Вступ:

Найголовніша навичка, необхідна для складання будь-якого електронного проекту, - це пайка. Пайка - це процес з’єднання двох металів за допомогою припою, виготовленого поєднанням олова та свинцю в різних пропорціях. Потрібна певна практика, щоб зробити ідеальний суглоб, але, як їзда на велосипеді, колись навчене ніколи не забувається. Ідея проста: з’єднати електричні частини разом, утворюючи електричне з’єднання, використовуючи розплавлену суміш свинцю та олова (припій) з паяльником.

1. Деякі фактори, які ми повинні мати на увазі, включають:-

Більшість прасок працюють від електромережі на 240 В. Однак існують типи низької напруги (наприклад, 12 В або 24 В), які зазвичай є частиною "паяльної станції" і призначені для використання зі спеціальним контролером, виготовленим тим же виробником.

Зазвичай вони можуть мати потужність між 15-25 Вт або близько того, що чудово для більшості робіт. Більша потужність не означає, що праска працює гарячіше - це просто означає, що є більше запасу енергії для роботи з великими швами.

Контроль температури:

Найпростіші та найдешевші типи не мають жодної форми регулювання температури. Просто підключіть їх і увімкніть. Теплове регулювання "розроблено", вони можуть бути описані як "термічно збалансовані", так що вони мають певний ступінь "збігу" температури, але в іншому випадку їхня потужність не буде контрольована. Нерегульовані праски утворюють ідеальну праску загального призначення для більшості користувачів, і вони, як правило, добре справляються з паянням друкованих плат і загальним з'єднанням.

Більшість із цих «мініатюрних» типів заліза буде мало корисною при спробі паяти великі шви. Належний регульований температурою праска матиме певну форму вбудованого термостатичного регулювання, щоб забезпечити підтримку температури кінчика праски на фіксованому рівні, а також гарантувати, що вихід буде відносно стабільним.

Паяльні станції:

Складається з повного настільного блоку управління, до якого підключений спеціальний низьковольтний паяльник. Деякі версії можуть мати вбудоване цифрове зчитування температури і матиме ручку управління, щоб ви могли змінювати налаштування. Температура може бути підвищена для пайки великих швів; вони призначені для безперервної виробничої лінії/професійного використання. Найкращі станції мають праски, які добре збалансовані, із зручними ручками, які залишаються прохолодними цілий день. У наконечник або вал буде вбудована термопара, яка контролює температуру.

Теплова маса або біти:

Виберіть відповідний наконечник відповідно до товщини свинцю, що паяється. Він доступний з різним діаметром або формою, які можуть бути змінені залежно від типу роботи в руці. Часто наконечники покриті залізом, щоб зберегти їх життя, або вони можуть бути натомість яскраво покритими.

Теплове зчеплення:

Третім фактором, який слід враховувати, є тепловий зв'язок. Це зона контакту між наконечником заліза та роботою. На малюнку 2 показано вигляд наконечника паяльника, що пає компонентний свинець. Тепло передається через невелику площу контакту між наконечником паяльника і подушкою. Площа теплового зв'язку невелика.

тригер

На малюнку нижче показано вид наконечника паяльника, що пає компонентний свинець. У цьому випадку площа контакту значно збільшується за рахунок невеликої кількості припою в місці контакту. Наконечник також контактує як з накладкою, так і з компонентом, що додатково покращує тепловий зв’язок. Цей паяний міст забезпечує тепловий зв’язок і забезпечує швидке передавання тепла в роботу.

A пістолет для припою - це пістолет у формі чавуну, який зазвичай працює на 100 Вт і більше, і абсолютно непридатний для пайки сучасних електронних компонентів: вони занадто гарячі, важкі та громіздкі для використання в мікроелектроніці. Паяльники найкраще використовувати поряд з термостійкими тримач лавочного типу, так що гаряча праска може бути безпечно припаркована між використанням.

Чистота, температура, час, належне покриття припоєм - це ключові фактори, що впливають на якість з'єднання.

Всі деталі, включаючи сам залізний наконечник, повинні бути чистими та без забруднень. Бруд або поверхневий оксид є ворогом якісного паяного з'єднання. Отже, абсолютна необхідність гарантувати, щоб деталі не мали жиру, окислення та інших забруднень.

Іншим побічним ефектом брудних поверхонь є схильність людей до того, щоб вони хотіли подавати більше тепла, намагаючись "змусити припій взяти". Це часто приносить більше шкоди, ніж користі, оскільки спалити будь-які забруднення в будь-якому випадку не вдасться, а компонент може перегрітися. У випадку з напівпровідниками температура є досить критичною, і надмірне нагрівання може нашкодити їм.

2. Кроки:

2.1 Змочування:

Коли гарячий припій стикається з мідною поверхнею, відбувається дія розчинника металу. Припій розчиняється і проникає на поверхню міді. Молекули припою та міді змішуються, утворюючи новий сплав, який є частиною міді та частиною припою. Ця дія розчинника називається змочуванням і утворює міжметалевий зв’язок між деталями.

Змочування може відбуватися лише в тому випадку, якщо на поверхні міді немає забруднень та оксидної плівки, яка утворюється під впливом металу на повітря. Крім того, припой і робоча поверхня повинні досягти належної температури.

2.2 Лудіння:

Нові поради потрібно консервувати негайно при використанні вперше. Лудіння компонентів передбачає нанесення тонкого шару припою на поверхню, що підлягає пайці. Це дуже допомагає досягти хорошого суглоба, і це слід робити по можливості. На робочій поверхні наконечника паяльника повинна бути постійно луджена поверхня, щоб забезпечити належний теплообмін та уникнути перенесення домішок на паяльне з'єднання.

Краще повторно застосувати дуже невелику кількість припою, головним чином для поліпшення теплового контакту між праскою та з'єднанням, щоб припій тек швидше та легше. Вставте компоненти та встановіть кабелі так, щоб деталь утримувалася на місці.

2.3 Деоксидація:

Вишкрібте друковану плату та свинець компонента за допомогою сталевої вати для видалення окислення. Використовуйте невеликий ручний пилочок або зішкріб за допомогою леза ножа або натріть на них дрібну наждачну тканину, щоб виявити свіжий метал під ним. Після підготовки поверхонь уникайте подальшого торкання деталей, якщо це можливо. Щоб правильно сформувати компонент - перевірте, чи легко компонент потрапляє всередину друкованої плати.

Флюс видаляє оксиди, які утворюються під час нагрівання, і розглядається як бура рідина, що пузириться на суглобі. Флюс - це розчинник, що складається з природних або синтетичних каніфолей для видалення оксидів на поверхні міді. Він не піддається корозії та не проводить струм і не впливатиме на схему. Щоб зробити якісні міцні суглобові з'єднання, компоненти повинні бути як фізично, так і хімічно чистими, оскільки припой повинен насправді потрапляти в компоненти не тільки на них. Вишкрібання відведень компонентів і занурення відведень у флюс і нанесення флюсу на прокладки друкованої плати також допомагає видалити поверхневі оксиди в процесі пайки.

2.5 Контроль температури:

Ще одним кроком до успішної пайки є забезпечення того, щоб перед нанесенням припою температура всіх деталей була піднята приблизно до однакового рівня. Уявіть, наприклад, як ви намагаєтесь припаяти резистор на друкованій платі. набагато краще одночасно нагрівати як мідну друковану плату, так і резисторний провід перед нанесенням припою, щоб припій набагато легше протікав через з'єднання. Нагрівання однієї частини, але не іншої, дає набагато менш задовільний шар, тому прагніть забезпечити, щоб праска спочатку контактувала з усіма компонентами, перш ніж торкатися до неї припою. Температура плавлення більшості припою знаходиться в районі 188 ° C (370 ° F), а температура наконечника заліза зазвичай становить 330-350 ° C (626 ° -662 ° F). Найновіші безсвинцеві припої зазвичай вимагають більш високої температури.

Далі з'єднання слід нагрівати долотом лише потрібну кількість часу - протягом якого на з'єднання наноситься коротка довжина припою. Не використовуйте праску для перенесення розплавленого припою до місця з'єднання. Надмірний час пошкодить компонент і, можливо, мідну фольгу друкованої плати. Нагрійте стик кінчиком праски, потім продовжуйте нагрівання, одночасно застосовуючи припой, потім зніміть праску і дайте стику охолонути. Це має зайняти лише кілька секунд, маючи досвід. Період нагрівання залежить від температури праски та розміру шва - і більші деталі потребують більше тепла, ніж менші.

2.7 Застосування припою:

Взагалі, паяльний наконечник слід прикладати до точки максимальної маси стику. Це дозволить швидке теплове підняття деталей припаювати. Розплавлений припій завжди витікає з більш прохолодної зони у напрямку до більш гарячої. Перед нанесенням припою температура поверхні деталей, що паяються, повинна бути підвищена вище температури плавлення припою. Ніколи не розплавляйте припій проти наконечника заліза і не дозволяйте йому стікати на поверхню, холоднішу за температуру плавлення припою.

Для пайки прикріпіть наконечник паяльного пістолета безпосередньо до місця пайки та обережно прикладіть гарячий припій до місця, де паяльний пістолет торкається металу. Застосовуйте лише мінімальну кількість припою, необхідну для встановлення з'єднання; надлишок припою потрапить на інші компоненти вашого проекту. Ніколи не дуйте на гарячий припій і не намагайтесь використовувати з'єднання, поки воно повністю не охолоне. Це створить невеликі тріщини в металевому з’єднанні та послабить зв’язок між шматками.

2.8 Покриття припоєм:

Останнім ключем до успішного припою є нанесення відповідної кількості припою. Занадто багато припою - непотрібні витрати і можуть спричинити коротке замикання сусідніх з’єднань. Занадто мало, і він може не підтримувати компонент належним чином, або може не повністю сформувати робоче з'єднання. Скільки подати, дійсно поставляється лише з практикою. Для «середнього» з’єднання друкованої плати достатньо лише декількох міліметрів.

2.9 Очищення після припою:

Коли потрібно очищення, залишки флюсу слід видаляти якомога швидше, але не пізніше, ніж через одну годину після пайки. Деякі флюси можуть вимагати більш негайних дій для полегшення адекватного видалення. У поєднанні з миючим розчином можуть використовуватися такі механічні засоби, як перемішування, обприскування, чищення щіткою та інші методи застосування.

2.10 Перепайка:

Слід подбати про те, щоб уникнути необхідності повторного спаювання. Коли потрібна перепайка, стандарти якості для перепаяного з'єднання повинні бути такими ж, як і для оригінального з'єднання. Холодне або порушене паяне з'єднання, як правило, вимагає лише повторного нагрівання та повторного подавання припою з додаванням відповідного флюсу. Якщо повторне нагрівання не виправляє стан, припій слід видалити і повторно спаяти шарнір.

3. Ефективна пайка

3.1 Як зробити ідеальне паяне з'єднання:

  1. Усі деталі повинні бути чистими, без бруду та жиру.
  2. Постарайтеся надійно захистити роботу.
  3. «Олово» залізний наконечник невеликою кількістю припою. Зробіть це негайно, вперше використовуючи нові поради.
  4. Очистіть кінчик гарячого паяльника на вологій губці.
  5. Потім багато людей додають крихітну кількість свіжого припою до очищеного наконечника.
  6. Нагрівайте всі частини суглоба праскою протягом приблизно секунди або близько того.
  7. Продовжуйте нагрівання, а потім нанесіть достатньо припою, щоб сформувати адекватне з'єднання.
  8. Вийміть і безпечно поверніть праску на стійку.
  9. Для пайки середнього з’єднання друкованої плати потрібно лише дві-три секунди.
  10. Не рухайте деталі, поки припій не охолоне.

3.2 Характеристики хорошого сполучення:

Хороший припой має дуже мало речей, на які слід звернути увагу, порівняно з поганим. Хороший паяний шар має такі характеристики:

  1. Гладка.
  2. Яскравий.
  3. Блискучий.
  4. Чистий.
  5. Увігнуте філе припою.
  6. Хороше змочування.
  7. Кінець дроту або свинцю покривають припоєм.

4. Роби і не роби:

Виконання:

  1. Паяльник слід тримати увімкненим, лише коли виконується пайка. Коли він не використовується, його слід вимкнути.
  2. Пам’ятайте, що при пайці випари в припої шкідливі для очей та легенів. Тому завжди працюйте в добре провітрюваному приміщенні.
  3. Гарячий припій також небезпечний. Будьте впевнені, не дозволяйте сплеску навколо, тому що це спалить вас майже миттєво. Також рекомендується захист очей.

Не можна:

  1. Не використовуйте великий паяльник та великий 1/4-дюймовий кислотний сердечник. Все, що має більшу потужність, як паяльні гармати, генерує більшу частину свого тепла, пропускаючи електричний струм через дріт.
  2. Будьте обережні, щоб не застосовувати паяльник протягом тривалого періоду часу. В іншому випадку ви можете пошкодити чутливі компоненти або спалити сліди друкованої плати.
  3. Не використовуйте занадто багато припою - міцне з'єднання покладається на хорошу посадку і трохи припою.
  4. Не погоджуйтесь на поганий суглоб - якщо є сумніви, починайте спочатку.

5. Заходи безпеки:

  1. Ніколи не торкайтесь елемента або кінчика паяльника.
  2. Вони дуже гарячі (близько 400 ° C) і дадуть вам неприємний опік.
  3. Будьте обережні, щоб не торкатися мережевого шнура кінчиком праски.
  4. Для додаткового захисту праска повинна мати термостійку гнучку частину. Звичайний пластиковий згинач одразу розплавиться, якщо до нього торкнеться гаряча праска, і існує серйозний ризик опіків та ураження електричним струмом.
  5. Завжди повертайте паяльник на стійку, коли він не використовується.
  6. Ніколи не кладіть його на робочий стіл, навіть на мить. Працюйте в добре провітрюваному приміщенні.
  7. Дим, що утворюється при розплавленні припою, здебільшого відбувається від потоку і досить дратує. Уникайте його вдиху, тримаючи голову збоку від своєї роботи, а не над нею.
  8. Вимийте руки після використання припою. Припій містить свинець, який є отруйним металом.

6. Ненадійні пайки:

Деякі приклади поганих і, отже, ненадійних зв’язків, на які слід звертати увагу:

  1. Перегрітий - зневоднення; грудочки; тупий; кристалічний; виглядає так, ніби в стик кинутий пісок.
  2. Холод - погане змочування; розтяжки між подушечкою і свинцем.
  3. Перелом - погане змочування; розтяжки між подушечкою і свинцем.
  4. Не змочується - припій обмотується навколо стику.
  5. Надмірний припій - контуру свинцю або дроту не видно, а форма припою опукла.
  6. Недостатня кількість припою - отвір не закривається; мідний кінець не герметичний; він не такий широкий, як дріт чи свинець.
  7. Зволоження - зазвичай надмірна спека; припаяти кульки вгору. Це також відбувається, якщо бере участь інтерметалідна сполука.

Інші дефекти, на які слід звернути увагу, включають:

  1. Отвори або порожнечі - від пилу, бруду, потоку газу, неправильного нагрівання або іншого забруднення.
  2. Грудочки та великі отвори - неправильне очищення та видалення газів від потоку газу.
  3. Пошкоджена ізоляція дроту - надлишок тепла та/або злиття припою під ізоляцію дроту.