Как выбрать термовоздушную паяльную станцию?

Время чтения: 15 минут

Эксперт — Сергей Пустовой

Технический консультант, специалист по электромонтажным, ремонтным и наладочным работам, кандидат наук

Давно прошли те времена, когда большинство паяльных работ можно было выполнить обычным электрическим паяльником. Размеры современных электронных компонентов, их конструкция, а также технологии, применяемые при их монтаже на печатную плату, требуют определенного подхода к наладке, диагностике, а также проводимым ремонтным работам.

Монтаж и демонтаж крупных электронных компонентов, выполненных по технологии поверхностного монтажа (SMT), проводится с применением стационарных инфракрасных паяльных станций или при помощи термовоздушного фена.

Отличительными особенностями термофена является:

• низкая цена (по сравнению с ИК станциями);
• компактность;
• возможность работы под любым углом наклона;
• наличие насадок различной формы и размеров для корректировки воздушного потока;
• возможность добавления дополнительных модулей.

Большинство термовоздушных паяльных станций (ПС) оборудовано электронным индикатором. Чаще всего на табло выводится установленная, а также текущая температура воздушного потока. Однако при наличии дополнительного функционала на нем могут отображаться: режимы работы, показания температуры дополнительных модулей, а также иные рабочие параметры ПС.

Наличие индикации у ПС не является обязательным. При хорошей калибровке, а также знании уровня стабильности температуры воздушного потока, нет значительной необходимости в индикаторах.

По типу нагнетателя термофены делятся на турбинные и компрессорные. В первых для нагнетания воздуха используется радиальный вентилятор или как его чаще называют – турбина. В компрессорных фенах установлен мембранный (диафрагменный) насос.

Турбинные паяльные станции, дополнительно, различаются местом установки вентилятора. Он может размещаться в корпусе ПС или в её рукоятке.

Чаще всего именно тип нагнетателя, а также его место установки является ключевым моментом, на который обращают внимание при выборе паяльного фена. Это связано с тем, что при размещении нагнетателя внутри корпуса ПС, к рукоятке должен подводиться шланг, по которому передается поток воздуха. Но шланг боле громоздкий и имеет низкую гибкость, что не всем нравится. Часть специалистов выбирают турбинные установки с размещением вентилятора в рукоятке. В такой конструкции к рукоятке подведен гибкий многожильный провод. Однако размещение нагнетателя в рукоятке фена сопряжено с наличием избыточного шума и не высоким напором воздуха.

Производительность нагнетателя напрямую влияет на скорость нагрева монтируемого или демонтируемого компонента. Это связано с тем, что в процессе обдува детали тепло интенсивно отводится как на печатную плату (PCB), так и в окружающую среду. При этом чем больше нагреваемый компонент, тем быстрее он остывает. В связи с этим при низкой производительности термофена потребуется значительно больше времени для нагрева детали до необходимой температуры.

Для достижения лучшей эффективности нагрева необходимо выбрать более мощный термофен с высокой производительностью. Однако такие установки имеют существенно большую стоимость. Поэтому выбор любого термофена сопряжен определением баланса между ценой и производительностью.

Большую часть, из указанной в технических характеристиках, составляет мощность, потребляемая нагревательным элементом термофена. Обычно в зависимости от модели и типа нагнетателя, мощность нагревателя может варьироваться от 250 до 1500 Вт. Доля же воздушного нагнетателя от общей мощности составляет:

• от 0,5 до 2% для турбинных с размещением в рукоятке;
• до 10…15% для компрессорных и турбинных с размещением их в корпусе.

В случае если термовоздушный фен оснащен дополнительными модулями, то следует учитывать, что вероятнее всего, в технических характеристиках изделия указана полная потребляемая мощность. Поэтому, выбирая высокоэффективный паяльный фен, обязательно обращайте внимание именно на мощность термовоздушного нагревателя.

Стабильность температуры – это показатель, отражающий колебание фактической температуры воздушного потока от установленной на станции. Знание об уровне стабильности температуры очень важно. В первую очередь это связано с тем, что многие электронные компоненты термочувствительны и перегрев их при пайке чреват повреждением или полным выходом из строя. Условно по уровню стабильности температуры паяльные фены можно разделить на:

• высокоточные имеющие стабильность температуры в пределах ±1…5°С;
• средней точности – ±10…15°С;
• низкой точности стабилизации – более ±15°С.

Наличие дополнительного функционала у термовоздушного фена обеспечивает дополнительную безопасность, удобство и комфорт при его использовании. Среди наиболее распространенных функций можно выделить:

Антистатическая защита (ESD)

Поток воздуха, проходя по шлангу и рукоятке за счет трения о его стенки, вызывает образование статического заряда. При отсутствии антистатической защиты при случайном касании к детали или дорожке печатной платы, возможно повреждение электронных компонентов. Антистатическая защита реализуется соединением сопла фена, а также корпуса самой станции с заземляющим проводником через дополнительный контакт на вилке или специальную клемму на корпусе.

Режим ожидания

Благодаря наличию режима ожидания можно не беспокоится о перегреве фена или случайном повреждении других предметов исходящим горячим воздухом. Фены, имеющие режим сна, при установке рукоятки на подставку переходят в ждущий режим. При этом происходит отключение нагревательного элемента или снижение его температуры. После остывания нагревателя снижается или полностью выключается подача воздушного потока.

Автоматическое отключение

При наличии данной функции термофен автоматически отключается при длительном простое или долгом нахождении в режиме ожидания. Эта функция также позволяет повысить безопасность устройства и снизить общее электропотребление.

Сохранение настроек температуры и потока воздуха

Многие модели термофенов имеют встроенную память для хранения заданных параметров температуры и скорости воздушного потока. В простейших конструкциях термофенов реализовано хранение только последних используемых настроек. Более продвинутые модели могут хранить по нескольку рабочих термопрофилей.

Блокировка температуры

Блокировка температуры позволяет запретить преднамеренное или случайное изменение температуры в процессе работы со станцией. Обычно она реализуется посредством ввода пароля после изменения рабочего режима ПС.

Холодный воздух

Этот режим пригодится, если сразу после пайки необходимо охладить микрочип или другой припаянный только что компонент. В режиме холодного воздуха термофен работает с выключенным нагревателем и регулируемым напором.

Интерфейс связи

Для обновления прошивки, а также обмена данными с персональным компьютером некоторые термовоздушные ПС оборудуются USB и/или RS232 портом.

Калибровка

Функция калибровки используется для приведения в соответствие температуры отображаемой на индикаторе и фактической, выходящей из сопла термофена.

Её обязательно выполняют после ремонта электроники паяльного фена или замены отдельных узлов. Калибровку рекомендуется проводить после длительного хранения термофена, а также периодически в процессе эксплуатации.

Все термовоздушные ПС имеют возможность калибровки, однако не в каждой станции эта функция доступна оператору через программное меню. В таком случае станция калибруется в сервисном центре или центре стандартизации.

Паяльные термофены оборудуются различного вида защитами. Они позволяют обеспечить высокую пожаро- и электробезопасность станции. Обеспечить сохранность основных модулей, а также защитить оператора от поражения электрическим током.

Защита от перенапряжения

Этот вид защиты обеспечивает сохранность устройства при поступлении повышенного напряжения, поступающего через питающую сеть.

Защита от перегрузки по току (защита от сверхтока)

Данный вид защиты защищает станцию от сверхтоков, образующихся в электрической сети при коротких замыканиях или попадании атмосферных перенапряжениях в линию электропередач.

Защита от короткого замыкания

Она защищает устройство при возникновении короткого замыкания в нагревательном элементе, вентиляторе или ином дополнительном модуле (при наличии) станции.

Защита от перегрева

Эта защита отслеживает температуру внутри корпуса станции на основании показаний встроенного датчика температуры. При превышении допустимого температурного уровня происходит отключение установки.

Защита от перегрузки по мощности

Данный вид защиты отслеживает потребляемую станцией мощность. В случае ее превышения выше установленного значения защита ограничивает режим работы или отключает станцию полностью.

Если для работы вам необходим универсальный и многопрофильный инструмент, то обязательно обращайте внимание на наличие дополнительных модулей. Дополнительный инструмент позволит расширить спектр выполняемых операций одним устройством.

Паяльник

Один из наиболее распространенных дополнительных модулей. Паяльные станции, включающие его в своей конструкции, оборудуются дополнительным стабилизатором и индикатором температуры.

Вакуумный пинцет

Вакуумный пинцет позволяет захватывать и переносить еще не остывшие после выпаивания микрочипы или другие электронные компоненты.

Паяльный пинцет

Это не так часто используемый, но все же очень полезный инструмент. В первую очередь паяльный пинцет используется для демонтажа двухконтактных SMD компонентов (резисторов, конденсаторов, диодов).

Демонтажный пистолет

Демонтажный пистолет предназначен для выпаивания элементов со сквозным типом монтажа. Устройство прогревает припой вокруг контакта и отсасывает его. Демонтажный пистолет особенно удобен при демонтаже много контактных микросхем, экранов, клеммных колодок.

Дымоуловитель

Для защиты зрения и дыхательных путей важно удаление паяльного дыма из рабочей зоны. Многие специалисты используют компактные дымоуловители для локальной очистки воздуха. Но есть некоторые универсальные паяльные станции, оборудованные встроенным уловителем дыма. Это могут быть «зонтичные» устройства на гибкой гофрированной трубке или компактные уловители, совмещенные с паяльным модулем.

Воздух захваченный дымоуловителем, поступает внутрь станции, проходит многослойную фильтрацию и выбрасывается за ее пределы.

Источник питания постоянного тока

Еще один полезный дополнительный модуль – источник стабилизированного постоянного тока. Используя его, вы можете подать питание необходимого напряжения на отдельный блок, модуль или иной элемент ремонтируемого оборудования для его запуска или проверки работоспособности.

Немаловажная характеристика термовоздушной паяльной станции – это ее вес. Он в первую очередь зависит от типа и места размещения нагнетателя воздуха, а также наличия дополнительных модулей.

Очень важно учитывать вес термофена. Если вам необходима стационарная установка для оборудования рабочего места, то массивная ПС будет удобна из-за более высокой устойчивости. Массивное оборудование вы не опрокинете и случайно не уроните со своего рабочего стола.

Если же планируется использовать термофен время от времени, то компактная конструкция с размещенной в рукояти турбиной станет идеальным решением.