небольшие струбцины. Когда выводы SMD-компонента оказались точно на монтажных пятачках, на них наносится паяльная паста. Для этого можно использовать зубочистку, тонкую кисть или медицинский шприц.

Наносить состав можно, не заботясь о том, что он покрывает и поверхность платы вокруг монтажных пятачков. Во время прогрева силы поверхностного натяжения соберут его в капли и локализуют в местах будущих контактов SMD-компонента с дорожками.

Прогревание

После нанесения необходимо прогреть область монтажа инфракрасным паяльником или феном (температура примерно 250 °C). Паяльный состав должен расплавиться и растечься по контактам монтируемого компонента и пятачка. Мощность струи фена надо отрегулировать таким образом, чтобы она не сдувала капли паяльной пасты с платы. Если позволяют характеристики устройства, используемого для пайки, снижать температуру надо плавно. Не допускается ускорять остывание путем обдува контактов SMD-компонентов воздухом.

По такой же технологии осуществляется и пайка светодиодов, в случае замены перегоревших элементов в каком-либо светильнике или, например, в подсветке приборов. Различие лишь в том, что плату во время пайки необходимо прогревать со стороны, обратной той, на которой установлены компоненты.

Виды паяльных паст

Паяльная паста является лучшим средством для автоматизированной пайки SMD-компонентов. Она представляет собой вязкую слаботекущую субстанцию из флюса, в которой во взвешенном виде содержатся мельчайшие частицы припоя.

Чтобы можно было успешно использовать ее, паста должна отвечать определенным требованиям:

• не должна окисляться и расслаиваться на составляющие;
• должна обладать определенной вязкостью, то есть быть достаточно жидкой, чтобы расплавляться от разогрева, и в то же время достаточно густой, чтобы не растекаться при этом по всей плате;
• не должна оставлять грязи и шлаков на месте пайки;
• паста должна хорошо отмываться обычными растворителями.

По способу использования составы делятся на отмывочные и безотмывочные. Как следует из названия, остатки отмывочной пасты следует удалять из зоны пайки после завершения, иначе входящие в ее состав компоненты могут агрессивно воздействовать на дорожки и на выводы деталей. Безотмывочные составы могут оставаться после пайки, так как они совершенно нейтральны к материалам плат и SMD-компонентов.

В свою очередь, отмывочные могут быть водорастворимыми и галогеносодержащими. Отмывочные водорастворимые составы могут смываться с плат деионизированной водой.

Иногда отмывочные пасты содержат галогены. Их вводят в состав для улучшения эксплуатационных свойств. Галогеносодержащие пасты могут применяться для высокой скоростной печати либо, наоборот, там, где необходим очень длительный срок схватывания. Введением галогенов улучшаются также паяющие свойства. Галогеносодержащие пасты смываются растворителями.

Изготовление пасты для пайки своими руками

В продаже имеется множество марок и видов паяльных паст, отвечающих всем условиям и требованиям, необходимым для качественного монтажа.

В домашних условиях можно изготовить такой состав, имея на руках пруток твердого припоя, паяльный жир и флюс.

Припой необходимо измельчить в очень мелкую фракцию. Сделать это можно напильником или наждаком. Полученную пыль от оловянно-свинцового прутка нужно собрать в небольшую емкость и механически перемешать с паяльным жиром. Если паяльного жира под рукой нет, можно использовать любой жидкий флюс, а в качестве связующего вещества и загустителя использовать обычный вазелин.

Консистенцию пасты можно определить на глаз, примерно рассчитывая пропорции. Готовый состав можно содержать в небольшой пластиковой емкости с плотно закрывающейся крышкой. Еще лучше загрузить ее в обычный медицинский шприц с толстой иглой.

Если дозированно выдавливать пасту на место будущей пайки, пользоваться такой пастой будет очень удобно, а результат будет прочным и надежным.

Температура пайки – важный момент в работе пайщика, от которого зависит качественное соединение металла. Данный показатель должен быть выше аналогичного показателя полного расплавления тиноля. В некоторых случаях, показатель может находиться между линией ликвидус и линией солидус.

Опираясь на теорию, припой должен быть полностью расплавлен до того момента, как он заполнит зазор и распределится в соединении под влиянием капиллярных сил. В связи с этим температура ликвидуса тиноля может быть самой низкой, применяемой для такого процедуры, как высокотемпературная пайка. В свою очередь, все детали должны нагреваться до этой температуры или более высокой.

Нельзя быть уверенным в том, что все внутренние, а также внешние части деталей нагреваются только до данной температуры. Скорость нагрева, месторасположение, масса металлических деталей, а также коэффициент термического расширения паяемого металла – все это факторы, которые определяют в детали распределение тепла.

В условиях быстрого местного нагрева деталей температурное распределение неравномерно, температура наружных поверхностей существенно выше, чем внутренних. Во время медленного нагрева и равномерного распределения тепла, распределение тепловой энергии в паяном узле происходит более равномерно.

Диффузия, а также растворение тиноля на протяжении пайки

Во время смачивания соединяемого металла при помощи расплавленного припоя может иметь место растворение тинолем основного металла или диффузия компонентов тиноля в основной металл. Вдобавок ко всему, диффузия имеют наибольшую вероятность образования в том случае, если тиноль вместе с основным металлом подобны по химическому составу.

На растворение и диффузия могут быть влиятельны следующие факторы:

• Температура соединения материалов;
• Продолжительность пайки;
• Геометрия соединяемого места металла, поскольку она определяет площадь основного материала, подвергаемую воздействию тиноля;
• Химический состав.

В редких случаях на протяжении пайки по причине местной диффузии тиноля между зернами основного материала происходит растекание материала, зависящего от внутренних напряжений. Чрезмерная диффузия тиноля в основном металле с большой вероятностью может оказывать влияние на механические и физические свойства металла.

Таким образом, тонкие части основного материала – наиболее уязвимая зона паяного соединения. В данном месте по причине эрозии могут образовываться сквозные раковины. Стоит отметить, что растворение основного металла тинолем изменяет температуру его ликвидуса, тем самым может привести к недостаточному заполнению зазора между деталями.

Для уменьшения диффузии или растворения есть несколько сплавов, которые применяются в качестве тинолей. Припои приобретают жидкую консистенция при достижении температуры ниже действенной температуры ликвидуса. Благодаря припою подобного состава высокотемпературная пайка производится успешно также при тех обстоятельствах, когда температура соединения металлов не дошла до линии ликвидуса.

Температура соединения smd-компонентов

Нижний подогрев дает возможность уменьшить теплоотвод от компонента в smd-плату, тем самым снижая нужную температуру инструмента для пайки. Во время использования воздушных методик замены компонентов нижний подогрев способен уменьшать или исключать вовсе коробление smd-платы, которое вполне может произойти по причине одностороннего нагрева посредством горячего воздуха.

Помимо всего, печатные платы, выполненные на основе керамики, перед процедурой пайки нуждаются в плавном предварительном нагреве вследствие чувствительности данных материалов к перепадам температур.

Опираясь на способ подачи тепловой энергии, можно выделить инфракрасные, а также конвекционные нижние подогреватели. Первые приспособления зачастую состоят из нескольких кварцевых ламп, которые имеются ярко выраженное красное свечение. Относительно конвекционных приспособлений, то они могут работать путем применения принудительной конвекции.

Рассматриваемые smd-компоненты являются достаточно хрупкими, и в условиях воздействиях вибрационной нестабильности (при механических ударах) могут трескаться. Еще одним минусом smd-компонентов является непереносимость перегрева во время пайки, из-за чего часто возникают микротрещины, заметить которые практически невозможно. Самое неприятное, пожалуй, в этом деле – то, что узнаешь о трещинах в smd-компонентах во время эксплуатации. Проверить наличие трещин в smd-деталях можно при помощи обыкновенного мультиметра.

Таким образом, соединять smd-детали можно при помощи паяльной станции, а также паяльника. Определенная часть пайщиков утверждает, что паять компоненты проще паяльной станцией со стабилизированной температурой. Однако если паяльной станции нет, разрешить вопрос можно при помощи паяльника, включая его посредством регулятора. Стоит отметить, что без регулятора у обычного паяльника температура его наконечника (жала) достигает температуры 400 гр. С. показатель во время работы с smd-компонентами должен составлять 260-270 гр. С.

Оптимальная температура нагрева жала паяльника, а также требуемая мощность во время ручной пайки – показатели, которые зависят от конструктивных особенностей паяльника, выполняемой им задачи. В работе с бессвинцовыми припоями трубчатой формы, которые имеют температуру плавления порядка 217-227 гр. С, минимальный показатель нагрева жала паяльника составляет 300 гр. С.

На протяжении пайки необходимо всячески избегать избыточного перегрева жала паяльника, а также длительного воздействия жала на металл. В большинстве случаев во время работы с припоями, в состав которых не входит свинец, и традиционным тинолями, наиболее подходящим является нагревание жала паяльника до температуры 315-370 гр. С.

В определенных ситуациях отличные результаты при пайке smd-компонентов могут получаться во время кратковременного нагрева (длительность воздействия жала паяльника до 0,5 секунды), а также при нагреве жала паяльника до показателя от 340 до 420 гр. С.

Порядок пайки smd-компонентов

Порядок пайки smd-компонентов :

1. Сначала отлудите одну из контактных площадок. Для этого подайте достаточное количество тиноля для дальнейшего формирования галтели.
2. Далее следует установка smd-компонента на КП.
3. Следующим этапом придерживайте smd-компонент посредством пинцета, и одновременно с этим поднесите жало паяльника, тем самым обеспечивая одновременный контакт жала паяльника с выводом smd-компонента, а также отлуженной КП.
4. Произведите кратковременную пайку в течение 0,5-1,5 секунды. Относительно жала приспособления, то оно должно быть отведено.
5. Далее выполняется высокотемпературная пайка второго вывода: поднесением жала приспособления, вы обеспечиваете одновременный контакт жала с выводом и КП.
6. Далее с противоположной от жала паяльника стороны следует подать тиноль под углом 45° к КП, а также выводу компонента.

Четыре секрета – залог успешной пайки

Существует четыре секрета качественно выполнения пайки, последующей длительной эксплуатации детали. Рассмотрим их подробнее.

Основополагающие качественного соединения:

1. Правильность применения припоя и флюса в пайке;
2. Чистота жала паяльника, а также степень его нагрева;
3. Чистые паяемые поверхности металлов во время процедуры;
4. Правильность соединения, достаточный нагрев рабочей зоны деталей.

Как становится понятно, от температуры нагрева деталей, а также степени прогревания паяльника очень многое зависит. Также следует знать температуру плавления некоторых оловянно-свинцовых припоев.

Температура плавления припоев

Знание технологической составляющей пайки позволяет пайщику осуществлять соединения деталей на долгое время, что является отличным качеством для настоящего профессионала. Таким образом, высокотемпературная пайка будет показывать отличную результативность.

Если вам лень читать статью, приступайте сразу к просмотру видеоролика, в котором показан процесс изготовления паяльника, его сборка и испытания. Хотя, некоторые технические подробности освещены только в статье. Продолжительность видеоролика 8 минут, разрешение Full HD. Есть субтитры.

Пролог

Я уже недавно представлял на суд зрителя подобную конструкцию паяльника, но c вдвое меньшей мощностью. Это был сверхминиатюрный паяльник, позволяющий производить самые мелкие работы, такие как, например, ремонт шлейфов.

К сожалению, конструкция эта оказалась слишком сложной для повторения, так как требовала изготовления всяких замысловатых деталей, а также специальной оснастки для изготовления нагревательного элемента. Поэтому я решил значительно упростить самоделку, но вместе с этим повысить КПД изделия.

Тут уместно доложить, что несколько дней экспериментов с нагревательными элементами на основе резисторов МЛТ доказали полную несостоятельность этой конструкции, хотя она довольно широко представлена самодельщиками в сети Интернет.

Лишь один резистор из пяти позволил довести температуру жала до 400°С и то, только в течении одного цикла включения/выключения. При очередном включении он отказал. Другие резисторы не позволили получить температуру выше 250°С и выходили из строя во время одного или двух коротких циклов.

Исследование вышедших из строя резисторов показало, что обрыв плёночного резистивного элемента происходит по внешнему периметру той или другой контактной чашки. Вы можете это проверить и сами, если подключите резистор к блоку питания и с помощью вольтметра определите место наивысшего падения напряжения.

Но, не стоит унывать, изготовление паяльника на основе резистора МЛТ тоже довольно трудоёмкая работа, так как доработка самого резистора требует даже примитивной токарной обработки. А представленную ниже конструкцию можно повторить чуть ли ни на коленке.

Паяльник из консервной банки

Это эскиз малогабаритного паяльника для пайки SMD компонентов р/а. По нему и был собран этот паяльник.

Деталировка

Ручка паяльника была изготовлена из ручки от скакалки. К сожалению, ручка оказалась без сквозного отверстия, и его пришлось просверлить. В видеоролике показано, как это можно сделать.

В эскиз были заложены саморезы в качестве крепёжных элементов крепления корпуса и кабеля, но у меня дома не нашлось таких мелких шурупчиков. Поэтому я использовал пустотелые заклёпки, в которых нарезал резьбу.

Полученные таким образом резьбовые втулки и пружинку от шариковой ручки я вклеил эпоксидным клеем в отверстия, просверленные в ручке. Если вы будете использовать саморезы, то желательно под них тоже просверлить отверстия, чтобы ручка не растрескалась.

Каркасом паяльника является небольшая трубка, согнутая из жести от консервной банки. В качестве шаблона для гибки трубки использован отрезок медной проволоки диаметром 2,5мм. Эта же проволока послужила заготовкой для изготовления жала паяльника. При использовании проволоки другого диаметра, придётся внести поправку в чертёж развёртки каркаса.

Корпус паяльника тоже изготовлен из жести толщиной 0,3мм от консервной банки.

Чтобы, при сверлении отверстий диаметром 3 и 4 миллиметра, обеспечить правильную форму отверстий и не снимать заусенцы, лучше использовать свёрла с заточкой цапфенбор. Отверстия, указанных выше размеров, необходимы для снижения температуры корпуса в месте его соединения с ручкой паяльника. Разные же диаметры этих отверстий были выбраны для того, чтобы линия изгиба планок не проходила через отверстия.

А это чертёж развёрток: корпуса, каркаса и замыкателя. Четрёж можно приклеить к жести и использовать в качестве шаблона для обрезки контура и разметки отверстий. Под превьюшкой находится чертёж в формате А4. Масштаб чертежа 1:1, разрешение 300 пикселей на дюйм.

Технические данные и расчёт нагревательного элемента паяльника

Пара слов перед цифрами.

Малогабаритный паяльник должен быть низковольтным просто потому, что чем меньше размер нагревательного элемента, тем сложнее обеспечить электробезопасность. Это обусловлено конечной электрической прочностью воздушной изоляции.

Кроме этого, незначительная длина нихромового провода, из которого изготавливается низковольтный нагреватель, позволяет применить однослойную намотку. Нагреватель такой конструкции имеет лучшую теплоотдачу и более прост в изготовлении. В первую очередь это связано с тем, что каждый очередной слой нагревателя требует использования термостойкой прокладки, которая обладает более низкой, чем у металла теплопроводностью.

Предполагается, что температура паяльника будет регулироваться за счёт изменения напряжения питания, например, с помощью любительского лабораторного блока питания.

Рассчитаем сопротивление спирали для паяльника с номинальным напряжением 12 Вольт.

Исходные данные:

Напряжение питания – 0…12 Вольт,

Мощность – 15 Ватт,

Сопротивление нагревателя при этом будет равно:

R = U²/P , где:

R – сопротивление в Омах,

U – напряжение питания в Вольтах,

P – мощность нагревателя в Ваттах.

R = 12²/15 = 9,6 (Ом)

Нихромовый провод подходящего диаметра я получил, разобрав десятиваттный резистор С5-5-10Ватт на 160 Ом. Внутри оказался провод диаметром 0,17мм.

Кстати, металлический корпус от этого же резистора я применил при изготовлении

Нихромовый провод я не отжигал, так как расчётная длина провода позволила намотать витки с некоторым зазором (шагом). Если вам попадётся более толстый провод, и расстояние между витками будет слишком мало, то провод придётся отжечь до образования окалины.

Определить длину провода можно с помощью омметра. У меня получилось около 140мм.

Количество витков спирали нагревателя определяем так:

ω = L/(π*(D+d)) , где:

ω – количество витков,

L – длина провода,

π – число Пи (3,14),

D – диаметр каркаса вместе с изолирующей слюдяной прокладкой,

d – диаметр провода.

ω = 140/(3,14*(3,6+0,17)) ≈ 12 (витков)

Паяльник описанной конструкции может обеспечить температуру на конце жала свыше 500°С. Время достижения температуры 350°С около одной минуты.

Сборка паяльника

Спираль нагревательного элемента намотана на каркасе из жести. Между каркасом и спиралью проложена прокладка из слюды (или стекломиканита). Чтобы пластинка слюды не рассыпалась при намотке спирали, она была наклеена на лоскут стеклоткани. С внешней стороны спираль также изолирована несколькими слоями стеклоткани.

На выводы спирали одета трубка из стеклоткани, позаимствованная у выброшенной соседями электроплиты.

Для обеспечения равномерной стяжки нагревателя жестяной обечайкой, в разрыв обечайки вставляется небольшой жестяной замыкатель. Он предотвращает выдавливание стеклоткани в зазор обечайки.

А это самодельный паяльник для пайки SMD деталей в собранном виде. Небольшое расстояние между передним краем ручки и концом жала обеспечивает необходимую точность позиционирования жала при монтаже мелких радиодеталей.

Близкие темы