Как паять электронику

В этой статье в основном рассматривается пайка компонентов печатных плат по технологии сквозного монтажа. Сквозные компоненты – это такие компоненты, у которых есть соединительные проводники (провода или контакты), проходящие в отверстие платы и припаеваемые к контактным площадкам (область с металлическим покрытием) вокруг отверстия. Отверстие может иметь сквозное покрытие.

Шаги по пайке других электрических компонентов, таких как провода и монтажные лепестки, имеет немного отличаются, однако принципы остаются такими же.

Шаги

1. 1 Выберите правильный компонент. Многие компоненты выглядят одинаково, поэтому читайте этикетки или внимательно проверяйте цветовой код.
2. 2 При необходимости согните правильным образом соединительные проводники, учитывайте снятие остаточных напряжений.
3. 3 Зафиксируйте соединительные проводники. В зависимости от необходимости обеспечиния эффекта теплоотвода или нет, примите решение по поводу того, отрезать контакты до или после пайки.
4. 4 Расплавьте небольшую каплю припоя на наконечнике паяльника. Она будет использоваться для улучшения теплопереноса к месту пайки.
5. 5 Аккуратно поместите наконечник (с каплей) на место контакта проводника и контактной площадки. Наконечник или капля должны касаться и соединительного проводника и площадки. Наконечник или капля не должны касаться неметаллической части ПП в области площадки (например участка стекловолокна), так как она может повредиться от высокой температуры. Рабочая зона должна нагреться.
6. 6 "Подавайте" припой к месту контакта площадки и соединительного проводника. Не подавайте припой на наконечник! Провод и площадка должны быть нагреты до такой степени, чтобы припой плавился на них (см. предыдущий шаг). Если припой не плавится на рабочей зоне, то наиболее вероятная причина этого заключается в том, что к ней не было передано достаточно тепла. Расплавленный припой должен "прилипнуть" к площадке и проводнику за счет поверхностного натяжение. Это явление называется смачиванием.
   • со временем вы научитесь нагревать соедининия более эффективно за счет правильного удерживания паяльника на рабочей зоне
   • флюс из проволоки припоя активен в течение лишь около одной секунды после расплавления на месте соединения, так как он постепенно "выгорает" из-за высокой температуры
   • припой смочит поверхность только если:
     • поверхность достаточно горячая и
     • присутствующее количество флюса достаточно для удаления оксидов с поверхности и
     • поверхность очищена, на ней нет пыли, грязи и т.п.
7. 7 Припой должен сам по себе "обтекать" и заполнять место контакта. Прекратите подавать припой, когда в месте соединения окажется достаточное его количество. Правильное количество припоя определяется:
   • для ПП с отверстиями без сквозного покрытия (большинство самодельных ПП – этого типа) – прекращайте подачу, когда припой начнет образовывать плоскую ленту
   • для ПП с отверстиями со сквозным покрытием (большинство ПП, производимых в промышленных условиях) – прекращайте подачу, когда станет видна сплошная вогнутая лента
   • избыточное количество припоя приведет к образованию "луковицеобразного" соединения выпуклой формы
   • недостаочное количество припоя приведет к образованию "слишком вогнутого" соединения.

Советы

• Большинство паяльников имеют съемные наконечники. Наконечники паяльников имеют ограниченный срок службы, они бывают разных размеров и формы, чтобы использовать паяльник для разных целей.
• Компонент легко повредить избыточной теплотой. Некоторые компоненты (диоды, транзисторы и т.д.) довольно восприимчивы к тепловым повреждениям и с целью предотвращения разрушения компонента к их соединительным проводникам должны быть прикреплены маленькие алюминиевые провода (теплоотводы) с противоположной (неспаиваемой) стороны ПП. Используйте 30-ваттный паяльник и старайтесь паять быстро, чтобы избежать перегрева.
• Наконечник паяльника со временем застряет (при частом использовании), из-за образования оксидов, которые накапливаются между медным наконечником и стальным рукавом. Наконечники с покрытием, как правило, лишены этой проблемы. Если медный наконечник периодически не снимать, он намертво застрянет в паяльнике! Который затем сломается. Поэтому: каждые 20–50 часов использования снимайте остывший наконечник и, перед тем, как поставить на место, помахайте им, чтобы выпали чешуйки окалины! Так ваш паяльник будет работать долгие годы!
• Держите под рукой резиновую грушу или другое средство для отсоса расплавленного припоя либо катушку медной оплетки (которая впитывает жидкий припой) на случай, если вы допустите ошибку и вам нужно будет отделить что-нибудь или снять излишний припой с места пайки.

Предупреждения

• Припои, особенно свинецсодержащие, содержат опасные компоненты. Мойте руки после пайки и имейте в виду, что изделия с припоем могут потребовать особого обращения при необходимости утилизации.
• Паяльники очень горячие. Не допускайте контакта наконечника с кожей. Кроме того, всегда используйте хороший стенд или держатель для того, чтобы удерживать наконечник в поднятом положении вдали от рабочей поверхности.

Что вам понадобится

• Паяльник Паяльники бывают двух типов:
  • С фиксированной мощностью – например от 25-ваттных (для небольших проектов) до 100-ваттных (большие проекты, кабели крупного сечения и т.д.)
  • С регулируемой температурой – температуру наконечника можно контролировать в зависимости от размеров проекта.
• Щипцы, тонкогубцы, или плоскогубцы для удерживания компонентов.
• A clamp or stand to hold the board.
• Проволока припоя с флюсовым сердечником.
  • Припой.
    • Самый распространенный сплав, используемый в качесте припоя в электронике, – это олово-свинец 60/40. Этот сплав рекомендован в том случае, если вы новичок в вопросах пайки, однако он вреден.
    • В последнее время стали популярными разные бессвинцовые припои. Они требуют более высоких температур пайки и не "смачивают" поверхность так же хорошо, как оловянно-свинцовые сплавы. Однако они безопаснее и могут быть более эффективными. Сплав 96,5 олова/ 3,5 серебра наиболее удачен и создает точку спайки с меньшим электросопротивлением по сравнинию с оловянно-свинцовым припоем.
    • И свинцовые и бессвинцовые составы можно купить по интернету на различных сайтах или в местных магазинах или отделах радиоэлектроники.
  • Флюс. Флюс – это добавка к припою, которая облегчает процесс пайки за счет предотвращения окисления и улучшения смачивающей способности жидкого припоя. В продаже есть разные типы флюсовых сердечников в проволоках припоя.
    • Канифоль чаще всего используется любителями. После пайки она оставляет коричневый липкий остаток, которые не является коррозионно активным и не проводит ток, но при желании его можно очистить растворителем, таким как изопропанол (или изопропиловый спирт, ИПС). Существуют разные классы канифольных флюсов, но чаще всего используются канифольные слабоактивированные.
    • Неочищаемые флюсы оставляют после пайки прозрачный остаток, не являющийся коррозионно активным и проводящим. Этот флюс разработан для того, чтобы оставлять его на месте спая и окружающей поверхности, однако все же его следует очищать, поскольку флюс по своей природе агрессивен.
    • Водорастворимые флюсы обычно имеют большую активность (т.е. более агрессивны) и образуют остатки, которые нужно смывать водой. Остатки коррозионно активны, и если плату и компоненты не очистить после пайки, то они могут повредить их.