Как паять провода паяльником с канифолью и оловом?

Технология

Процесс выполнения работы состоит из 3-х основных частей: выпаивание старого элемента, очистка платы от лишнего припоя и монтаж новой детали. Рассмотрим эти этапы отдельно.

Демонтаж старого компонента выполняется в определенной последовательности.

Перед снятием по краю корпуса микросхемы на плате нанесите риски, определяющие ее положение. Например, иголочкой аккуратно оставьте царапины. Достаточно отметить 2-е перпендикулярные стороны.
Установите на паяльной станции температуру нагрева. Она должна быть 345–350 градусов. Скорость потока воздуха желательно выбрать наименьшую.
Нанесите флюс на паяльный шов.
Прогрейте место соединения детали с платой. Греть надо 3–5 минут, пока не расплавится припой (это сразу будет видно). Если он не плавится – повысьте температуру на 5 градусов.
Греть нужно не только по центру компонента, а еще и по периметру микросхемы. Пройдитесь феном по всей длине паяльного шва.
Когда припой расплавится, уберите старую деталь. Для этого подденьте ее пинцетом и поднимите вверх. Вместо пинцета можно использовать плоскую отвертку, но есть риск повреждения платы. Если деталь «не идет» – значит, припой не расплавился. Продолжите нагрев.

Или еще хуже – от платы оторвется дорожка, восстановить которую еще сложнее.

Далее переходим к подготовке контактных площадок платы.

Расплавьте припой на месте контакта.
Если есть шприц, удалите с его помощью лишний металл.
Если шприца нет, воспользуйтесь медной оплеткой. Для этого минимально распушите ее, чтобы были видны поры. Далее обильно покройте ее флюсом, приложите к месту соединения и прогрейте феном или паяльником. Оплетка впитает в себя лишний металл. После этого остается отрезать ненужную ее часть.

Следует полностью освободить плату от припоя.

Далее переходим к подготовке детали. Главная задача – нанести на контакты припой в виде шариков одинакового размера (это называется реболлинг). Для этого воспользуйтесь трафаретом.

Для его использования проделайте следующее.

закрепите радиокомпонент на трафарете специальной изолентой;
с тыльной стороны шпателем нанесите паяльную пасту;
установите температуру нагрева 300 градусов;
прогрейте деталь вместе с трафаретом, а когда появится характерный блеск, то отключите нагрев;
дайте полностью остыть компоненту;
уберите изоленту;
включите нагрев 150 градусов, прогрейте деталь и аккуратно освободите ее из трафарета.

Качественная паста образует большой гладкий шарик, а бракованная – распадается на множество мелких. При этом повышение температуры ей не поможет, и шов будет плохой.

После этого переходите к установке нового радиокомпонента.

Нанесите небольшое количество флюса.
Точно наложите новую деталь на плату. Ориентируйтесь на риски и на ощупь постарайтесь расположить микросхему на наибольшей высоте, чтобы шары на ней соответствовали контактам на плате. Можете ориентироваться на просвет между платой и деталью, для этого посмотрите на шов сбоку.
Если рисок нет, то переверните микросхему выводами вверх и приложите ее краешком к пятакам платы, после этого засеките положение детали. Затем установите элемент по этим засечкам.
Настройте температуру 345–350 градусов и прогрейте элемент. Припой должен ярко заблестеть и залить каждый контакт

Важно! Как и при снятии, прогревать компонент надо не только по центру, но и по периметру. Обойдите феном весь шов по длине.
Дождитесь полного остывания припоя. Место пайки желательно протереть спиртом.

Место пайки желательно протереть спиртом.

После этого остается только проверить плату на работоспособность.

Вспомогательные материалы

Это компоненты не входящие в состав полученного соединения после пайки, но участвуют в его образовании: паяльные флюсы, газовые среды, стоп-вещества. Действия, которые следует проводить при флюсировании:

смачивать металл и припой флюсом;
снять оксидную пленку с поверхности металла и припоя;
удаление флюса из под зазора расплавленным припоем.

Газовая среда или вакуум применяют для нейтрализации оксидов и прочих вредных пленок на поверхности соединяемых металлов или их повторное образование. Аргон марки А и азот используют в качестве газовых сред. Стоп-вещества используют для того, чтобы избежать действия припоя на металл. Чаще всего это стоп-пасты и прочие покрытия, наносящиеся на поверхность распылением или пульверизацией.

Соединение меди и алюминия

При соединении пайкой медных и алюминиевых проводов можно столкнуться со множеством трудностей, преодолеть которые возможно будет, только применив альтернативные методы соединений.

Дело в том, что как алюминий, так и медь покрываются на воздухе оксидной пленкой. И если сами по себе эти пленки никак не влияют на состояние проводника и даже обеспечивают довольно неплохую проводимость, то соединяясь вместе, они способствуют возникновению мощной химической реакции. Под действием влаги, содержащейся в воздухе, в месте контакта оксидов алюминия и меди начинается процесс электролиза, то есть образуется электрический ток из-за того, что ионы обоих материалов обладают разными электрическими потенциалами.

Электрический ток является движением заряженных частиц – ионов и при их движении металлы в месте контакта разрушаются. При этом сильнее разрушается алюминий. Разрушение вызывает ухудшение контакта, а впоследствии увеличивается электрическое сопротивление соединения и оно нагревается. При сильной коррозии, когда непосредственный контакт между двумя материалами уже утрачен, возникает электрическая дуга, которая и довершает разрушение.

Что представляет собой процесс спаивания

Пайка выполняется, когда необходимо соединить две детали.

Перед процессом необходимо подготовить компоненты: очистить от грязи и удалить оксидную пленку в месте спаивания, так как наличие даже небольших загрязнений или окисления помешает надежной стыковке материалов.

При выборе припоя нужно руководствоваться правилом – температурный режим плавления припоя должен быть ниже температуры плавления элементов, которые планируется соединить.

Порядок действий в технологии пайки:

Поверхности деталей необходимо зачистить от грязи, ржавчины, окисной пленки и пр., так, чтобы появился блеск основного металла. Для удаления окисления и его предотвращения в дальнейшем необходимо покрыть детали в месте соединения флюсом. Нанести его можно кисточкой тонким слоем.

Альтернативой второму этапу может быть вариант обработки, называемый лужение. Используется в основном для обработки проводов. Зачищенный провод кладется на канифоль, прогревается паяльником, провод необходимо поворачивать, чтобы он весь оказался в расплавленной канифоли, далее наносится тонкий слой расплавленного припоя, который на химическом уровне соединяется с основным металлом (можно взять капельку припоя непосредственно паяльником и нанести на деталь).

Наносится дополнительно флюс, чтобы избежать окисления при нагреве. Разогретым паяльником наносится припой.

Для легкости понимания прилагаем фото-инструкцию, как правильно паять.

Правила проведения паяльных работ

Прежде чем знать, как правильно пользоваться паяльником, необходимо все работы проводить в проветриваемом помещении, а если нет возможности проветривания, то оборудуйте место с сильной вентиляционной вытяжкой. Далее рабочая подготовка паяльника предусматривает зачистку металлической поверхности при помощи наждачной бумаги. Места грязи и дефектные участки обрабатываем напильником или усиленной наждачной бумагой. После этого берём небольшую кисточку и аккуратно намазываем кислотой повреждённые участки. После этого наносим припой на поверхность, который должен иметь жидкообразную форму.

Процесс пайки кислотой

В целом жидкий припой обеспечивает защиту обрабатываемой части поверхности, при кипении готовый кислотный флюс выходит на рабочую поверхность. Когда застынет припой, места обработки надёжно и полностью герметично фиксируются. Работа с паяльником предусматривает использование мощного прибора или фиксация при помощи открытого огня. При необходимости, можно использовать иные источники тепла, которые можно адаптировать с другими материалами металлической поверхности.

Особенности проведения пайки

Перед началом работы, необходимо подготовить место и инструменты, которые вы будете использовать для пайки. Ниже предлагаем вам информацию что нужно для пайки паяльником список, где указаны основные моменты предстоящей работы:

Используйте паяльники с низковольтным напряжением, желательно 24В или 12В, и даже 6 В.
Все паяльники должны быть заземлены, даже если это низковольтный прибор.
Перед процессом пайки обязательно прогреваем плат специальным феном, а большеразмерные предметы над источником тепла.
Тело специалиста также должно быть заземлено. Для этого используйте специальные заземляющие браслеты.
Для миниатюрных плат не используйте кислоту, применяйте канифоль.
Все работы проводите в специальной защитной маски или в очках-бинокулярах, для мелких работ.
При необходимости дайте материалу остыть, чтобы продолжить технологический процесс пайки.
В некоторые случаях используйте спирт для очистки поверхности.
По окончании работы просушите поверхность обрабатываемого изделия.
Используйте только проверенные компоненты для того, чтобы вы могли эффективно решить задачу – как правильно паять паяльником с кислотой латунь, медь, олово или другой металл.

Помещение обязательно нужно проветрить, используйте вентиляционные устройства и прочие технологические приборы. Все кислотные вещества необходимо хранить в специальных тарах. В качестве посуды используйте только такие основы:

Стекло.
Керамика.
Фарфор.
Фторопласт.

Такой материал посуды не контактирует с кислотой и не будет повреждений в рабочем процессе и в результате хранения кислоты в дальнейшем.

Инструменты и материалы для работы

Чтобы правильно подготовиться к паяльным работам, необходимо заранее подготовить инструменты и материалы, которые включают примерный список:

Паяльник.
Кислота.
Подставка для паяльника.
Пассатижи.
Технический пинцет.
Нож с тонким лезвием (можно канцелярский).
Оловоотсос или специальная медная плётка.

Процесс пайки также имеет ряд последовательностей, которые необходимо соблюдать мастеру, в частности:

Производим зачистку места проведения пайки дол блеска.
Кисточкой обрабатываем место будущего припоя, аккуратно смазываем места, предотвращая попадания на руки кислоты.
Плотно сжимаем обрабатываемые части.
Обрабатываем место пайки при помощи паяльником, используем дополнительный источник тепла при необходимости.
Даём остыть материалу.
Очищаем поверхность от излишков.

Работы с паяльником можно осуществлять самостоятельно, как и приготавливать кислоту. Во время работы обязательно соблюдаем нормы и требования техники безопасности при работе с химическими компонентами, а также соблюдаем требования пожарной и электробезопасности. Несмотря на это, кислота для пайки остаётся популярной в среде специалистов. Учитывая химическую природу вещества, по окончание работы обязательно проветрите помещение и тщательно вымойте руки с мылом. Особые свойства кислоты позволяют качественно и эффективно устранять дефекты на различных металлах, которые присутствуют в нашей обыденной жизни.

В каких случаях паять феном не получится

Паяльный фен как правило достигает мощности не боле 500 Вт. Чем меньше мощность, тем меньше можно прогреть площадь платы.

Для массивной платы необходим нижний подогрев. Чаще всего это плита, которая нагревается до 100 – 200 °C. Печатную плату получится равномерно прогреть. А с помощью фена довести до плавления припоя.

Так же можно использовать строительный фен. Он имеет большее сопло, и его мощность может быть до 3000 Вт. Однако, строительный фен тоже не выход. Из-за того, что греется только деталь и небольшое окружающее пространство вокруг, после пайки плата деформирмируется от высокой разницы нагрева, тем самым отрываются выводы от площадок (особенно это кается больших BGA деталей).

Необходимость в демонтаже радиоэлементов возникает в нескольких случаях:

Демонтаж неисправного элемента;
Ошибочная установка радиодетали;
Выпаивание из платы – донора ввиду отсутствия новой микросхемы.

Во всех этих случаях, кроме первого, основные условия – сохранение целостности и рабочего состояния выпаиваемой детали и целостность печатной платы.

Для выполнения этих работ требуется соблюдение аккуратности и несложных правил, которые были разработаны еще тогда, когда большая часть номенклатуры радиодеталей была в дефиците. Остро стоял вопрос, как выпаять дорогую микросхему из платы, не повредив ее.

Преимущества и недостатки кислоты

Хорошее лужение окисленных поверхностей;
Низкая цена.

Отлично удаляет окислы, доступна в любом радиомагазине, а ацетилсалициловая в аптеке.

Выделяемые продукты во время паяльных работ кислотой очень опасны (особенно, если они попадают на кожу или слизистые);
Остатки кислот на месте пайки со временем могут повредить соединение, если не смыть их вовремя;
Кислота имеет высокую электрическую проводимость — а это короткое замыкание.

Кислота имеет высокую электрическую проводимость — а это короткое замыкание.

Активный флюс обладает большими недостатками, которые не сравняются с преимуществами.

Радиолюбители чаще всего паяют радиодетали, провода, печатные платы. Все это хорошо паяется обычной канифолью. На деталях может максимум образоваться мелкая оксидная пленка из-за реакции окисления на воздухе, но и она не такая критичная, как окислы от воды.

Секреты хорошей пайки

Двигайтесь энергично

К сожалению, при перегреве легко повредить компоненты или печатную плату. Самое главное правило в пайке – научиться паять правильно и не перегревать плату и радиодетали. Паяйте четко и быстро. Держите пальцами массивные радиодетали или плату недалеко от места пайки, чтобы контролировать нагрев платы.

Установите температуру жала паяльника немного меньше, чем хотелось бы. Так можно проверить, достаточно ли этого для качественной пайки. Используйте 30-ваттный паяльник и кратковременную пайку, чтобы избежать перегрева контактов.

При работе с двухсторонней печатной платой проверьте пайку обоих слоев металлизации на предмет качественной и правильной пайки. Хороший паяный шов будет блестящим и конической формы. Если шов выглядит рыхлым, с налетом, то такой эффект называется некачественной «холодной пайкой». Происходит это из-за недогрева, отсутствия флюса и слишком быстрого остывания припоя. Как правильно паять в этом случае понятно — использовать и чуть дольше греть припой.

Отводите тепло от термочувствительных компонентов

Некоторые радиодетали (диоды, транзисторы и др.) весьма чувствительны к перегреву. Они требуют дополнительного отвода тепла радиатором, который крепится к их корпусу. Можно пользоваться небольшими радиаторами, прижимающимися к корпусу детали для ее охлаждения.

Научитесь распознавать достаточное количество припоя

Шов с правильным количеством припоя выглядит гладким и блестящим. Визуальный контроль является одним из лучших способов проверки паяных соединений. Припой должен плавиться на поверхностях контактов, а не на жале паяльника. Именно такой подход дает прочное соединение с поверхностью металла.

Припой должен покрывать пространство между паяными контактами равномерно, не образуя наплывов или недопаяных мест.

Держите жало в чистоте

Кипящая канифоль или другой флюс из трубчатого припоя может оставить на жале или на шве нагар. Этот нагар является нежелательным остатком после процесса пайки. Он ухудшает качество шва, свойства смачиваемости и механическую прочность соединения. Очистите жало паяльника с помощью .

Убедитесь в полном остывании припоя

Полное остывание припоя может занять от 5 до 10 секунд – все это время лучше не шевелить паяными контактами. Чтобы удержать горячие радиодетали используйте , или с увеличительным стеклом для визуального контроля.

Потренируйтесь на кошках

В качестве «кошки» можете взять старые радиодетали и попаять их между собой. Перед ответственной пайкой всегда проверяйте инструмент. Никто не совершенен, даже профессионалы, так что тренировка всегда пойдет на пользу делу. Как паять профессионально просто поймете со временем.

В конце хочу привести картинку, немного похожую на инфографику на тему как научиться правильно паять. Эти основы пайки для начинающих я переводил сам, так что пользуйтесь на здоровье.

Правила безопасности

При работе с паяльником необходимо:

Следить, чтобы жало не касалось провода питания самого инструмента и других электрических приборов

Неосторожное обращение с устройством способствует расплавлению кабелей с последующим коротким замыканием.
Проверить состояние питающего провода, корпуса и вилки. Инструменты и приборы не должны иметь повреждений, способствующих поражению человека током.
Класть паяльник на жаропрочную подставку

Горячий инструмент должен быть зафиксирован в держателях.
Брать инструмент только за рукоятку, направлять жало от себя. Ручка не должна выскальзывать или нагреваться при работе.

Подготовка паяльника к работе

В быту используются «обычные» электрические паяльники. Есть, работающие от 220 В, есть — от 380 В, есть — от 12 В. Последние отличаются небольшой мощностью. Используются, в основном, на предприятиях в помещениях с повышенной опасностью. Можно их применять и в бытовых целях, но нагрев их происходит медленно, да и мощность маловата…

Выбрать надо тот, Который удобно «лежит» в руке

Выбор мощности

Мощность паяльника выбирается в зависимости от характера работы:

Для работы с электронными элементами — 40-60 Вт.
С толщиной спаиваемых деталей до 1 мм — 80-100 Вт.
Толстостенные элементы — со стенкой 2 мм — требуют мощности от 100 Вт и выше.

Паяльники бывают разной мощности, работают от разного напряжения

В домашнем хозяйстве достаточно иметь два паяльника — один маломощный — 40-60 Вт, и один «средний» — около 100 Вт. С их помощью можно будет покрыть около 85-95% потребностей. А пайку толстостенных деталей все равно лучше доверить профессионалу — тут нужен специфический опыт.

Подготовка к работе

Когда паяльник включается в сеть первый раз, часто он начинает дымить. Это выгорают смазочные материалы, которые были использованы в процессе производства. Когда дым перестает выделяться, паяльник выключают, ждут пока он остынет. Дальше надо заточить жало.

Сначала надо выжечь смазку

Заточка жала

Далее надо подготовить к работе жало. Это цилиндрический стержень, сделанный из медного сплава. Фиксируется при помощи прижимного винта, который находится в самом конце термокамеры. В более дорогих моделях жало может быть слегка заточено, но, в основном, заточки нет.

Как подготовить паяльник к работе

Изменять будем самый кончик жала. Использовать можно молоток (сплющивать медь как вам нужно), напильник или наждак (просто стачивать ненужное). Форму жала выбирают в зависимости от предполагаемого типа работ. Его можно:

Сплющить в виде лопатки (как у отвертки) или сделать плоской с одной стороны (угловая заточка). Этот тип заточки нужен, если паяться будут массивные детали. Такая заточка увеличивает плоскость соприкосновения, улучшает передачу тепла.
Сточить край жала в острый конус (пирамидку) можно, если предполагается работа с мелкими деталями (тонкие провода, электродетали). Так проще контролировать степень нагрева.
Тот же конус, но не такой острый подойдет для работы с проводниками большего диаметра.

Более универсальным считается заточка «лопаткой». Если ее сформировать при помощи молотка, медь уплотняется, корректировать наконечник надо будет реже. Ширину «лопатки» можно делать больше или меньше, подрабатывая ее по сторонам напильником или наждаком. С этим типом заточки работать можно с тонкими и средними паяемыми деталями (поворачивать жало в нужное положение).

Лужение паяльника

Если жало паяльника не имеет защитного покрытия, его необходимо залудить — покрыть тонким слоем олова. Это защитит его от коррозии и быстрого износа. Делают это при первом же включении инструмента, когда дым перестал выделяться.

Первый способ лужения жала паяльника:

довести до рабочей температуры;
прикоснуться к канифоли;
расплавить припой и растереть его вдоль всего жала (можно деревянной щепкой).

Второй способ. Смочить тряпку раствором хлористого цинка, нагретое жало потереть о тряпку. Расплавить припой и куском поваренной каменной соли растереть его по всей поверхности жала. В любом случае медь должна покрыться тонким слоем олова.

Способы соединения проводов

Существует несколько методов соединения электропроводов. Вы можете выбрать наиболее удобный и подходящий для вашего случая вариант.

Скрутка

В настоящее время соединение кабелей в распределительных коробках по методу скрутки запрещено – оно считается крайне ненадежным по сравнению с другими существующими вариантами. Выбирая скрутку, вы осознанно принимаете всю возможную ответственность на себя.

Как правильно делать сращивание и ответвление проводов с помощью скрутки

Само соединение выполняется предельно просто: с проводов счищается примерно 10 мм изоляции, а после они аккуратно накручиваются друг на друга. При соединении проводов диаметром до 1 мм выполняем не менее 5 витков, в случае скрутки более «серьезных» кабелей – от 3 витков.

Опрессовка

Инструмент для опрессовки

Популярный вариант соединения. Выполняется с использованием специальной гильзы по размеру пучка проводов. Материал гильзы также должен соответствовать материалу изготовления кабелей.

Для обжима изделия применяются пресс-клещи для опрессовки гильз. Народные умельцы нередко пытаются выполнить обжим с помощью пассатижей, однако профессионалы рекомендуют от такого варианта воздерживаться, т.к. соединение будет не таким надежным.

Работа выполняется в следующем порядке.

Снимаем с проводов изоляцию, ориентируясь на длину используемой гильзы.

Второй шаг

Скручиваем провода в пучок и вводим их в соединитель.

Обжимаем гильзу с проводами пресс-клещами.

Процесс опрессовки

Выполняем изоляцию готового соединения термоусадкой либо обычной изолентой.

Процесс опрессовки

Сварка

После выполнения такого соединения получается по сути цельный провод, которому не страшны ни процессы окисления, ни другие негативные воздействия, характерные для разъемных способов.

Для соединения проводов по методу сварки нужно подготовить следующее:

сварочный аппарат на 24В мощностью от 1 кВт;
флюс;
угольный электрод;
защитные средства (перчатки, маску/очки).

Работаем в таком порядке.

Снимаем с кабелей изоляцию и зачищаем жилы до блеска. Для этого используем наждачную бумагу.

Второй шаг

Соединяем провода по методу скрутки.

Насыпаем флюс в углубление нашего электрода.

Аппарат для сварки скруток ТС 700 2

Включаем сварочный аппарат, прижимаем электрод к кабелям и держим до образования шарика — т.н. «контактной точки».

Пятый шаг

Сварка

Очищаем полученную контактную точку от флюса и покрываем ее лаком.

В завершение нам остается лишь заизолировать готовое соединение.

Пайка

Порядок действий остается таким же, как и при соединении проводов сваркой. Отличие лишь в том, что кабели соединяются при помощи припоя, расплавленного паяльником. Расплавленный припой должен затекать внутрь скрутки.

Также не рекомендуется использовать пайку в местах возможных механических нагрузок на соединение.

Винтовые контактные зажимы

Отличный метод быстрого и простого соединения проводов в распределительной коробке. Компактные недорогие зажимы позволяют выполнять соединение как однородных, так и разнородных проводников.

Работа выполняется в два простых шага. Нужно сделать следующее:

счистить с концов проводов примерно по 5 мм изоляции;
вставить провода в зажим и затянуть винтом.

Болтовые соединения

Болтовые соединенияОконцевание проводов

Соединение надежное, но очень громоздкое. Подходит для таких же громоздких коробок старого образца. В современной коробке болтовое соединение может попросту не поместиться.

Работа выполняется в следующем порядке.

Второй шаг

Сверху надеваем на болт один из соединяемых проводов. Предварительно нужно счистить изоляцию и сформировать из кабеля колечко. Со вторым проводом заранее делаем то же самое.

Пятый шаг

Надеваем последнюю шайбу и затягиваем соединение гайкой.

Разумеется, болтовое соединение также нуждается в изоляции, которая не лучшим образом отразится на его размерах.

Методика использования УЗО

Самозажимные соединения

Наиболее современный и популярный на сегодняшний день вариант. Зажимы предельно просты в использовании. Помимо этого, внутри подобных соединений изначально присутствует паста, исключающая риск окисления металлов, что позволяет безо всяких опасений вставлять в клипсы разнородные проводники.

Работаем в таком порядке.

Самозажимные соединения

Первый шаг. Снимаем примерно по 10 мм изоляции с каждого провода.

Второй шаг. Поднимаем вверх рычажок клипсы.

Третий шаг. Вставляем проводники в соединитель.

Четвертый шаг. Опускаем вниз рычажок.

Зажимы без рычажков просто защелкиваются.

Самозажимные соединения