Как научиться паять с нуля - Советы домашнему мастеру о ремонте и строительстве

Ручной инструмент, паяльник, питается от стандартной розетки переменного тока (220 В). Существуют инструменты прямого питания и питания через адаптер. Существуют ручные паяльники с различной мощностью (10 – 100 Вт). Однако для большинства задач пайки обычно достаточно паяльника мощностью 25-40 Вт.

Как научиться паять ручным паяльником + пошаговые инструкции

Обучение – это мать всего творения! И даже если считать творчество простой работой с электрическим паяльником, без обучения такую работу невозможно выполнить качественно. Все, включая девочек, должны знать, как держать паяльник и паять оловом. Поэтому давайте рассмотрим простой и одновременно сложный технический момент – как научиться паять ручным паяльником и применить обучение при необходимости. А необходимость в пайке оловом возникает во многих случаях, будь то бытовые утюги, радиорозетки, электрочайники, электронные печатные платы и так далее.

Необходимо позаботиться о хорошей вентиляции. Лучшие результаты получаются при наличии вытяжки, если ее нет, паяйте с интервалами, чтобы проветрить помещение от паров канифоли (каждый час при интенсивной работе).

Что может понадобиться для пайки?

Для пайки требуется источник тепла. Пайку можно выполнять с помощью открытого пламени, электрической спирали или лазерного луча. Последний позволяет паять даже чистый металл. В домашних условиях чаще всего используется электрический паяльник. Он подходит для:

сборка и ремонт различных электронных схем;
строительство и ремонт электроприборов;
лужение различных металлических изделий припоем.

Паяльник

Пайка ручным паяльником, который используется для:

нагрев соединяемых деталей;
нагревание припоя до тех пор, пока он не превратится в жидкость;
нанесение жидкого припоя на соединяемые детали.

Паяльник, показанный на рисунке 1, включает в себя:

Спиральный нагреватель, изготовленный из нихромовой проволоки, изолированной слюдяной фольгой или стеклотканью;
Медное жало, которое помещается внутрь катушки;
Ручка из пластика или дерева;
Корпус для размещения наконечника паяльника и катушки.

Подключение к источнику питания осуществляется через кабель длиной около 1 м, который проходит через ограничитель радиуса изгиба на задней стороне ручки.

Деревянная или пластиковая ручка имеет форму обычной ручки. Для пайки электронных схем используются маломощные изделия, оснащенные пистолетными рукоятками с курком для быстрого нагрева наконечника. Одна из версий этого инструмента показана на рисунке 2.

Рисунок 2: Паяльная колба пистолетного типа

Бытовые паяльники рассчитаны на напряжение 12 и 220 вольт.

Паяльники на 220 В должны быть оснащены 3-полюсной вилкой для обеспечения электробезопасности и надежного соединения с землей. Для 12-вольтовых устройств достаточно простой двухполюсной плоской вилки.

Припой

Припой – это сплав олова и свинца с добавлением других металлов. Припой имеет форму трубок или проволок разного диаметра. Трубчатый припой внутри заполнен канифолью и более удобен для пайки.

Для снижения стоимости в сплав добавляют свинец. Его конкретное содержание отличается, что напрямую влияет на оценку. Например, PIC-61 (очень популярный третник) означает:

П – припой;
ОС – олово-свинец;
61 – 61% олова.

В повседневной жизни пайка производится сплавами с пониженным содержанием олова, оловянирование должно производиться составом ПОС-90.

Кроме того, пайка осуществляется мягкими и твердыми припоями. Мягкие составы имеют температуру плавления ниже 450, остальные относятся к твердым. Температура плавления припоя PIC-61 составляет 190 – 192 °C. Высокотемпературная пайка припоями с использованием электроинструмента невозможна из-за сложности нагрева.

Алюминий можно паять с алюминием и кадмием, которые являются легкоплавкими металлами. Из-за их высокой токсичности пайка с ними возможна только в том случае, если нет другой альтернативы.

Пайка всегда осуществляется с использованием флюса – вспомогательного ингредиента, который обеспечивает

растворяет оксидный слой на поверхности соединяемых деталей;
хорошее сцепление припоя с ними;
Улучшение условий для растекания сплава по поверхности в виде очень тонкого слоя.

Обычно для этих целей используется канифоль, а также составы на основе ее смеси со спиртом, глицерином и цинком. Температура размягчения канифоли чуть выше 50°C, при 200°C она закипает. Канифоль химически довольно агрессивна по отношению к металлам и гигроскопична, быстро увеличивая свою проводимость при насыщении влагой. В зависимости от добавок и их концентрации он проявляет свойства нейтральных или активных флюсов.

канифоль и припой

Канифольный флюс продается в виде порошка, комочков или раствора канифоли.

Серебро, нержавеющую сталь и некоторые другие металлы можно паять только с использованием специальных флюсов (известных как кислотные флюсы или паяльные кислоты).

Некоторые монтажники, паяющие провода, проводят предварительный нагрев на таблетке аспирина, пары которого действуют как флюс для улучшения качества пайки.

Паяльные пасты

Паяльная паста – это соединение припоя и флюса. Он используется для пайки в труднодоступных местах и в сочетании с бессвинцовыми электронными компонентами. Паста наносится на деталь и просто нагревается жалом.

Вы можете сделать свою собственную пасту. Для этого оловянные опилки смешиваются с жидким флюсом до консистенции геля. Пасту следует хранить в герметичном контейнере со сроком годности менее шести месяцев из-за окисления олова.

Подставка для паяльника

Жало паяльника нагревается до высокой температуры, поэтому во время перерыва инструмент опускается на опору. Для мощных паяльников она выполняется с двумя опорами: сзади для ручки, спереди для корпуса. Опоры установлены на фанерном основании, которое служит для:

установка канифольного ящика;
хранения припойной проволоки (пример показан на рис. 3);
очистка пера.

На рисунке 3 показано, что подставка не требует редких материалов и может быть изготовлена вручную.

Рисунок 3: Подставка для мощного паяльника ручной работы

В аппаратах малой мощности часто используется конусообразный держатель (обычный или спиральный, также показан на рисунке 3), в который инструмент вставляется наконечником.

Более старые модели стендов оснащены регулятором рабочей температуры, ЖК-дисплеем для индикации температуры губок, рис. 4. Такой паяльный инструмент часто называют паяльной станцией.

Рисунок 4: Пример паяльной станции с дисплеем

Паяльная лента

Паяльная лента используется при удалении припоя с печатной платы во время разборки детали. Он состоит из плотной сетки тонких медных проволок, покрытых флюсом.

Принцип действия основан на поверхностном эффекте: сетка “впитывает” припой, расплавленный на печатной плате, за счет капиллярных сил.

Обычно коса имеет ширину около 5 мм и поставляется в оболочке диаметром около 5 см.

Внешняя оплетка старого гибкого коаксиального кабеля может служить средством для удаления припоя.

Конечно, время ожидания на каждой фазе требует хотя бы минимальной практики, но не более того. Я уверен, что любой новичок сможет припаять Maximite за час, используя эту технику.

Пайка для начинающих

Мои отношения с радио и микроэлектроникой можно описать замечательным анекдотом о Льве Толстом, который любил играть на балалайке, но не умел. Иногда он писал следующую главу “Войны и мира” и думал: “Тенденции, тенденции, тенденции”. “. После курсов электротехники и микроэлектроники в любимом МАИ, плюс бесконечных объяснений брата, которые я забываю почти сразу, мне в принципе удается собирать простые схемы и даже придумывать свои, благо сейчас, если не хочется возиться с аналоговыми сигналами, усилением, преобразователями и т.д. можно найти готовые микроэлементы и остаться в более-менее понятном мире цифровой микроэлектроники.

К делу. Сегодня мы поговорим о пайке. Я знаю, что это отпугивает многих новичков, которые хотят поиграть с микроконтроллерами. Но сначала вы можете использовать макетные платы, где вы просто приклеиваете детали к панели, даже без пайки, как в строительном наборе.

Таким образом можно создать довольно прочное устройство.

Но иногда вы хотите создать полноценное устройство. Опять же, вам не нужно травить плату. Если у вас не слишком много деталей, можно использовать печатную плату без дорожек (я использовал такую для погрузчика GMC-4).

Но их нужно припаивать. Вопрос в том, как. Особенно если вы никогда не делали этого раньше. Возможно, я открою Америку, но я только несколько дней назад без особых проблем открыл для себя волшебный мир пайки.

До сих пор мое понимание процесса ручной пайки было следующим. Вы берете паяльник (желательно с жалом не в форме шила, а с небольшим сплющиванием, как у шпателя), припой и канифоль. Чтобы припаять никель, возьмите каплю припоя. на паяльникеВы окунаете паяльник в канифоль, происходит “пшшшш”, и пока он идет, вы быстро, быстро касаетесь паяльником точки пайки (конечно, деталь уже должна быть вставлена), и после нескольких мгновений нагрева припой должен каким-то волшебным образом попасть в точку пайки.

К сожалению, со мной этот метод сработал очень плохо, почти ничего не получилось. Детали нагревались, но припой нигде не отходил от паяльника. Очевидно, что проблема заключалась в катализаторе, которым является канифоль. Того “шшш”, что я сделал, окунув кончик паяльника в канифоль, было явно недостаточно для “запуска” процесса пайки. Когда подтащил паяльник к месту пайки, почти вся канифоль успела сгореть. Поэтому, кстати, я совершенно не понял природу припоя, который уже содержит флюс (некий катализатор, например, канифоль). В любом случае, как только вы нанесли припой на паяльник, весь флюс успевает сгореть.

Предварительно лудите места пайки. Реально, при пайке таких деликатных вещей, как
микросхем, это очень непрактично. Тем более, что обычно их ноги уже
в консервной банке.
Натрите канифоль непосредственно на место пайки. Осторожно нанесите кристалл канифоли прямо на место пайки, и тогда “шшшшшш” произойдет прямо там, позволяя припою нормально двигаться от паяльника. К сожалению, после такой пайки плата вся покрывается черными брызгами сгоревшей канифоли. Поэтому вам придется мыть доску, что само по себе хлопотно. А сама точечная коррозия делает пайку очень медленной. Вот как я припаял Maximite.
Используйте жидкий флюс. Как и в случае с обесцвечиванием канифоли, можно аккуратно палочкой налить каплю жидкого флюса (обычно гораздо “сильнее” канифоли), после чего произойдет активное “пшшшшшшшшшш” и произойдет пайка. К сожалению, и здесь есть проблемы. Не все жидкие флюсы являются изоляторами, поэтому плату также необходимо очистить, например, ацетоном. А те, которые являются изоляторами, все равно остаются на плате, растекаются и могут мешать последующему внешнему “простукиванию”. Решение проблемы – мытье.

и припой с флюсом внутри.:

Деталь вставляется в плату и должна быть зафиксирована (у вас не будет второй руки, чтобы удержать ее).
Возьмите паяльник в одну руку, а проволоку припоя – в другую (удобно, если она находится в специальном дозаторе, как на рисунке).
НЕ берите припой на паяльник. НЕ.
Прикоснитесь паяльником к месту пайки и нагрейте его. Обычно это занимает 3-4 секунды.
Затем другой рукой коснитесь точки пайки кончиком расплавленной паяльной проволоки. Здесь происходит одновременный контакт всех трех частей: куска припоя и его отверстия на плате, паяльника и припоя. Через секунду раздается “пшшшшшшш”, кончик паяльной проволоки плавится (и немного флюса вытекает), и необходимое количество флюса попадает в точку пайки. Через секунду паяльник и припой можно снять и выдуть.

Очевидно, что время ожидания для каждой фазы требует минимальной практики, но не более того. Я уверен, что любой новичок сможет припаять Maximite за час, используя эту технику.

Большое количество припоя не означает качественный контакт. Капля припоя на месте контакта должна покрывать его со всех сторон, без ямок, но не должна быть слишком большим пузырем.
Цвет припоя должен быть блестящим, а не матовым.
Если плата двухсторонняя и отверстия не металлизированы, припаяйте обе стороны.

Планарные элементы (не самые маленькие, конечно) в некотором роде даже легче паять, но для самодельных устройств вам уже придется травить плату, потому что нет особого удобства в использовании планарных элементов на макетной плате.

Итак, небольшой, почти теоретический бонус о пайке планарных элементов. Это могут быть микросхемы, транзисторы, резисторы, конденсаторы и т.д. Опять же, существуют объективные ограничения на размер предметов, которые можно спаять обычным паяльником в домашних условиях. Ниже приведен список того, что я лично паял обычным паяльником с щупом на 220 В.

Нельзя использовать паяльник на лету для пайки планарных деталей – он может “вытечь” слишком много за один раз. Поэтому необходимо предварительно припаять контакты, на которых будет размещен компонент. Здесь, к сожалению, без жидкого флюса не обойтись (по крайней мере, у меня он не сработал).

Капните немного жидкого флюса на площадку (или площадки), возьмите немного припоя на паяльник (можно сделать это без флюса). Для планарных компонентов требуется очень мало припоя. Затем слегка прикоснитесь кончиком паяльника к каждому пятачку. Небольшое количество припоя должно выйти наружу. Больше этого количества будет недостаточно для каждой паяльной площадки.

Возьмите компонент пинцетом. Во-первых, это удобнее, а во-вторых, пинцет рассеивает тепло, что очень важно при работе с плоскими компонентами. Удерживайте компонент в месте пайки пинцетом. Если это интегральная схема, то вам нужно держать контакт, который вы собираетесь припаивать. При работе с микросхемами отвод тепла особенно важен, поэтому можно использовать два пинцета. Одной рукой вы держите компонент, а другой прикладываете его к паяльной площадке (есть пинцет с зажимом, который не нужно держать руками). Другой рукой снова нанесите каплю жидкого флюса на паяное соединение (возможно, немного попадет на чип), той же рукой возьмите паяльник и на секунду коснитесь паяного соединения. Поскольку припой и флюс уже находятся на месте, шарик припоя “утонет” в припое, нанесенном на этапе лужения. Затем процедура повторяется для всех ног. При необходимости посыпьте жидким флюсом.

Приобретая жидкий флюс, купите также жидкость для очистки плат. К сожалению, при использовании жидкого флюса лучше промыть плату после пайки.

Сразу скажу, что я не профессионал и даже не продвинутый паяльщик-любитель. Я сделал все это с помощью обычного паяльника. У профессионалов есть свои методы и оборудование.

Конечно, пайка планарных компонентов требует гораздо большего мастерства. Но его все же можно приготовить в домашних условиях. А если паять не микросхемы, а только простейшие компоненты, то все становится еще проще. Вы можете приобрести схемы, уже впаянные в колодки, или в виде готовых компонентов.

Вот фотографии того, что мне лично удалось успешно припаять после небольшой практики.

Это самый простой тип пакета. Их можно поместить в колодки, которые так же трудно паять. Их элементарно припаять в соответствии с первой инструкцией.

Следующие два варианта более сложные. В этом случае следуйте второй инструкции, используя тщательный отвод тепла и жидкий флюс.

Элементарные планарные компоненты, такие как приведенные ниже резисторы, довольно легко паяются:

Но, конечно, есть предел. Это добро уже за пределами моих возможностей.

Вообще, что такое пайка? Это соединение проводников (например, проводов или проволоки и дорожки на плате) с помощью легкоплавкого припоя. Хотя это звучит просто, на самом деле речь идет о двух фундаментально важных вещах:

Суть пайки

Что такое пайка? Это соединение проводников (например, проводов или проводов и дорожек на плате) с помощью высокоплавкого припоя. Звучит просто, но на самом деле очень важно обеспечить две вещи:

Безопасное соединениечтобы постоянно поддерживался хороший контакт,
Достаточная поверхность соединенияПрипой используется для предотвращения перегрева точки пайки (важно для силовых цепей).

Однако следует отметить, что сам припой имеет высокое удельное сопротивление. Поэтому необходимо, чтобы толщина нанесенного слоя была небольшой, а площадь покрытия – большей. Также обратите внимание, что чем толще проводник (например, проволока), тем больше площадь поверхности, на которую необходимо нанести покрытие.

На конце большинства паяльников находится сменная деталь, называемая паяльным наконечником. Существует множество вариантов этого наконечника, и они бывают разных форм и размеров. Каждый наконечник используется с определенной целью и имеет явные преимущества перед другими. Наиболее распространенные наконечники, которые будут использоваться в электронных проектах, – это конический и клиновой.

Если бы вы разобрали любое электронное устройство, содержащее печатную плату, вы бы увидели, что компоненты соединены с помощью пайки. Пайка – это процесс соединения двух или более электронных деталей путем расплавления припоя вокруг соединения. Припой – это металлический сплав, который при остывании образует прочное электрическое соединение между деталями. Хотя пайка может создать постоянное соединение, ее также можно удалить с помощью жидкости для удаления припоя, как описано ниже.

Самое приятное в обучении пайке то, что для начала работы вам не нужно многого. Ниже мы рассмотрим основные инструменты и материалы, которые понадобятся для большинства работ по пайке.

Паяльник

Паяльник – это ручной инструмент, который подключается к стандартной розетке и нагревается для расплавления припоя вокруг электрических соединений. Это один из самых важных инструментов, используемых при пайке, и выпускается в нескольких вариантах, таких как ручка и пистолет. Для начинающих рекомендуется паяльник в форме ручки мощностью от 15 до 30 Вт. Большинство паяльников имеют сменные насадки, которые можно использовать для различных видов пайки. Будьте очень осторожны при использовании любого типа паяльника, так как он может сильно нагреваться.

Паяльная станция

Паяльная станция – это более продвинутая версия базовой автономной паяльной ручки. Если вы собираетесь много паять, вам больше подойдут паяльные станции, поскольку они обеспечивают большую гибкость и контроль. Главное преимущество паяльной станции заключается в том, что вы можете точно установить температуру паяльника, что отлично подходит для многих проектов. Эти станции также могут создать более безопасное рабочее место, поскольку некоторые из них оснащены усовершенствованными датчиками температуры, предупреждающими настройками и даже защитой паролем для безопасности.

Паяльные жала

На конце большинства паяльников находится сменная деталь, известная как паяльный наконечник. Существует множество разновидностей этого жала, и они бывают разных форм и размеров. Каждый бит используется для определенной цели и имеет явное преимущество перед другими. Наиболее распространенными наконечниками, которые будут использоваться в электронных проектах, являются конические стебли и клиновидные стебли.

Коническое жало – Благодаря тонкому наконечнику он используется при пайке прецизионных электронных устройств. Благодаря заостренному наконечнику он может доставлять тепло на небольшие участки без ущерба для окружающей среды.

Наконечник стилуса – Благодаря широкому плоскому наконечнику он хорошо подходит для пайки проводов или других крупных компонентов.

Латунная или обычная губка

Использование губки помогает содержать кончик паяльника в чистоте, удаляя образовавшееся окисление. Наконечники с окислением будут иметь тенденцию к почернению и не будут принимать припой, как когда они были новыми. Можно использовать обычную влажную губку, но это сократит срок службы насадки из-за расширения и сжатия. Кроме того, влажная губка временно снижает температуру углового наконечника во время обтирания. Лучшей альтернативой является использование латунной губки.

Кроме того, правильная пайка требует

Лужение паяльника

Перед работой с паяльником необходимо нанести на наконечник тонкий слой оловянного сплава. Существует два основных метода:

Натрите нагретый наконечник канифолью, расплавьте кусок проволоки припоя и с помощью деревянной лопаточки вотрите его в поверхность наконечника.
Протрите нагретый наконечник о ткань, смоченную в растворе хлорида цинка, а затем действуйте так же, как и в первом способе.

Когда наконечник жала покрывается слоем олова, подготовка паяльника завершена.

Это неплохой вариант для начинающих мастеров. С ним легко работать, но вы не сможете научиться хорошо паять в сложных условиях: когда у вас нет под рукой хорошего флюса и припоя.

Какой припой использовать

Эти сплавы изготавливаются из олова, свинца, меди, никеля или серебра. Оловянно-свинцовый припой (ОСП) используется для работы с печатными платами и домашней проводкой. Хотя существует большое разнообразие, их можно разделить на два типа:

Мягкий (температура плавления до 300°C);
Твердый (температура плавления выше 300°C).

Выпускается во всех формах: в комках, проволоке, порошках и пастах. Универсальным вариантом является проволока диаметром до 2 мм. Эту проволоку можно легко подать в паяльник или непосредственно в зону пайки.

Интересное предложение от производителей – паяльная паста или порошок. Это мелкодисперсная паяльная паста с добавлением жидкого флюса для придания ей большей вязкости. В результате получается консистенция с высокой адгезией, которую можно паять без предварительного флюсования. Просто нанесите пасту на контакты и нагрейте их.

Можно работать без традиционного паяльника, используя паяльный фен. Благодаря мелкому помолу припой быстро плавится и мгновенно распределяется по рабочей зоне (с флюсом).

Для начинающего мастера это неплохой вариант. С ним легко работать, но нельзя научиться хорошо паять в сложных условиях: когда под рукой нет хорошего флюса и припоя.

Поскольку качество паяных соединений во многом зависит от правильного выбора флюсов и припоев, эти материалы следует рассмотреть более подробно. В настоящее время доступно большое количество таких компонентов, подходящих практически для всех видов пайки.

Выбор флюсов и припоев

Поскольку качество паяных соединений во многом зависит от правильного выбора флюсов и припоев, эти материалы следует рассмотреть более подробно. В настоящее время доступно большое количество таких изделий, подходящих практически для всех видов пайки.

Основная функция флюсов – травление металлических деталей, удаление оксидного слоя и последующая защита поверхности от коррозии. Покрытие флюсом обеспечивает чистоту и хорошее смачивание поверхности, что позволяет олову растекаться.

Флюсы подбираются в соответствии с соединяемыми металлами и сплавами. Все флюсы содержат соли металлов, основания и кислоты, которые активно реагируют при повышении температуры. По этой причине существует условное разделение этих материалов на два типа.

Первый – активный, на основе соляной, хлорной и других неорганических кислот. Их агрессивное воздействие на металл требует быстрой промывки после завершения работы. Это единственный недостаток этих флюсов, но их можно использовать для соединения практически любого металла. Они выпускаются в жидкой форме и считаются более удобными в применении. В них добавляется спирт или глицерин, который полностью испаряется при нагревании.

Второй тип флюса состоит из канифоли и используется для соединения цветных металлов. Они менее эффективны для стальных компонентов. Канифоль следует смывать после завершения работ, так как она со временем ржавеет и становится проводником электричества, если ее надолго оставить во влажной среде.

Припой для работы выбрать проще. Наиболее часто используются соединения свинца и олова, которые обозначаются как PIC. Процент олова обозначен цифрами, следующими за буквами. Более высокая доля олова в припое обеспечивает более высокую механическую и электрическую проводимость соединений. В то же время температура плавления припоя с высоким содержанием олова ниже. Добавление свинца нормализует затвердевание и предотвращает вытекание олова.

Некоторые современные припойные сплавы производятся без свинца (ВР), вместо которого добавляется цинк или индий. Они имеют более высокую температуру плавления, но соединения получаются более прочными и устойчивыми к коррозии. И наоборот, существуют припои, изготовленные из легких сплавов, которые способны плавиться при температуре 90 – 110 градусов Цельсия. С помощью этих паяльных сплавов соединяются компоненты с повышенной чувствительностью к перегреву.

После этого можно приступать непосредственно к процессу пайки. Как правило, необходимо консервировать обе части. Для удаления остатков окислов можно использовать наконечник паяльника, наждачную бумагу или острый нож.

Общие проблемы

Некоторые из проблем, с которыми часто сталкиваются начинающие паяльщики, следующие

Недостаточный нагрев компонентов. Холодная пайка происходит из-за недостатка тепла. Это можно распознать по тусклому цвету паяного соединения и легкому растрескиванию при механическом воздействии.
Перегрев компонентов. В этом случае поверхность вообще не покрывается припоем.
Смещение деталей до затвердевания припоя, что часто приводит к нарушению контакта.