История пайки связана с развитием металлургии и потребностью в соединении металлических деталей для создания различных изделий. Первые методы пайки появилась ещё в древнем Египте и Месопотамии, однако лишь в 18-19 веках, с промышленной революцией и увеличением производства, стало важно разработать более эффективные методы соединения металлов.
С развитием электроники в 20 веке выросла потребность в точных и надёжных соединениях компонентов на электронных платах. Сейчас технологии пайки постоянно развиваются. Внедрены безсвинцовые припои, автоматизация процесса, применяются поверхностно-монтируемые компоненты. Всё это требует качественного профессионального инструмента и вспомогательных аксессуаров.
Время чтения: 11 минут
Пайка — это процесс соединения металлических поверхностей, пользуясь специальным сплавом – припоем. Она широко применяется в различных областях, включая электронику, электротехнику, металлообработку, а также в других областях, где требуется создание прочных и стабильных металлических соединений. Процесс пайки обычно включает в себя:
- Подготовка поверхностей: удаление оксидов и загрязнений, помогает создать качественное соединение;
- Нагрев соединяемых деталей: с целью уменьшения температурных деформаций, а также улучшения адгезии припоя;
- Внесение флюса и припоя: удаление остатков окислов и улучшение смешиваемости поверхностей;
- Охлаждение соединения: соблюдение динамики охлаждения обеспечивает прочное и надёжное соединение между деталями.
В зависимости от типа спаиваемых материалов, применяемых методов и технологий необходимо правильно подобрать набор аксессуаров, оборудования и инструментов для пайки. Выбор также зависит от навыков умения паять.
Далее мы рассмотрим список всего, что может пригодиться для паяльных работ.
Паяльное оборудование
Электрический мини-паяльник
Классический паяльник без каких-либо излишеств – идеальный инструмент для большинства работ, где перегрев материала не оказывает большого влияния на качество соединения: соединение и лужение проводов, разъёмов, а также других изделий.
Цифровой паяльник
Паяльник с цифровым контролем температуры обычно используется для паяния чувствительных электронных компонентов, поскольку можно установить точную температуру паяльного жала. FNIRSI HS01 обеспечивает высокую скорость нагрева (до 8 секунд), точность её поддержания (2%), имеет высокую мощность (65 Вт), а также температуру до 420 градусов. У устройства есть спящий режим, имеется цифровой дисплей, а также шесть сменяемых жал разной формы.
Станция для пайки
Паяльная станция – профессиональный инструмент для выполнения точных операций. Станция оснащена LED дисплеем, ПИД-регулятором и памятью на несколько режимов. Есть функция калибровки температуры. Корпус станции совмещён с держателем и латунной и приспособлениями для очистки жала.
Электропаяльник с подачей
Профессиональный электропаяльник с автоматической подачей олова предназначен для массовой паяльных работ. Устройство имеет барабан для установки проволочного припоя. Для его подачи к жалу используется встроенный шаговый двигатель.
Термовоздушная паяльная станция
Термовоздушные станции применяют для монтажа и демонтажа SMD компонентов: резисторов, конденсаторов, светодиодов и интегральных микросхем. Нагрев горячим воздухом позволяет равномерно распределить температуру как по самому электронному компоненту, так и по печатной плате, что снижает их температурные деформации. Quick 857DW+ оснащён встроенным микроконтроллером, имеет плавную регулировку температуры и скорости потока воздуха.
Лучшие инструменты для пайки
Припои – основной расходный материал для пайки. Они различаются химическим составом, влияющим на температуру плавления и тип спаиваемых материалов, а также агрегатным состоянием. Проволочные сплавы также различаются диаметром.
Проволочный припой
ПОС-61 – низкотемпературный сплав из олова и свинца в процентном содержании 61% и 31%. Сплав предназначен для большинства паяльных операций, изготовлен в соответствии с ГОСТ и имеет температуру плавления в 230 градусов.
Паяльная паста
Паяльные пасты используются при сборке печатных плат и пайки электронных компонентов SMD, BGA и других. Они состоят из мельчайших шариков припоя, смешанных с флюсом. Пасты фасуют в банки и шприцы. Их наносят только на контактные площадки платы. Большие ёмкости используют при нанесении через трафарет, шприцы – для точного ручного нанесения.
Безгалогеновый флюс
Классический канифольный флюс из смолы красной сосны. Он подходит для большинства паяльных операций благодаря эффективному удалению окислов. Благодаря высоким диэлектрическим свойствам, флюс не требует обязательной смывки.
Флюс-карандаш
В карандашах применяют капсулы с жидким флюсом, который просачивается через пористый наконечник. Таким устройством удобно наносить флюс только на те места, где он необходим, не затрагивая соседние области. Карандаш – компактен, эффективно снимает окислы, не оставляя никаких следов.
Паяльные жала
Жала – расходный материал для пайки. Они имеют защитное покрытие, которое при длительном использовании и чистке постепенно изнашивается и стирается. Также жало можно повредить при сильном его перегреве. Жала имеют различные формы наконечников, это позволяет выполнять пайку контактов различной формы и размеров.
Медная оплётка
Медная оплётка или коса изготовлена из тонких проволок, сплетённых вместе. Её используют для снятия остатков припоя. Для этого косу прикладывают к очищаемому месту и прогревают паяльником. В зависимости от площади очищаемых контактов подбирают оплётку нужной ширины.
Оловоотсос
Оловоотсосы применяют для удаления олова с контактных площадок и соединений. Перед использованием устройства паянное соединение нужно нагреть до температуры плавления. Подпружиненный механический поршень с большой силой всасывает расплав, забрасывая его в специальную ёмкость.
Паяльная ванна
Паяльные ванны используют для массового лужения проводов, клемм, контактов радиодеталей. Предварительно в ванне расплавляют достаточное количество олова, а затем покрыв контакты флюсом, окунают в расплав.
Цифровая ультразвуковая ванна
Ультразвуковые ванны используются для удаления загрязнений и остатков флюса с печатных плат. Очистку выполняют в дистиллированной воде или специальных моющих растворах, в которых под действием ультразвуковых волн создаётся кавитационный эффект. Ультразвуковая мойка – особенно эффективна для очистки труднодоступных мест. Она бережна по отношению ко всем элементам платы. Ванны производятся различных размеров и мощности. Это позволяет подобрать необходимое устройство под выполнение конкретных задач.
Лучшие аксессуары для пайки
Цифровой преднагреватель плат
При использовании термофенов и паяльников возникает проблема перегрева материалов. Перегрев приводит к повреждению материалов. Кроме того, резкое повышение температуры приведёт к тепловому удару. Чтобы этого избежать, используют подогреватели. Их основная цель — постепенное повышение температуры платы и электронных компонентов.
Коврик силиконовый
Силиконовые термостойкие коврики защищают стол и другие легковоспламеняющиеся материалы во время пайки. Они не скользят и выдерживает температуру до 1250 градусов Цельсия. Коврики имеют разные цвета и размеры, оснащаются магнитами, отсеками для складирования мелких деталей, а также инструмента.
Держатель «третья рука»
Держатель – отличное приспособление для пайки мелких деталей. Они помогают удерживать спаиваемые элементы, что позволяет создавать прецизионные соединения. Они могут иметь несколько удерживающих элементов («крокодилов»), а также оснащаться лупой, диапазон увеличения которой, в зависимости от модели, может составлять от 2 до 10 крат. Подобные устройства оснащаются массивным основанием для хорошей устойчивости, а также ёмкость под хранение олова или деталей.
Дымоуловитель
Пары, выделяющиеся во время пайки, могут быть очень токсичными. Особенно если используется припой на основе свинца. Эти пары могут нанести необратимый вред здоровью, и чтобы защитить себя от них, используют поглотители дыма.
Они оснащены вентилятором, который всасывает дым, а также фильтрующим элементом, который улавливает вредные вещества. Дымоуловители могут быть разного размера от компактных настольных моделей до промышленных, размещаемых на полу или стене.
Лента медная самоклеящаяся и полиимидный скотч
Медные ленты используются для соединения металлических деталей, а также восстановления контактов и дорожек. Они обладают высокой термостойкостью и экранирующим эффектом, поэтому их часто используют для защиты компонентов.
Также часто применяют полиимидные термоскотчи. Они обладают термостойкостью до 230…240 градусов, а также высокими диэлектрическими свойствами.
Пинцеты антистатические
Пинцет – незаменимый инструмент для пайки радиодеталей. При работе с мелкими деталями, тонкими проводами, а также нагретыми микроэлементами пинцеты позволяют не обжечься, а также защитить компоненты от статического электричества.
Измеритель температуры жала для паяльника
Контроль температуры паяльника важен при пайке микроэлектроники, где незначительный перегрев может привести к повреждению полупроводниковых элементов, а также снижению качества паянных соединений. Калибровка температуры жала паяльника необходима перед первым его применением. Также её нужно проводить с определённой периодичностью, особенно после капитального ремонта.
Подставка под паяльник
Подставка для пайки используется для безопасного хранения паяльных инструментов, когда они не используются. Это позволяет держать горячий паяльник подальше от рабочего места, пока он не используется. Это значительно облегчает работу и повышает безопасность.
Выбор паяльных инструментов зависит от ваших навыков пайки и типа спаиваемых материалов. Паяльник сослужит хорошую службу новичку. Однако по мере того как развивается точность, придётся перейти на паяльную станцию.
Помимо того, не нужно приобретать все инструменты. Например, лупа понадобится только при работе с микроэлектронными компонентами или другими материалами очень маленьких размеров. Тем не менее, чтобы обеспечить безопасную работу, нужно использовать защитные аксессуары: пинцеты, держатель, дымоуловитель и другие.