Какой припой лучше для пайки радиодеталей. Учимся как правильно паять паяльником. Вот как нужно проводить пайку проводов

Умение паять в современной жизни, насыщенной электроприборами и электроникой, необходимо так же, как умение пользоваться отверткой и вантузом. Методов пайки металлов существует много, но прежде всего нужно знать, как паять паяльником, хотя в бытовых условиях осуществимы и могут понадобиться также другие ее способы. В помощь желающим освоить технологию ручных спаечных работ и предназначена эта статья.

Флюсы

Паяльные флюсы делятся на нейтральные (неактивные, бескислотные), химически с основным металлом не взаимодействующие или взаимодействующие в ничтожной степени, активированные, химически действующие на основной металл при нагреве, и активные (кислотные), действующие на него и холодными. В отношении флюсов наш век принес больше всего нововведений; большей частью все же хороших, но начнем с неприятных.

Первое – технически чистого ацетона для промывки паек в широкой продаже больше нет вследствие того, что он используется в подпольном производстве наркотиков и сам обладает наркотическим действием. Заменители технического ацетона – растворители 646 и 647.

Второе – хлористый цинк в активированных флюс-пастах часто заменяют тераборнокислым натрием – бурой. Соляная кислота – высокотоксичное химически агрессивное летучее вещество; хлорид цинка также токсичен, а при нагреве сублимирует, т.е. улетучивается не плавясь. Бура безопасна, но при нагреве выделяет большое количество кристаллизационной воды, что немного ухудшает качество пайки.

Примечание: бура сама по себе паяльный флюс для пайки погружением в расплавленный припой, см. далее.

Хорошая новость – теперь в продаже есть широчайший ассортимент флюсов на все случаи паяльной жизни. Для обычных спаечных работ вам понадобятся (см. рис.) недорогие СКФ (спиртоканифольный, бывший КЭ, второй в списке бескислотных флюсов в табл. I.10 на рис. выше) и паяльная (травленая) кислота, это первый в списке кислотный флюс. СКФ пригоден для пайки меди и ее сплавов, а паяльная кислота – для стали.

Пайки от СКФ нужно обязательно промывать: в состав канифоли входит янтарная кислота, при длительном контакте разрушающая металл. Кроме того, случайно пролитый СКФ мгновенно растекается по большой площади и превращается в очень долго сохнущую чрезвычайно липкую гадость, пятна от которой ничем не сводятся ни с одежды, ни с мебели, ни с пола со стенами. В общем СКФ для пайки хороший флюс, но не для ротозеев с растяпами.

Полноценный заменитель СКФ, но не такой противный при небрежном обращении – флюс ТАГС. Стальные детали более массивные, чем допустимо для пайки паяльной кислотой, и более прочно, паяют флюсом Ф38. Универсальным флюсом можно паять практически любые металлы в любых сочетаниях, в т.ч. алюминий, но прочность спая с ним не нормируется. К пайке алюминия мы еще вернемся.

Примечание: радиолюбители, имейте в виду – сейчас есть в продаже флюсы для пайки эмалированных проводов без зачистки!

Другие виды пайки

Любители мастерить также часто паяют сухим паяльником с бронзовым нелуженым жалом, т. наз. паяльным карандашом, поз. 1 на рис. Он хорош там, где недопустимо растекание припоя вне зоны пайки: в ювелирных изделиях, витражах, паяных предметах прикладного искусства. Иногда всухую паяют и микрочипы, монтируемые на поверхность, с шагом расположения выводов 1,25 или 0,625 мм, но это дело рискованное и для опытных специалистов: плохой тепловой контакт требует избыточной мощности паяльника и длительного нагрева, а обеспечить стабильность прогрева при ручной пайке невозможно. Для сухой пайки применяют гарпиус из ПОСК-40, 45 или 50 и флюс-пасты, не требующие удаления остатков.

Тупиковые скрутки толстых проводов (см. выше) паяют погружением в футорку – ванночку с расплавленным припоем. Когда-то футорку грели паяльной лампой (поз. 2а), но ныне это дикость первобытная: электрофуторка, или паяльная ванна (поз. 2) дешевле, безопаснее и дает лучшее качество пайки. Скрутку в футорку вводят сквозь слой кипящего флюса, подаваемого на припой после его расплавления и прогрева до рабочей температуры. Простейший флюс в данном случае – порошок канифоли, но она скоро выкипает и еще быстрее пригорает. Лучше флюсовать футорку бурой, а если паяльная ванна используется для оцинковки мелких деталей, то это единственно возможный вариант. В таком случае максимальная температура футорки должна быть не ниже 500 градусов Цельсия, т.к. цинк плавится при 440.

Наконец, массивную медь в изделиях, напр. трубы, паяют высокотемпературной пайкой в пламени. В нем всегда есть несгоревшие частицы, жадно поглощающие кислород, поэтому пламя обладает, как говорят химики, восстановительными свойствами: снимает остаточный окисел и не дает образоваться новому. На поз. 3 видно, как пламя специальной паяльной горелки буквально выдувает все ненужное из зоны пайки.

Высокотемпературную пайку ведут, см. рис. справа, равномерно потирая с нажимом зону пайки 1 палочкой твердого припоя 2. Пламя горелки 3 должно следовать за припоем, чтобы горячее пятно не оказалось на воздухе. Предварительно зону пайки греют, пока не пойдут цвета побежалости. К луженой твердым припоем поверхности можно припаять что-то еще припоем мягким как обычно. Подробнее о пайке в пламени см. далее, когда дело дойдет до труб.

Курьезно, но в некоторых источниках паяльную горелку обзывают паяльной станцией. Ну, рерайт есть рерайт, что с него возьмешь. На самом деле настольная паяльная станция (см. след. рис.) – оборудование для тонких паяльных работ: с микрочипами и др., где недопустим перегрев, растекание припоя куда не надо и пр. огрехи. Паяльная станция точно поддерживает заданную температуру в зоне пайки, и, если станция газовая, то контролирует подачу туда газа. В таком случае горелка входит в ее комплект, но сама по себе паяльная горелка паяльная станция не более, чем каменоломня – собор Василия Блаженного.

Как паять алюминий

Благодаря современным флюсам паять алюминий стало в общем не сложнее, чем медь. Для низкотемпературной его пайки предназначен флюс Ф-61А, см. рис. Припой – любой аналог припоев Авиа; в продаже есть разные. Единственно что – стержень в паяльник лучше вставить бронзовый луженый с насечками на жале примерно как у напильника. Он под слоем флюса легко соскоблит прочную пленку окисла, которая и не дает алюминию паяться просто так.

Для высокотемпературной пайки алюминия припоем 34А предназначен флюс Ф-34А. Однако греть зону пайки пламенем нужно очень осторожно: температура плавления самого алюминия всего 660 Цельсия. Поэтому высокотемпературную пайку алюминия лучше применять беспламенную камерную (пайка с печным подогревом), но оборудование для нее стоит дорого.

Есть еще «пионерский» способ пайки алюминия с предварительным омеднением. Он пригоден, когда требуется только электрический контакт, а механические напряжения в зоне пайки исключены, напр., если нужно соединить алюминиевый кожух с общей шиной печатной платы. «По-пионерски» пайка алюминия осуществляется на установке, показанной на рис. слева. Порошок медного купороса насыпают горкой в зону пайки. Зубную щетку пожестче, обмотанную голым медным проводом, окунают в дистиллированную воду и растирают ею с нажимом купорос. Когда на алюминии появится медное пятно, его лудят и паяют как обычно.

Мелкая пайка

В пайке печатных плат есть свои особенности. Как паять детали на печатные платы, в целом см. небольшой мастер-класс в рисунках. Лужение проводов отпадает, т.к. выводы радиокомпонент и чипов уже луженые.

В любительских условиях, во-первых, нет особого смысла лудить все токоведущие дорожки, если устройство работает на частотах до 40-50 МГц. В промышленном производстве платы лудят низкотемпературными способами, напр. напылением или гальваническим. Прогрев дорожек паяльником по всей длине ухудшит их сцепление с основой и увеличит вероятность отслоения. После монтажа компонент плату лучше покрыть лаком. Медь от этого сразу потемнеет, но на работоспособность устройства это никак не повлияет, если только речь не идет об СВЧ.

Затем, взгляните на нечто безобразное слева на след. рис. За такой брак и в недоброй памяти советском МЭПе (министерстве электронной промышленности) монтажников разжаловали в грузчики или подсобники. Дело даже не во внешнем виде или перерасходе дорогого припоя, а, во-первых, в том, что за время остывания этих блямб перегрелись и монтажные площадки, и детали. А большие тяжелые наплывы припоя – довольно инертные для уже ослабленных дорожек грузики. Радиолюбителям хорошо знаком эффект: спихнул нечаянно плату-«каракатицу» на пол – 1-2 или более дорожек отслоились. Не дожидаясь и первой перепайки.

Паечные наплывы на печатных платах должны быть округлыми гладкими высотой не более 0,7 диаметра монтажной площадки, см. справа на рис. Кончики выводов должны немного выступать из наплывов. Кстати, плата полностью самодельная. Есть способ в домашних условиях сделать печатный монтаж таким же точным и четким, как фабричный, да еще и вывести там надписи, какие хочется. Белые пятнышки – блики от лака при фотосъемке.

Наплывы вогнутые и тем более сморщенные – тоже брак. Просто вогнутый наплыв значит, что припоя недостаточно, а морщинистый, кроме того, что в пайку проник воздух. Если собранное устройство не работает и есть подозрение на непропай, смотрите в первую очередь такие места.

ИМС и чипы

По сути интегральная микросхема (ИМС) и чип одно и тоже, но для ясности, как в общем и принято в технике, микросхемами-«микрухами» оставим ИМС в DIP-корпусах, до больших по степени интеграции включительно, с выводами через 2,5 мм, устанавливаемые в монтажные отверстия или паечные пистоны, если плата многослойная. Чипами пусть будут сверхбольшие ИМС-«миллионники», монтируемые на поверхность, с шагом выводов 1,25 мм и меньшим, а микрочипами – миниатюрные ИМС в таких же корпусах для телефонов, планшетов, ноутбуков. Процессоры и прочих «камни» с жесткими многорядными штыревыми выводами не трогаем: они не паяются, а устанавливаются в специальные панельки, которые запаиваются в плату однократно при ее сборке на предприятии.

Заземление паяльника

Современные КМОП (CMOS) ИМС по чувствительности к статическому электричеству такие же, как ТТЛ и ТТЛШ, держат без повреждения потенциал в 150 В в течение 100 мс. Амплитудное значение действующего напряжения сети 220 В – 310 В (220х1,414). Отсюда вывод: паяльник нужен низковольтный, на напряжение 12-42В, включенный через понижающий трансформатор на железе, не через импульсник или емкостный балласт! Тогда даже прямой пробой на жало не испортит дорогущие чипы.

Остаются еще случайные, и тем более опасные, выбросы сетевого напряжения: сварку рядом включили, бросок сети был, проводка заискрила и т.п. Самый надежный способ уберечься от них – не отводить «бродячие» потенциалы с жала паяльника, а не пускать из туда. Для этого еще на спецпредприятиях СССР применялась схема включения паяльников, показанная на рис.:

Точка соединения C1 C2 и сердечник трансформатора подключаются непосредственно к контуру защитного заземления, а к средней точке вторичной обмотки – экранная обмотка (незамкнутый виток медной фольги) и заземлители рабочих мест. К контуру эта точка подключается отдельным проводом. При достаточной мощности трансформатора к нему можно подключать сколько угодно паяльников, не заботясь о заземлении каждого в отдельности. В домашних условиях точки a и b соединяют с общей клеммой заземления отдельными проводами.

Микросхемы, пайка

Микросхемы в DIP-корпусах паяются как прочие радиоэлектронные компоненты. Паяльник – до 25 Вт. Припой – ПОС-61; флюс – ТАГС или спиртоканифоль. Смывать его остатки нужно ацетоном или его заменителями: спирт берет канифоль туго, и между ножками отмыть им полностью не удается ни кисточкой, ни ветошью.

Что до чипов и тем более микрочипов, то паять их вручную настоятельно не рекомендуется специалистам любого уровня: это лотерея в весьма проблематичным выигрышем и весьма вероятным проигрышем. Если уж у вас дело дойдет до таких тонкостей как ремонт телефонов и планшетов, то придется раскошелиться на паяльную станцию. Пользоваться ею не намного сложнее, чем ручным паяльником, см. видео ниже, а цены вполне приличных паяльных станций ныне доступны.

Видео: уроки пайки микросхем

Микросхемы, выпайка

«По-правильному», ИМС для проверки при ремонте не выпаиваются. Их диагностика производится на месте специальными тестерами и методами и негодная удаляется раз и навсегда. Но любители не всегда могут себе это позволить, поэтому на всякий случай ниже даем ролик о методах выпайки ИМС в DIP-корпусах. Чипы с микрочипами умельцы тоже исхитряются выпаивать, напр., подсовывая под ряд выводов нихромовую проволочку и грея сухим паяльников, но это лотерея еще менее выигрышная, чем ручной монтаж больших и сверхбольших ИМС.

Видео: выпайка микросхем – 3 способа

Как паять трубы

Медные трубы паяют высокотемпературным способом любым твердым припоем для меди с активированной флюс-пастой, не требующей удаления остатков. Далее возможны 3 варианта:

• В медных (латунных, бронзовых) соединительных муфтах – паяльных фитингах.
• С полной раздачей.
• С неполными раздачей и сжатием.

Пайка медных труб в фитингах надежнее прочих, но требует значительных дополнительных расходов на муфты. Единственный случай, когда она незаменима – устройство отвода; тогда используется фитинг-тройник. Обе паяемые поверхности заранее не лудят, но покрывают флюсом. Затем трубу вводят в фитинг, надежно фиксируют и пропаивают стык. Пайка считается законченной, когда припой перестанет уходить в зазор между трубой и муфтой (нужен 0,5-1 мм) и выступит снаружи небольшим валиком. Фиксатор снимают не ранее чем через 3-5 мин по затвердевании припоя, когда стык уже можно держать рукой, иначе припой не наберет прочность и стык когда-то да потечет.

Как паяют трубы с полной раздачей, показано слева на рис. Давление «раздатая» пайка держит такое же, как и фитинговая, но требует доп. специнструмента для разворачивания раструба и повышенного расхода припоя. Фиксация впаиваемой трубы не обязательна, ее можно вдвинуть в раструб с проворотом, пока не заклинит намертво, поэтому пайку с полной раздачей часто делают в неудобных для установки фиксатора местах.

В домашней разводке из тонкостенных труб малого диаметра, где давление уже небольшое, а его потери несущественны, целесообразной может оказаться пайка с неполной раздачей одной трубы и сужением другой, поз. I справа на рис. Для подготовки труб достаточно круглой палки из твердого дерева с коническим острием в 10-12 градусов с одной стороны и усеченно-конической лункой в 15-20 градусов с другой, поз II. Концы труб обрабатывают, пока они без заклинивания не войдут друг в друга прим. на 10-12 мм. Лудят поверхности заранее, наносят на луженые еще флюса и соединяют до заклинивания. Затем греют до плавления припоя и подпирают зауженную трубу, пока ее не заклинит. Расход припоя выходит минимальным.

Важнейшее условие надежности такого стыка – сужение должно быть ориентировано по току воды, поз. III. Школьный закон Бернулли – обобщение для идеальной жидкости в широкой трубе, а у реальной жидкости в узкой трубе за счет ее (жидкости) вязкости максимум скачка давления смещается противоположно току, поз. IV. Возникает составляющая силы давления, прижимающая зауженную трубу к раздатой, и пайка получается очень надежной.

Что еще?

Ах да, подставки для паяльников. Классическая, слева на рис., пригодна для любых стержневых. Где на ней быть ванночкам для припоя и канифоли – дело ваше, какой-либо регламентации нет. Для маломощных паяльников с фартуком пригодны упрощенные подставки-скобы, в центре.

В начале своей радиолюбительской деятельности многие начинающие радиолюбители редко задаются вопросом о том, какие бывают припои и каковы их свойства.

Для сборки простейших самодельных устройств достаточно самого распространённого ПОС-61 или ему подобного. Как говориться: "Было бы, чем паять…"

Припой можно даже не покупать. Достаточно взять старую печатную плату от какого-нибудь электронного прибора и собрать его разогретым жалом паяльника с паяных контактов.

Особенно такой метод "добычи" актуален для тех, кто живёт вдали от городов и крупных населённых пунктов, где нет возможности побывать в магазине радиотоваров.

Но всё же, припой припою рознь. В своей практике человек, имеющий дело с электроникой, должен разбираться в вопросе его выбора. Поэтому рассмотрим подробно, какие бывают припои, для чего они применяются, какой из них лучше использовать для монтажа электронных схем и ремонта бытовой радиоаппаратуры.

Какие бывают припои?

Припои делят на мягкие (легкоплавкие) и твёрдые. Для монтажа радиоаппаратуры применяются как раз легкоплавкие, т.е. такие, температура плавления которых лежит в пределах до 300 – 450 0 C. Мягкие припои по своей прочности уступают твёрдым, но для сборки электронных приборов применяются именно они.

Припой представляет собой сплав металлов. Для легкоплавких припоев это, как правило, сплав олова и свинца. Именно эти металлы составляют большую часть в сплаве. Также в нём могут присутствовать и легирующие металлы, но их количество в составе невелико. Примеси других металлов вводят в сплав для получения определённых характеристик (температуры плавления, пластичности, прочности, устойчивости к коррозии).

Наибольшее распространение получил припой марки ПОС (Припой Оловянно-Свинцовый). Далее за кратким обозначением его марки следует число, которое показывает процентное содержание в нём олова. Так в ПОС-40 содержится 40% олова, а в ПОС-60, соответственно, 60%.

Бывает, что в пользование попадает припой неизвестной марки. Приблизительно оценить его состав можно по косвенным признакам:

Припои оловянно-свинцовой группы имеют температуру плавления 183 – 265 0 C.

Если припой имеет яркий металлический блеск, то в нём достаточно большое содержание олова (ПОС-61, ПОС-90).

И, наоборот, если он тёмно-серого цвета, а поверхность матовая, то это указывает на большое содержание свинца. Именно свинец придаёт поверхности своеобразный сероватый оттенок.

Припои, в которых много свинца очень пластичны.

Так, например, пруток припоя диаметром 8 мм. с большим содержанием свинца (ПОС-30, ПОС-40) легко гнётся руками. Олово, в отличие от свинца, придаёт сплаву прочность и жёсткость. Если олова в сплаве много, то легко погнуть такой пруток уже не получится.

ПОС-40 (пруток)

Рассмотрим, в каких целях используются припои оловянно-свинцовой группы (ПОС).

ПОС-90 (Sn 90%, Pb 10%). Применяется при ремонте пищевой посуды и медицинского оборудования. Как видим, в нём небольшое содержание свинца (10%), который достаточно токсичен и его применение в вещах, соприкасающихся с пищей и водой недопустимо.

ПОС-40 (Sn 40%, Pb 60%). В основном служит для пайки электроаппаратуры и деталей из оцинкованного железа, применяется для ремонта радиаторов, латунных и медных трубопроводов.

ПОС-30 (Sn 30%, Pb 70%). Его применяют в кабельной промышленности, а также используют для лужения и пайки листового цинка.

И, наконец, ПОС-61 (Sn 61%, Pb 39%). Тоже, что и ПОС-60. Думаю, между ними особой разницы нет.

ПОС-61 используется для лужения и пайки печатных плат радиоаппаратуры. Именно он в основном служит материалом для сборки электроники. Температура его плавления начинается со 183 0 C, а полное расплавление достигается при температуре в 190 0 C.

Производить пайку таким припоем можно с помощью обычного паяльного инструмента не боясь перегрева радиоэлементов, поскольку полное его расплавление достигается уже при 190 0 C.

ПОС-30,ПОС-40,ПОС-90 полностью расплавляются при температурах в 220 – 265 0 C. Для многих радиоэлектронных компонентов такая температура является предкритической. Поэтому для сборки самодельных электронных устройств лучше использовать ПОС-61.

Зарубежным аналогом ПОС-61 можно вполне считать припой Sn63Pb37 (олова 63%, свинца 37%). Он также применяется для пайки радиоаппаратуры и для изготовления самодельной электроники. Радиолюбители выбирают именно его, как альтернативу отечественному ПОС-61.

Как правило, любой припой продаётся в катушках или тюбиках по 10 ~ 100 грамм. На упаковке указывается состав сплава, например, так: Alloy 60/40 ("Сплав 60/40" – он же ПОС-60). Имеет форму проволоки разного диаметра (от 0,25 до 3мм).

Также не редкость, что в его состав входит флюс (FLUX), которым заполнена сердцевина проволоки. Содержание флюса указывается в процентах (обычно от 1 до 3,5%). Такой форм-фактор очень удобен. При работе нет необходимости отдельно подавать флюс к месту пайки.

Одной из разновидностей припоев ПОС является припой марки ПОССу . Да, если произнести вслух, то звучит не очень то презентабельно . Но, несмотря на это, оловянно-свинцовый припой c сурьмой (именно так расшифровывается сокращённое обозначение) применяется в автомобилестроении, в холодильном оборудовании, для пайки обмоток электрических машин, элементов электроаппаратуры, моточных деталей и кабельных изделий. Хорошо подходит для пайки оцинкованных деталей. В таком сплаве кроме свинца и олова присутствует от 0,5% до 2% сурьмы.

Как видим из таблицы, припой ПОССу-61-0,5 наиболее подходит для замены ПОС-61, так как имеет температуру полного расплавления – 189 0 C.

Стоит отметить, что существует и полностью бессвинцовый оловянно-сурьмянистый припой ПОСу 95-5 (Sn 95%, Sb 5%). Температура его плавления 234 – 240 0 С.

Низкотемпературные припои.

Среди припоев существуют и такие, которые предназначены специально для пайки компонентов очень чувствительных к перегреву. Самым "высокотемпературным" среди низкотемпературных является ПОСК-50-18 . Он имеет температуру плавления 142–145 0 C. В своём составе ПОСК-50-18 имеет 50% олова и 18% кадмия. Остальные 32% приходится на свинец. Наличие в сплаве кадмия усиливает устойчивость к коррозии, но и придаёт ему токсичность.

Далее по убыванию температуры плавления идёт сплав РОЗЕ (Sn 25%, Pb 25%, Bi 50%). Маркируется как ПОСВ-50 . Температура его плавления ниже температуры кипения воды и составляет 90 – 94 0 C. Он предназначен для пайки меди и латуни. В составе сплава РОЗЕ олово занимает 25%, свинец – 25%, висмут – 50%. Процентное соотношение металлов в сплаве может немного отличаться. Обычно указывается в графе "Состав" на упаковке.

Этот сплав очень популярен у радиомехаников и вообще у всех электронщиков. Применяют его для демонтажа/монтажа чувствительных к перегреву элементов. Кроме всего прочего, данный сплав идеально подходит для лужения медных дорожек только что изготовленной печатной платы.

Находит применение в плавких защитных предохранителях, которые можно обнаружить в любой радиоаппаратуре.

Ещё более низкотемпературным является сплав ВУДА (Sn 10%, Pb 40%, Bi 40%, Cd 10%). Его температура плавления 65 – 72 0 C. Так как в сплаве ВУДА присутствует кадмий (10%), то он токсичен, в отличие от сплава РОЗЕ.

Стоит отметить, что сплавы РОЗЕ и ВУДА достаточно дороги.

Паяльная паста.

В конце и без того длинного повествования хотелось бы немного рассказать о паяльной пасте. Используется она в основном для пайки поверхностно монтируемых компонентов (SMD "шек) и безвыводных микросхем в корпусах BGA.

На вид представляет собой серого цвета кашицу и состоит из о-о-очень мелких шариков сплава Sn62Pb36Ag2 (состав: 62% олова, 36% свинца и 2% серебра), а также безотмывочного флюса. На упаковке указывается, что флюс безотмывочный двумя буквами в названии – NC (N o C lean – без очистки). Флюс, в котором содержаться шарики припоя на воздухе высыхает, поэтому пасту хранят в закрытой упаковке.

Паяльная паста Solder Plus

Применяется паяльная паста при сложном ремонте мобильных телефонов для пайки микросхем в корпусе BGA. Для её использования требуется дополнительное оборудование для ремонта сотовых телефонов , например, специальные трафареты. Стоимость такой пасты довольно высока. Да и не удивительно, ведь в её составе есть серебро.

В настоящее время в производстве электроники стали массово применяться

Увлечены ли вы радиоэлектроникой, радиосвязью или вам просто нужно соединить пару проводов, приходится работать паяльником и паять оловянными припоями. Статью я эту решил написать потому, что хоть пайка дело и не хитрое, но есть свои нюансы, не зная их, получится в месте пайки вместо красивого шарика припоя некая залипуха, которую если дернуть то отвалится.

Буду исходить из того, что у вас нет ни паяльника ни припоя ни флюса и начну с самого начала.

Припой для пайки радиодеталей паяльником

Флюс для пайки электронных схем

Паяльник

В паяльнике самое важное, это его способность к регулировке температуры или мощности, в простейшем случае.

Главная ошибка начинающих паять - сунуть паяльник "как есть" вилкой в розетку и дождаться когда он максимально прогреется.
Ошибка в том, что включенный напрямую в розетку паяльник обязательно жутко перегреется!
Паять перегретым паяльником невозможно, будет получаться самое разное уродство, но не качественная пайка, не говоря уже о том, что изоляция на спаиваемых проводах будет "кукожиться", а детали будут умирать от перегрева.

Что делать, если паяльник не оснащён регулятором температуры с завода?
* Если вам часто приходится паять разные по габаритам детали, то пойти и купить диммер (регулятор яркости для люстры) и через него включить паяльник. Точнее купить диммер, розетку, шнур с вилкой и сделать розетку запитанную через диммер. В такую розетку можно и 40 ватт паяльник воткнуть, а можно и на 120.
* Если вам нужно спаять только 2 провода, то придётся вручную регулировать нагрев включая и выключая паяльник по мере его остывания и перегрева.
* Если диммер покупать дорого, а паять нужно, то можно грубо отрегулировать температуру включив паяльник через лампочку накаливания, так например для паяльника на 40...50 ватт лампочка на 60 ватт включенная в разрыв цепи снизит температуру жала до примерно нужного уровня что бы паять тем самым ПОС 61 относительно не крупные детали, например, микросхемы в DIP корпусах и провода слаботочки.

Как определить что температура жала "та самая" что бы паять?
- Канифоль должна плавиться и растекаться на жале, немного дымить.
- Припой должен быстро плавиться, если коснуться жалом сначала канифоли, а потом кончика проволочки припоя.
- Припой на кончике жала должен блестеть некоторое время, чуть ли не минуту после полного выгорания канифоли, а не мгновенно тускнеть покрываясь окислом.
- Канифоль не должна гореть аж с искрами.
- Если коснуться кончиком жала паяльника на котором есть немного припоя к холодной ранее облуженной медной ножки детали или облуженной медной проволоки диаметром где-то 1 мм или к пятачку печатной платы, то паяльник не должен "примёрзнуть" ни на долю секунды к ножке или проволоке.

30% успеха хорошей пайки - правильная температура жала паяльника.

30% успеха хорошей пайки - обилие канифоли.
В канифоль нужно ткнуть жалом перед тем как набирать на него немного припоя, канифоль должна быть на жале паяльника когда вы подносите его к месту пайки, если паяете новую только что сделанную печатную плату, то пятачки под пайку должны быть покрыты спирто-канифольным флюсом (тот самый СКФ) или посыпаны мелким порошком канифоли (достаточно отколоть немного, буквально крупинку канифоли, растереть и посыпать место), если паяете многожильные провода, то прежде макните их зачищенные кончики в СКФ или прижмите жалом паяльника к куску канифоли, что бы проводники пропитались канифолью и выньте или сразу залудите, что предпочтительнее.
Вообще, канифоль - твой друг. Канифоли много не бывает.
Не нужно бояться "испачкать всю плату" канифолью!
Более того, её всю и нужно испачкать канифолью. Без фанатизма конечно.
В чём фишка?
Канифоль не даёт припою окисляться, а припой обладает поверхностным натяжением и будучи без поверхностной чёрствой плёнки окисла он по естественным причинам старается свернуться в аккуратный красивый шарик, кроме того канифоль будучи более плотной чем воздух вытесняет припой помогая процессу сворачивания расплавленного припоя в аккуратные шарики или полусферы, так же канифоль не даёт окисляться и меди или другому материалы который паяете, а без канифоли по мере нагрева жалом паяльника проводники бы окислились и припою было бы не "пробиться" через плёнку оксида.

20% успеха хорошей пайки - предварительно хорошо зачищенные места будущей пайки, а если это ножки и провода, то ещё и облуженные.
Большинство деталей идут с завода с лужеными выводами, но не стоит забывать, что их хранили на складах, брали потными руками, в результате чего на них появились плёнки окислов, которые придётся "смывать" канифолью и припоем. Если лудить деталь или тем более провод уже вставив его в отверстие платы или приложив к монтажному пятачку или к другому проводу, то длительный нагрев приведёт или к перегреву монтажного пятака или к нежелательному плавлению и "скукоживанию" изоляции провода.
Залудите перед тем как паять особо толстые ножки, конечно, если они приятно блестят или отливают ярким белым матовым блеском, то не нужно. Медные не луженые проволоки, провода и выводы уж точно лудите перед тем как паять.
Зачищать медные поверхности просто обязательно. Печатную плату шкуркой "нулёвкой" и сразу всю замазать СКФ, проволоки и провода или ножиком или куском канцелярского ножа или наждачной шкуркой, ну уж там сами разберётесь, что бы и провод не оборвать и блестел и тоже сразу или лужить или в СКФ или в канифоль утопить и вынуть.
Суть лужения - покрыть тонким слоем припоя место будущей пайки.

19% успеха хорошей пайки - чистое облуженное жало паяльника.
Никогда не зачищайте паяльником провода в ПВХ и ПЭТ изоляции "методом её плавления" и не тыкайте жалом паяльника в пластмассу или прочие вещества, которые сгорая или испаряясь оставят на пальнике загрязнения, будут способствовать окислению припоя на жале и самого жала.
Жало паяльника должно быть блестящим в том месте, которым вы паяете и на котором немного припоя, в остальном оно и может быть чёрным, окисленным, но обязательно чистым.
Возьмите кусочек хлопчато-бумажной (ХБ) тряпочки, небольшой с половину носового платка, сложите вчетверо и протирайте им жало паяльника по мере работы. Тряпочка плохо проводит тепло, так что руки вы не обожжете, если быстро обхватите тряпочкой сложенной в 2 или 4 слоя жало и резко вытрите. Вытирать грязь можно и куском обычной медицинской ваты. Многие радиолюбители со стажем приноравливаются убирать загрязнения с паяльника даже голыми пальцами (о, да, я тоже так делаю, когда тряпочка "не по глазам", а паяльник грязный).
Каждый раз как убрали грязь с жала паяльника вы убрали с него и припой и канифоль, которые защищали само жало от окисления, по этому нужно сразу же ткнуть его в кусочек канифоли, а ещё лучше, после того как ткнули в канифоль и заново набрали немного припоя ещё и "повозюкать" по уже облуженной плоской медной поверхности, например, по луженому проводнику старой не нужной печатной платы, это поможет припою растечься по жалу.

1% успеха хорошей пайки - сноровка того, кто паяет.
Здесь важно не смещать детали пока остывает припой до твердого состояния.
Приучитесь не держать детали "на весу", руки у всех немного но трясутся, так что положите запястья на стол и манипулируйте пальцами.

А вообще, как я иногда говорю: паяльник такой инструмент, который не тем концом при работе с ним в руке держать не станешь. Собственно это к чему - сноровка в пайке обретается быстро, если всё вышеназванное сделано верно, то есть если жало паяльника не перегрето и не холодное, оно чистое и облуженное, а перед пайкой вы ткнули им в канифоль, набрали немного припоя и припаиваете чистую от окислов поверхность, то и пайка получиться надежной и красивой.

Некоторые вторичные но всё же важные моменты.

Канифоль электрический ток проводит плохо, так же плохо проводит электричество и её раствор в спирте, особенно после того как спирт испарился от прогрева монтажа при пайке, по этому можно не бежать смывать канифоль перед запуском собранной платы. Например, я, вообще не смываю канифоль если устройство рассчитано на питание от напряжений ниже 310 вольт и в его составе нет цепей с сопротивлением более 2 МОм (2000 кОм). Не смываю и сотни, хотя нет, тысячи, собранных мной устройств запускались сразу и исправно работали, а некоторые работают и спустя 20 лет.

ВАЖНО!
Купили паяльный жир, паяльную кислоту и прочую гадость, что бы паять электронику - ну вот сами и мучайтесь с этим. Не моя проблема. Уверен, если не смоете, то или не заработает, или через пол года - год сгниёт и отвалится. Не относится к дорогим флюсам и выполнению процесса по инструкции, но всё же это статья для новичков, так что - ваша проблема.

ВАЖНО!
Облуженное с помощью кислоты и агрессивных флюсов (тот же хлорид цинка), например, железные поверхности, обязательно тщательно промойте и ещё раз облудите с неагрессивным флюсом, с той же канифолью.
А то сгниёт и отвалится. Особенно сочувствую тем, кто лудит многожильные провода с кислотой.

Что бы паять без проблем относительно маломощным паяльником массивные медные детали (у меди хорошая теплопроводность и тепло с жала паяльника быстро рассеивается) детали можно подогреть, например, на плитке, градусов до 50...100.
Не забывайте, что при нагреве медь будет более интенсивно окисляться, так что зачистили, залили СКФ и потом только подогревать.

Убрать припой из отверстия в монтажной плате поможет зубочистка: греем припой, в отверстие вводим зубочистку, даем припою остыть.

Завалящая по складам проволока припоя покрыта толстым слоем окислов, перед тем как работать с ней, лучше протянуть её через сложенный пополам кусочек наждачки, снять окислы, их меньше будет в виде грязи на паяльнике потом.

Если вам достался припой в виде толстых прутков, расплющите его на наковальне до толщины в миллиметр-два.

ВАЖНО!
Припои с большим содержанием олова и чистое олово не подходят для пайки устройств, которые будут пребывать при минусовых температурах, подробнее читайте - оловянная чума. Для пайки устройств, которые могут валяться на холоде, в том числе и в автомобиле зимой, применяйте припои с большим содержанием свинца, например ПОС 40 и специальные припои.

Ну и конечно же не бойтесь паять микросхемы с большим числом близко расположенных выводов, не бойтесь их перегреть и убить, за всю жизнь я ещё не перегрел и не убил ни одной микросхемы или SMD компонента. Помните, что все современные детали способны выдерживать температуру расплавленного припоя довольно длительное время, причем не только на ножках, а по всему корпусу, ведь паяют их на заводах не паяльником а в печи.
Если паяете микросхему с большим числом близко расположенных выводов и боитесь наляпать "залипух", не нужно бояться, больше канифоли, лишний припой быстро убегает обратно на жало паяльника если с него стряхнуть весь припой.

ВАЖНО!
Микросхемы, транзисторы, некоторые типы диодов, варикапов можно убить статическим электричеством и потенциалом "утечки" на жале паяльника, позаботьтесь о том, что бы потенциал жала паяльника и потенциал платы был одинаков, впаяйте все прочие компоненты, соедините жало и "общий провод" (минус будущего питания) на плате проводулькой, если паяете JFET транзисторы, варикапы, лазерные диоды, аналоговые микросхемы или другие детали в документации на которые написано!ESD SENSITIVITY! хотя им лучше вообще ножки накоротко соединять до момента завершения их пайки.

В общем это пожалуй все секреты надёжной и качественной пайки паяльником, в том числе и пайки SMD деталей в домашних условиях, лужения проводов и вообще работы с паяльником. Если есть вопросы - задавайте

Один из самых надежных способов соединения проводов — пайка. Это процесс при котором пространство между двумя проводниками заполняется расплавленным припоем. При этом температура плавления припоя должна быть ниже температуры плавления соединяемых металлов. В домашних условиях чаще всего используется пайка паяльником — небольшим устройством, работающим от электричества. Для нормальной работы мощность паяльника должна быть не менее 80-100 Вт.

Что нужно для пайки паяльником

Кроме самого паяльника нужны будут припои, канифоль или флюсы, желательно иметь подставку. Еще в процессе работы может потребоваться небольшой напильник и маленькие пассатижи.

Канифоль и флюсы

Чтобы получить хорошее соединение проводов, необходимо их очистить от загрязнений, в том числе и от оксидной пленки. Если моно-жилы еще можно очистить вручную, то многожильные проводники нормально зачистить не удастся. Их обычно обрабатывают канифолью или флюсом — активными веществами, которые растворяют загрязнения, в том числе и оксидную пленку.

И канифоль и флюсы работают неплохо, только флюсами пользоваться проще — можно окунуть кисточку в раствор и быстро обработать провода. В канифоль надо проводник положить, затем разогреть его паяльником, чтобы расплавленное вещество обволокло всю поверхность металла. Недостаток использования флюсов — если они остаются на проводах (а они остаются), постепенно разъедают прилегающую оболочку. Чтобы этого не случилось, все места пайки надо обработать — смыть остатки флюса спиртом.

Канифоль считается универсальным средством, а флюсы можно подбирать в зависимости от металла, который собираетесь паять. В случае с проводами это медь или алюминий. Для медных и алюминиевых проводов берут флюс ЛТИ-120 или буру. Очень неплохо работает самодельный флюс из канифоли и денатурированного спирта (1 к 5), кроме того его просто сделать своими руками. В спирт добавить канифоль (лучше пыль или очень мелкие ее кусочки) и встряхивать до растворения. Потом этим составом можно обрабатывать проводники и скрутки перед пайкой.

Припои для пайки паяльником медных проводов используют ПОС 60, ПОС 50 или ПОС 40 — оловянно-свинцовые. Для алюминия больше подходят составы на основе цинка. Наиболее распространенные — ЦО-12 и П250А(из олова и цинка), марки А (цинк и олово с добавлением меди), ЦА- 15 (цинк с алюминием).

Очень удобно пользоваться припоями, в состав которых входит канифоль (ПОС 61). В этом случае отпадает необходимость в предварительной обработке каждого проводника в канифоли отдельно. Но для качественной пайки паяльник надо иметь мощный — 80-100 Вт, который может быстро разогреть до необходимых температур место пайки.

Вспомогательные материалы

Для того чтобы нормально паять паяльником провода нужны еще:

Для смывки флюса может потребоваться спирт, для изоляции — изолента или термоусадочные трубки различных диаметров. Вот и все материалы и инструменты, без которых пайка паяльником проводов невозможна.

Процесс пайки электропаяльником

Вся технология пайки паяльником проводов может быть разделена на несколько последовательных этапов. Все они повторяются в определенной последовательности:

Вот, собственно и все. Таким же образом можно спаять два или более провода, можно припаять провод к какой-то контактной площадке (например, при пайке наушников — провод припаять можно к штекеру или к площадке на наушнике) и т.п.

После того, как закончили паять паяльником провода и они остыли, соединение необходимо изолировать. Можно намотать изоленту, можно надеть, а потом разогреть термоусадочную трубку. Если речь идет об электропроводке, обычно советуют сначала навернуть несколько витков изоленты, а сверху надеть термоусадочную трубку, которую прогреть.

Отличия технологии при использовании флюса

Если используется активный флюс, а не канифоль, процесс лужения изменяется. Очищенный проводник смазывается составом, после чего прогревается паяльником с небольшим количеством припоя. Далее все как описано.

Пайка скрутки с флюсом — быстрее и проще

Есть отличия и при пайке скруток с флюсом. В этом случае можно каждый провод не лудить, а скрутить, затем обработать флюсом и сразу начинать паять. Проводники можно даже не зачищать — активные составы разъедают оксидную пленку. Но вместо этого придется места пайки протирать спиртом — чтобы смыть остатки химически агрессивных веществ.

Особенности пайки многожильных проводов

Описанная выше технология пайки подходит для моножил. Если провод многожильный, есть нюансы: перед лужением проводки раскручивают чтобы можно было все окунуть в канифоль. При нанесении припоя надо следить чтобы каждый проводок был покрыт тонким слоем припоя. После остывания, провода снова скручивают в один жгут, дальше можно паять паяльником как описано выше — окунув жало в припой, прогревая место спайки и нанося олово.

При лужении многожильные провода надо «распушить»

Можно ли паять медный провод с алюминиевым

Соединение алюминия с другими химически активными металлами напрямую делать нельзя. Так как медь — химически активный материал, то медь и алюминий не соединяют и не паяют. Дело в слишком разной теплопроводности и разной токопроводимости. При прохождении тока алюминий нагревается больше и больше расширяется. Медь греется и расширяется значительно меньше. Постоянное расширение/сужение в разной степени приводит к тому, что даже самый хороший контакт нарушается, образуется токонепроводящая пленка, все перестает работать. Потому медь и алюминий не паяют.

Если возникает такая необходимость соединить медный и алюминиевый проводники, делают болтовое соединение. Берут болт с подходящей гайкой и три шайбы. На концах соединяемых проводов формируют кольца по размеру болта. Берут болт, надевают одну шайбу, затем проводник, еще шайбу — следующий проводник, поверх — третью шайбу и все фиксируют гайкой.

Есть еще несколько способов соединить алюминиевую и медную линии, но пайка к ним не относится. Прочесть о других способах можно , но болтовое — наиболее простое и надежное.

Пайка радиодеталей позволяет собрать множество радиоэлементов в электронную схему определенного функционального назначения. Корректность по отношению к принципиальной схеме, аккуратность, последовательность в работе избавят Вас от необходимости еще раз переделывать то, что можно было сделать с первого раза.

При всей кажущейся новичку сложности - нет в процессе пайки радиодеталей ничего сложного, и при всей кажущейся самоуверенному новичку простоте – руку все-таки придется «набить».

А чтобы это было проще сделать немного теории и практических советов…

Что такое пайка

Пайка – это процесс соединения двух или более деталей посредством образования молекулярной связи между ними и более легкоплавким металлом – припоем.

Для соединения радиокомпонентов: диодов, конденсаторов, светодиодов используют обычно припой, состоящий из 61% олова и 39% свинца. Сплав свинца и олова в таком соотношении плавится при температуре 190 О С, а маркируется как ПОС-61 (Припой Оловянно-Свинцовый, 61% олова)

Процентное соотношение содержания свинца и олова определяют тугоплавкость припоя. Большее содержание свинца – более высокая температура плавления.

ПОС-61 еще называют «третник» из-за 1/3 доли свинца в нем.

Припой в «удобном» для пайки виде можно приобрести в виде мотка тонкой трубочки, внутри которой находится флюс, то есть канифоль.

Существует несколько видов различных металлов, но для монтажа радиодеталей обычно используется именно канифоль.

Предназначение флюса в освобождении поверхностей, которые будут спаиваться, от окислов, а также способствовать лучшему растеканию припоя по поверхности металла.

Пайка невозможна без паяльника. Они бывают разные, но нас сейчас интересует одно их отличие – мощность. Паяльник мощностью от 20 до 40 Вт оптимально подойдет для большинства радиотехнических работ.

Внимание! Большинство радиоэлементов очень чувствительны к чрезмерному перегреву. Поэтому время касания их паяльником необходимо свести к минимуму.

Подготовка деталей к пайке

Для качественной пайки деталей их выводы предварительно необходимо очистить и залудить. Луженый проводник или место спая – это гарантия получения качественного соединения.

Вариант 1. Проводник или вывод детали чистый без окислов

Берем на жало паяльника немного припоя, касаемся канифоли, легко проводим жалом по выводу, лежащему на деревянной дощечке (желательно). Результат – тонкий слой припоя на поверхности.

Вариант 2. Вывод детали или проводник окисленный

Кладем вывод на таблетку аспирина (она плавится) и прогреваем. Затем лудим обычным способом на дощечке.

Если на выводе или проводнике остались излишки припоя, его можно удалить. Располагаем вывод вертикально, нагреваем паяльником снизу, припой перетечет на жало паяльника.

Монтаж радиодеталей

Невозможно в рамках одной статьи осветить все нюансы монтажа или демонтажа радиодеталей. Поэтому мы рассмотрим несколько типичных примеров пайки радиоэлементов.

Пайка проводников

Например, при монтаже различных участков светодиодной ленты необходимо припаивать проводники к ней. Для RGB-ленты это четыре проводника, для светодиодной ленты монохромного свечения по два.

Технология действий при пайке светодиодной ленты такова:

• отрезаем участок светодиодной ленты;

Внимание! Лента режется секциями по 3 светодиода необходимой длины по контактным площадкам!

• лудим контактные площадки;

Внимание! Делайте это паяльником мощностью 25Вт с тонким жалом. Перегрев контактных площадок светодиодной ленты грозит выходом из строя «близ-сидящих» светодиодов: одного от перегрева, остальные 2 из секции «за компанию»!

• Отрезаем проводники необходимой длины;
• Зачищаем на 3-5 мм и лудим их на деревянной дощечке;
• Прикладываем поочередно к контактным площадкам светодиодной ленты и жалом паяльника прогреваем место пайки.

Навесной монтаж деталей с выводами

К деталям с выводами мы можем отнести обычные резисторы, диоды, конденсаторы и др.

При пайке радиодеталей навесным монтажом удобна такая технология:

• зачищаем выводы;
• лудим;
• прикладываем выводы друг к другу, по возможности фиксируем пинцетом или скручиваем;
• проглаживаем плоскостью жала паяльника с предварительно набранным припоем и флюсом;
• убираем жало паяльника, сохраняя неподвижность деталей,
• забираем пинцет после остывания места пайки.

Внимание! Процесс пайки должен быть быстротечным – детали боятся перегрева! В случае неудачной попытки (5-10 с) прогрева даем деталям возможность остыть. При пайке светодиодов, диодов желательно удерживать их пинцетом между местом пайки и корпусом. Пинцет в этом случае будет играть роль теплоотвода.

Монтаж элементов с выводами на печатную плату

• подгибаем пинцетом или тонкими плоскогубцами выводы, например, диодов до совпадения их с необходимыми отверстиями.

Внимание! Нельзя гнуть выводы диодов, конденсаторов, светодиодов непосредственно у их корпуса – необходимо отступать 2-5 мм.

• желательно залудить выводы диодов до вставки их на место пайки;
• вставляем деталь на свое место на плате;
• набрав на жало паяльника немного припоя и канифоли (жидкий флюс можно нанести кисточкой непосредственно на место пайки), прикасаемся плоскостью жала к выводу детали;
• в нормальной ситуации припой фактически мгновенно перетечет с жала на контактную площадку платы;
• забираем паяльник, место спая остывает чуть более секунды-двух;
• выступающие выводы диодов откусываем кусачками;
• после монтажа всех элементов (кроме реле, подстроечных резисторов, тумблеров, кнопок и прочей механики) протираем остатки флюса спиртом.

Интересно! Удаление остатков канифоли уменьшит риск нарушения электрического контакта места спая, так как входящая в состав канифоли абиетиновая кислота со временем приводит к окислению металла.

Монтаж smd компонентов без выводов

Примером монтажа SMD компонентов может служить размещение светодиодов на светодиодной ленте. Особенность подобных SMD элементов в том, что они не имеют выводов, а только контактные площадки на корпусе.

Осторожно! Перегрев таких элементов грозит их немедленным выходом из строя.

Пайка чипов, smd диодов, smd светодиодов и др. элементов происходит на подготовленные площадки на плате путем поочередного прогрева маломощным пальником каждой контактной площадки. Это несложно.

Сложнее безопасно демонтировать, например, SMD светодиод с платы. Он очень хрупкий, боится перегрева, контактные площадки SMD элемента легко отпадают, а припаян он на противоположных гранях. Задача – одновременно прогреть два контакта SMD светодиода.

Это может быть реализовано путем использования специально сделанного двойного жала паяльника (намотка из проволоки диаметром 1 мм на основное жало паяльника), для одновременного прогрева SMD светодиодов или диодов с двух сторон.

Демонтаж вздувшихся конденсаторов с материнской платы

Для демонтажа вздувшихся конденсаторов должна выполняться очень аккуратно – материнская плата многослойная, контактные дорожки очень тонкие. Паяльник ля выпаивания конденсаторов желательно использовать 40- ватный с заточенным до ширины 3 мм жалом.

Выводы конденсаторов выпаиваем поочередно:

прогреваем один, одновременно отгибая корпус конденсатора так, чтобы вывод немного сдвинулся;
прогреваем второй с аналогичными действиями;
вновь возвращаемся к первому и т.д.
Пайка исправных конденсаторов происходит в подготовленные посадочные отверстия. Для этого следует удалить из отверстий для ножек конденсаторов припой. Для этого контактную площадку нагреваем паяльником и вставляем в отверстие зубочистку. Затем вместо зубочистки вставляем швейную иглу (0,5 мм) и прогревая контактную площадку с другой стороны просовываем иголку, вращая ее, чтобы не прилипла.

Монтаж конденсаторов заканчивается установкой их на место с соблюдением полярности, прогревом контактов и откусыванием излишков.

Пусть эти несколько примеров монтажа радиоэлементов помогут Вам «стартануть» в занимательный мир радиоэлектроники.