Андрей Смирнов
Время чтения: ~14 мин.
Просмотров: 0

Как припаять без паяльника и чем можно его заменить

Преимущества и недостатки

К преимуществам процесса пайки можно отнести:

  • возможность соединять сталь с цветными металлами;
  • высокая технологичность процесса;
  • возможность проводить паяльные операции в труднодоступных и неудобных местах;
  • возможность соединять сложные по конструкции узлы и детали;
  • процесс можно проводить не точно по контуру соединения, а по всей плоскости;
  • нагрев при пайке обеспечивает термическую обработку металлических заготовок.

Что касается недостатков пайки, основной – это невысокая прочность на отрыв и сдвиг за счет мягкости припойного металла. Сложно проводить операции, которые касаются высокотемпературной технологии.

Разновидности

Классификация пайки металлов достаточно сложна, потому что в каждой категории приходится учитывать большое количество различных параметров. Имеет значения тип припоя, способ нагрева, присутствует ли в зазоре давление или нет, как кристаллизуется паяный шов.

Но чаще всего разделение проводится по температуре расплавленного припоя. Это низкотемпературный процесс (до 450 ℃) и высокотемпературный (свыше 450 ℃).

Низкотемпературную пайку чаще всего используют именно в электронике, потому что сама технология достаточно проста и экономична. При этом появляется возможность паять мелкие детали, что актуально для этой промышленности. К тому же этим способом можно проводить соединение разнородных металлов и материалов.

Что касается высокотемпературной технологии, то она обозначается высокими прочностными характеристиками места стыка, такое соединение может выдержать даже ударные нагрузки и высокое давление.

В мелкосерийном производстве высокую температуру обеспечивают газовыми горелками или токами индукционного типа средней или высокой частоты.

В классификации процесса пайки есть еще одно разделение, в основе которого лежит тип припоя. Самый распространенный способ – использовать готовый припой.

Кстати, это не обязательно стержни из сплавов, это может быть специальная паста. Припой просто расплавляется и затекает в зазор между деталями. Здесь проявляется капиллярное явление. Силы поверхностного натяжения заставляют расплавленный металл проникать во все поры и трещины деталей.

Вторая позиция в этом разделении – реакционно-флюсовая операция, для чего используется цинкосодержащий флюс. По сути, между нагретыми кромками заготовок из металла и флюсовым материалом происходит химическая реакция, конечный результат которой и есть припой.

Подготовка

Прежде чем приступать к соединению металлических конструкций или восстановлению микросхем бытовых приборов, необходимо провести предварительную подготовку к предстоящим работам. В противном случае мастеру будет неудобно и некомфортно, а вся последовательность действий собьется.

Рабочего места

Очень важно, чтобы вентиляция в выбранном помещении работала бесперебойно, так как в процессе спаивания происходит образование вредных паров. А при отсутствии вытяжки они будут скапливаться в замкнутом пространстве, постепенно оседая в организме человека

Если же помещения не оборудовано вытяжкой, можно воспользоваться привычной всем форточкой. Вот только процесс спаивания придется останавливать на некоторое время, чтобы сделать проветривание комнаты.

Паяльника

Как известно, паяльники различаются по мощности. Модели с показателем в 20–50 Вт подходят для работы с электроникой. С их помощью можно восстанавливать разрывы тонких проводов. Модели мощностью 100 Вт и выше предназначены для спаивания слоев меди, толщина которых не превышает 1 мм. Инструмент в 200 Вт и выше позволяет специалистам работать с массивными конструкциями. Из этого следует, что для домашней эксплуатации вполне достаточно маломощного паяльника.

Прежде чем приступать к работе, паяльник необходимо подготовить. Если это первичное включение, с корпуса инструмента необходимо убрать заводскую жидкость. Не сделав этого в процессе нагрева, возникнут задымление и неприятный запах. Если вдруг у мастера не возникает желания производить очистку от смазки, необходимо подключить паяльник к удлинителю и выставить его на улицу примерно на 20 минут. Устройство быстро нагреется, а остатки заводского масла выгорят, растворившись в воздухе.

Далее необходимо проковать молотком жало и придать ему форму. Далее требуется снять с жала оксидную пленку. Для этого необходимо взять мелкозернистую наждачку или бархатный напильник. После очищения жала необходимо облужить припой.

Деталей

Процесс спаивания всегда состоит из нескольких этапов, и прежде всего необходимо подготовить металлическую поверхность, а именно: удалить окисную пленку, обезжирить – и только после приступать к облуживанию.

Обязательное условие подготовки – это зачистка старых проводов. При помощи наждачки снимается окисная пленка, однако лезвием будет гораздо удобнее. При подготовке гибких проводов придется обработать каждую отдельную проволоку. Главный признак готовности деталей к спаиванию заключается в появлении равномерного блестящего цвета поверхности, не имеющего остатков оксидной пленки.

Что касается новых проводов, у них окисная пленка отсутствует. Их облуживание делается сразу после снятия изоляции. Залужевывать медные провода требуется под флюсом. В случае когда работа происходит с алюминием, процедуры зачистки и облуживания придется совместить.

Вспененный полистирол

Что такое пайка и в чем суть процесса

Конечным результатом пайки является соединение между собой двух металлических элементов. Сам процесс спаивания обеспечивается независимым металлом с гораздо более низкой температурой плавления. Именно этот металл выполняет функцию припоя.

Каждый способ пайки основывается на принципе прогрева металлических элементов в точке соединения. Температура прогрева должна превышать температуру, при которой плавится металл, используемый для припоя. В подобном режиме металл припоя, будучи расплавленным, свободно затекает в промежутки и щели между деталями, проникая частично даже в саму металлическую структуру. После застывания в данном месте происходит образование механической связи и электрического контакта.

Существует два основных условия, без соблюдения которых решение задачи, как правильно паять будет просто невозможно:

  • В точке спаивания элементы должны быть максимально чистыми. Соединение с поверхностью осуществляется на молекулярном уровне, и даже небольшая грязь или пленка окисла значительно снизит надежность контакта. Вполне возможно, что детали вообще не соединятся.
  • Соблюдение температурного режима, о котором говорилось ранее. В случае недостаточной разницы температур, кристаллическая решетка припоя не сможет нормально сформироваться из-за термической усадки во время застывания.

Медь и ее сплавы хорошо соединяются традиционными припоями. Они годятся для стали, алюминия и других металлов. Единственным серьезным ограничением считается пайка крупных металлических деталей из-за невозможности их прогрева до нужных температур.

Чаще всего припой состоит из оловянно-свинцового сплава, в котором может содержаться различное количество олова. Процент содержания отображается в маркировке, например, ПОС-40 или ПОС-60. От этого показателя зависит и температура плавления, составляющая для первого припоя – 235 градусов, а для второго – 183 градуса. Еще ниже температура плавления припоя ПОСВ-33, состоящего из олова, свинца и висмута. Для соединения алюминиевых деталей требуются специальные припои с высокой температурой плавления.

В домашних условиях

Пайка микросхем в домашних условиях может потребоваться для ремонта сложной бытовой техники, материнских плат компьютеров.

Как правило, чтобы припаять ножки микросхемы, используют паяльник или паяльный фен.

Работа паяльником осуществляется с помощью обычного припоя или паяльной пасты.

В последнее время стал чаще применяться бессвинцовый припой для пайки с более высокой температурой плавления. Это необходимо для уменьшения вредного действия свинца на организм.

Какие приспособления потребуются

Для пайки микросхем, кроме самого паяльного оборудования, потребуются еще некоторые приспособления.

Если микросхема новая и выполнена в BGA-корпусе, то припой уже нанесен на ножки в виде маленьких шариков. Отсюда и название – Ball Grid Array, что означает массив шариков. Такие корпуса предназначены для поверхностного монтажа. Это означает, что деталь устанавливается на плату, и каждая ножка быстрым точным действием припаивается к контактным пятачкам.

Если же микросхема уже использовалась в другом устройстве и используется как запчасти, бывшие в употреблении, необходимо выполнить реболлинг. Реболлингом называется процесс восстановления шариков припоя на ножках. Иногда он применяется и в случае отвала – потери контакта ножек с контактными пятачками.

Для осуществления реболлинга понадобится трафарет – пластина из тугоплавкого материала с отверстиями, расположенными в соответствии с расположением выводов микросхемы. Существуют готовые универсальные трафареты под несколько самых распространенных типов микросхем.

Паяльная паста и флюс

Для правильной пайки микросхем необходимо соблюдать определенные условия. Если работа осуществляется паяльником, то жало его должно быть хорошо облужено.

Для этого используется флюс – вещество, растворяющее оксидную пленку и защищающее жало от окисления до покрытия припоем во время пайки микросхемы.

Наиболее распространенный флюс – сосновая канифоль в твердом, кристаллическом виде. Но, чтобы припаять микросхему, такой флюс не годится. Ножки ее и контактные пятачки обрабатывают жидким флюсом. Его можно сделать самостоятельно, растворив канифоль в спирте или кислоте, а можно купить готовый.

Припой в этом случае удобнее использовать в виде присадочной проволоки. Иногда он может содержать внутри флюс из порошковой канифоли. Можно приобрести готовый паяльный набор для пайки микросхем, включающий в свой состав канифоль, жидкий флюс с кисточкой, несколько видов припоя.

При осуществлении реболлинга используется паяльная паста, представляющая собой основу из вязкого материала, в которой содержатся мельчайшие шарики припоя и флюса. Такая паста наносится тонким слоем на ножки микросхемы с обратной стороны трафарета. После этого паста разогревается феном или инфракрасным паяльником до расплавления припоя и канифоли. После застывания, они образуют шарики на ножках микросхемы.

Ошибка №7 Чистка жала.

Через
какое-то время эксплуатации жало любого паяльника обрастает нагаром. В первую
очередь это касается работы с канифолью.

Она выгорает
и оставляет несмываемые следы. Старые советские паяльники делались с
нагревательным элементом из нихромовой проволоки и медным жалом.

После такого
“загрязнения” все элементарно обтачивалось напильником. А вот с новыми моделями
данный фокус уже не пройдет.

У них
керамический нагревательный элемент и никелированное медное жало с напылением
для лучшего прилипания олова. Если вы пройдете пару раз наждачкой или
напильником по такому жалу, то вы просто сотрете весь чудо состав.

После такой
обработки можете сразу заказывать себе новый девайс.

В связи с
этим обстоятельством, казалось бы, нужно делать однозначный выбор в пользу
медного инструмента. Однако и с медью не все так просто.

При частой
работе, жала у таких паяльников выгорают до такой степени, что через некоторое
время приходится покупать новые, либо целиком менять паяльник. У современных
моделей такой проблемы нет.

Для того, чтобы безопасно очистить жало нового образца, существует специальная губка.

Некоторые этого до сих пор не знают, но ее нужно смачивать.

Каждый раз при пайке вытирайте об нее все остатки нагара и проблем с продолжительной эксплуатацией инструмента не возникнет.

При выборе
паяльника правильно подбирайте подходящее жало. Диаметр жала должен быть на
порядок больше диаметра провода, иначе температура жала будет сильно падать при
контакте с проводом и прогреть место пайки не получится.

Наибольшее
распространение получили 4 вида из них:

отвертка

Для пайки
крупных компонентов.

скошенная кромка

Для переноса
припоя.

конус

Для средних
по размеру компонентов.

игла

Для работы с
мелкими деталями (SMD диоды).

У
качественных моделей в комплекте идет сразу несколько видов с разной формой.

Что такое пайка?

Пайка своими руками в домашних условиях сводится к следующим технологическим операциям:

  • Паяемые поверхности очищают от загрязнений, коррозионных корок и т.п.
  • Зачищают до блеска, т.е. до отсутствия видимых следов окислов;
  • Покрывают флюсом – веществом, удаляющим остатки окисла и не допускающим окисления поверхностей в дальнейшем процессе. Для флюсовки под лужение предпочтительно использовать не жидкие или твердые флюсы, а флюс-пасты;
  • Затем поверхности лудят – наносят на них расплавленный припой (специально предназначенный для пайки сплав), он при этом растекается тонкой пленкой и химически соединяется с основным металлом;
  • Детали предварительно соединяют механически: скруткой, сжатием пинцетом, пассатижами, в тисках, струбциной и пр.
  • Наносят еще флюс, чтобы не допустить окисления припоя под нагревом;
  • Наносят с прогревом еще припой (возможно, уже другой) до получения спая заданного качества;
  • Если пайка велась паяльником с луженым жалом (см. ниже), по ее окончании его очищают и покрывают неактивным флюсом. Чтобы пайки были качественными, обычный паяльник должен храниться с зафлюсованным жалом!

Далее мы рассмотрим подробнее операции ключевые, на которые следует обратить особое внимание, чтобы научиться паять как следует

Зачистка

Зачистка после очистки – первая каверзная операция пайки. Использование для нее абразивов недопустимо! Их мельчайшие частички, въевшиеся в металл, полностью удалить невозможно. Впоследствии они становятся очагами процессов, разрушающих спай.

Зачищают поверхности под пайку надфилем, напильником, шаберным инструментом (разные виды скребков) или просто ножом. Но лучше всего, особенно если готовятся для пайки токоведущие провода, сразу покрыть их активированным флюсом (см. далее), а после пайки тщательно удалить его остатки. Это удобно делать зубной щеткой, смоченной спиртом.

Ошибка №10 Излишки припоя.

Бывает, что
при пайке электронных плат можно случайно переборщить с припоем. Либо
элементарно перепутать место пайки.

Что в этом
случае делать? Казалось бы, все просто. Достаточно заново разогреть место и
убрать все излишки олова.

Однако проделывать эту процедуру при помощи одного лишь паяльника не всегда безопасно. Дело в том, что такая чистка занимает много времени, и каждый раз касаясь компонента, вы разогреваете участок пайки все сильнее и сильнее.

В конечном итоге у вас выгорит кусочек платы, а дорожки просто расплавятся.

Кто-то советует
в этом месте по возможности цеплять “крокодильчик”, который должен забирать
излишки тепла на себя.

А что делать, если на плате не одна точка пайки, а несколько в ряд?

Чтобы безопасно выпаять длинный компонент, профессионалы рекомендуют использовать оплетку.

Это что-то вроде медной косички с флюсом внутри. Прикладываете ее в нужную точку, сверху придавливаете паяльником и не спеша протягивать вдоль.

При этом она впитает в себя все излишки припоя, освобождая место пайки. Есть еще и специальные оловоотсосы, но эти приспособы для тех, кто постоянно и профессионально занимается пайкой.

Для всех остальных достаточно будет и косички. В качестве нее можно приспособить медную оплетку от экранированного провода (антенный или телевизионный кабель РК).

Только перед использованием обработайте «сеточку» жидкой канифолью.

Источники — AmperkaRu, AlexGyver

Фольга как способ пайки

Способ пайки с использованием фольги характеризуется практичностью. Как правило, для восстановления соединения требуется всего 5 минут. Фольга может применяться в качестве припоя, который разматывается по всей площади и разогревается до высокой температуры. За счет этого существенно повышается пластичность материала, после остывания он затвердевает.

Фольга может применяться в самых различных случаях. Примером можно назвать повреждение платы или соединения проводов. Среди особенностей проводимой работы отметим следующие моменты:

  1. Выполняется стандартная подготовка контактов.
  2. Концы скручиваются для формирования соединения. За счет этого существенно повышается надежность соединения.
  3. Отрезается требуемое количество фольги, место соединения оборачивается в несколько мотков.

После этого при помощи строительного фена или другого источника тепла проводится равномерный нагрев. Поверхность фольги при воздействии тепла быстро становится мягкой и пластичной, после прекращения нагрева быстро остывает и затвердевает, обеспечивая требуемую степень герметизации и прочность.

В заключение отметим, что без паяльника провести ювелирные работы, а также пайку плат практически невозможно. Это связано с отсутствием возможности направленного воздействия теплом. Однако, в некоторых случаях паяльник и другие инструменты не требуются.

Технические требования

Для того чтобы правильно выбрать паяльник для пайки микросхем потребуется более подробно разобраться с такими его характеристиками, как особенности конструкции нагревателя, потребляемая мощность и тип жала. Удобнее будет рассмотреть каждый из этих факторов по отдельности.

Конструкция нагревательного элемента

Тип узла нагрева микропаяльного устройства выбирается, исходя из предполагаемого режима работы с ним. Спиральные нагреватели, отличающиеся большой инерционностью, как правило, используются при необходимости длительной пайки изделий. В отличие от них инструменты с керамическими нагревательными элементами характеризуются высоким быстродействием, но при этом они менее долговечны.

Для начинающих радиолюбителей с небольшим стажем работ для пайки микросхем лучше всего подойдёт модель, оснащённая спиральным нагревателем. При таком выборе одновременно удаётся получить выигрыш и по расходу электроэнергии.

По способу нагрева рабочей части оптимально подходят электрические устройства, работающие от сети 220 Вольт (через трансформатор) или от USB разъёма.

Мощность

Для пайки микросхем следует применять мини паяльники с электрической мощностью до 12-ти Ватт. Обычно этот показатель стараются сделать ещё ниже, для чего не исключается вариант применения устройств, питающихся от разъёма USB (мощность не более 8-ми Ватт).

В отдельных случаях выбирают паяльники с ещё меньшим показателем, не превышающим 4-х Ватт. При этих значениях мощности выход из строя миниатюрных элементов практически исключается.

Более мощный паяльник может потребоваться лишь в случае, когда необходимо выпаять заведомо неисправную микросхему. В этом случае следует применять специальные средства, обеспечивающие сохранность контактных пятачков и подводящих дорожек на демонтируемой плате.

Перед пайкой новой микросхемы из всех существующих и подходящих для этих целей моделей предпочтение следует отдать паяльникам, оснащенным терморегулятором.

Кроме того, нежелательно, чтобы мини паяльник работал непосредственно от сети 220 Вольт, так как в этом случае через него на ножки чипа может попасть высокое напряжение. Оптимальными для таких ситуаций являются пониженные величины питания (12, 24 и 36 Вольт), получаемые посредством трансформатора с регулируемой вторичной обмоткой.

Иногда такие преобразователи входят в комплект фирменных паяльных устройств или продаются отдельно. Для желающих немного сэкономить существует неплохой вариант – изготовить понижающий трансформатор своими руками. Для этого можно воспользоваться любым старым модулем, в состав которого входит трансформаторный блок, и перемотать его вторичную обмотку под требуемое напряжение.

Качество жала

Миниатюрный паяльник, помимо всего прочего, должен оснащаться подходящим для пайки микросхем жалом, которое должно быть достаточно тонким и износостойким. Его рекомендуемая толщина – не более 3 миллиметров – выбирается из условия удобства пайки ножек чипа в самых недоступных местах.

Стандартное расстояние между ножками микросхемы в отдельных случаях не превышает одного миллиметра, что также определяет предельно допустимую толщину рабочей части паяльного инструмента.

При выборе следует определиться и с формой жала, оптимально подходящей для работы с микросхемами. В рассматриваемом случае проще всего воспользоваться вариантом со скошенной конечной частью, которую можно получить, если воспользоваться напильником.

Для облегчения выбора подходящего для пайки наконечника специалисты советуют при покупке паяльника обратить внимание на модели, в комплект которых входит целый набор таких жал

Ещё одной важной характеристикой рабочей части паяльника является его износостойкость, при оценке которой необходим учёт ряда факторов. Прежде всего, следует определиться с тем, имеет ли смысл приобретать дорогостоящее жало только для того, чтобы запаять одну микросхему

Прежде всего, следует определиться с тем, имеет ли смысл приобретать дорогостоящее жало только для того, чтобы запаять одну микросхему

Ещё одной важной характеристикой рабочей части паяльника является его износостойкость, при оценке которой необходим учёт ряда факторов. Прежде всего, следует определиться с тем, имеет ли смысл приобретать дорогостоящее жало только для того, чтобы запаять одну микросхему

Но если приходится работать с чипами постоянно – лучше один раз поиздержаться и приобрести пусть и не очень дешёвый, но зато надёжный износостойкий наконечник.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации