Пайка что это такое: Пайка – это… Что такое Пайка?

Пайка – это… Что такое Пайка?

ПАЙКА — ПАЙКА, см. паять. | Пай ка, пенз., вместо поди ка. Пайка, пск., твер. головомойка, нагонка. Толковый словарь Даля. В.И. Даль. 1863 1866 …   Толковый словарь Даля

пайка — Ндп. напайка спайка припайка Образование неразъемного соединения с межатомными связями путем нагрева соединяемых материалов ниже температуры их плавления, их смачивания припоем (см. пп.5 и 18), затекания припоя в зазор (см. п.17) и последующей… …   Справочник технического переводчика

пайка — ПАЙКА, и, жен. 1. см. паять. 2. Место, где спаяно, припаяно что н. II. ПАЙКА, и, жен. (прост.). То, что получено как паёк, в счёт пайка. П. табака. Хлебная п. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

ПАЙКА 2 — ПАЙКА 2, и, ж. (прост.). То, что получено как паёк, в счёт пайка. П. табака. Хлебная п. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

пайка — 1. ПАЙКА, и; мн. род. паек, дат. пакам; ж. Техн. 1. к Паять. П. проводов. 2. Запаянное место. На кастрюле была видна п. 2. ПАЙКА, и; мн. род. паек, дат. пайкам; ж. Разг. Часть, доля продукта, выданная по определённой норме (солдатам, заключённым… …   Энциклопедический словарь

пайка — паяние; паек, рацион Словарь русских синонимов. пайка сущ., кол во синонимов: 5 • металлообработка (59) • …   Словарь синонимов

ПАЙКА — ПАЙКА, процесс получения неразъемного соединения изделий из стали, чугуна, стекла, графита, керамики и др., находящихся в твердом состоянии, путем заполнения зазора между ними расплавленным припоем. Применялась уже в глубокой древности для… …   Современная энциклопедия

ПАЙКА — (паяние) процесс получения неразъемного соединения материалов (стали, чугуна, стекла, графита, керамики и др.), находящихся в твердом состоянии, расплавленным припоем с его последующей кристаллизацией. По механизму образования шва различают пайку …   Большой Энциклопедический словарь

ПАЙКА 1 — ПАЙКА 1, и, ж. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 …   Толковый словарь Ожегова

Пайка — Пайка: процесс соединения деталей, при котором используют дополнительный расплавленный материал (припой) с температурой ликвидус ниже, чем температура солидус основного(ых) материала(ов), который смачивает поверхности нагретого(ых) основного(ых)… …   Официальная терминология

Пайка — ПАЙКА, процесс получения неразъемного соединения изделий из стали, чугуна, стекла, графита, керамики и др., находящихся в твердом состоянии, путем заполнения зазора между ними расплавленным припоем. Применялась уже в глубокой древности для… …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

Пайка – это… Что такое Пайка?

Отпайка контакта.

Пайка — технологическая операция, применяемая для получения неразъёмного соединения деталей из различных материалов путём введения между этими деталями расплавленного материала (припоя), имеющего более низкую температуру плавления, чем материал (материалы) соединяемых деталей.

Спаиваемые элементы деталей, а также припой и флюс вводятся в соприкосновение и подвергаются нагреву с температурой выше температуры плавления припоя, но ниже температуры плавления спаиваемых деталей. В результате, припой переходит в жидкое состояние и смачивает поверхности деталей. После этого нагрев прекращается, и припой переходит в твёрдую фазу, образуя соединение.

Прочность соединения во многом зависит от зазора между соединяемыми деталями (от 0,03 до 2 мм), чистоты поверхности и равномерности нагрева элементов. Для удаления оксидной плёнки и защиты от влияния атмосферы применяют флюсы.

Разновидности

Пайка бывает низкотемпературная (до 450 °C) и

высокотемпературная. Соответственно припои бывают легкоплавкие и тугоплавкие. Для низкотемпературной пайки используют в основном электрический нагрев, для высокотемпературной — в основном нагрев горелкой. В качестве припоя используют сплавы оловянно-свинцовые (Sn 90 % Pb 10 % c t° пл. 220 °C), оловянно-серебряные (Ag 72 % с t° пл. 779 °C), медно-цинковые (Cu 48 % Zn остальное с t° пл. 865 °C), галлиевые (t° пл. ~50°С), висмутовые (сплав Вуда с t° пл. 70 °C, сплав Розе с t° пл. 96 °C) и т. д.

Пайка является высокопроизводительным процессом, обеспечивает надёжное электрическое соединение, позволяет соединять разнородные материалы (в различной комбинации металлы и неметаллы), отсутствие значительных температурных короблений (по сравнению со сваркой). Паяные соединения допускают многократное разъединение и соединение соединяемых деталей (в отличие от сварки). К недостаткам можно отнести относительно невысокую механическую прочность.

Исходя из физико-химической природы процесса, пайку можно определить следующим образом. Процесс соединения металлов в твёрдом состоянии путём введения в зазор припоя, взаимодействующего с основным металлом и образующего жидкую металлическую прослойку, кристаллизация которой приводит к образованию паяного шва. Пайка подразделяется на капиллярную, диффузионную, контактно-реакционную, реакционно-флюсовую и пайку-сварку. В свою очередь, капиллярная подразделяется на горизонтальную и вертикальную. Диффузионная — на атомно-диффузионную и реакционно-диффузионную. Контактно-реакционная — с образованием эвтектики и с образованием твёрдого раствора. Реакционно-флюсовая — без припоя и с припоем. Пайка-сварка — без оплавления и с оплавлением. Анализируя сущность физико-химических процессов, протекающих на границе основной металл — расплав припоя (при формировании соединения в существующих видах пайки), можно видеть, что различия между капиллярной пайкой, диффузионной пайкой и пайкой-сваркой не носят принципиального характера. Капиллярность является общим признаком пайки. Отличительным признаком диффузионной пайки является длительная выдержка при температуре пайки и изотермическая кристаллизация металла шва в процессе пайки. Других характерных признаков этот метод не имеет, основное назначение его — повысить температуру распая шва и прочность паяного соединения. Диффузионная пайка может быть развитием любого вида пайки, в том числе капиллярной, реакционно-флюсовой или контактно-реакционной. В последнем случае диффузионная пайка возможна, если второй металл взаимодействующей пары вводится в виде прослойки между соединяемыми металлами. При реакционно-флюсовой пайке происходит совмещение процессов вытеснение из флюса металла, служащего припоем, и его взаимодействия с основным металлом. Наконец, пайка-сварка отличается от других методов пайки количеством вводимого припоя и характером формирования шва, делающим этот метод пайки похожим на сварку плавлением. При соединении разнородных металлов при пайке-сварке возможно оплавление кромки одной из деталей, изготовленной из более легкоплавкого металла.

Бессвинцовые технологии

27 января 2003 года введена в действие директива 2002/96/ЕС Европейского парламента и Совета по отходам электрического и электронного оборудования (WEEE). Современная радиоэлектронная промышленность встала перед фактом организации сбора и удаления отходов, имеющих в своем составе тяжелые металлы и огнезащитные составы. Для успешного решения этой проблемы одним из необходимых условий является переход на бессвинцовые технологии изготовления электронного оборудования – технологии с применением материалов, не содержащих свинец.

Стандарты

• ГОСТ 17325-79 — Пайка и лужение. Основные термины и определения.

Технология пайки оловянно-свинцовым припоем

Для соединения металлических деталей пайкой их необходимо облудить, соединить и нагреть, возможно, вводя в место пайки ещё припоя. Следующие простые рекомендации помогут достичь высокого качества пайки.

• Хорошо поддаются пайке оловянно-свинцовыми припоями следующие металлы (в порядке ухудшения):
• Плохо поддаются пайке оловянно-свинцовыми припоями следующие металлы (в порядке ухудшения):
• Детали, подлежащие пайке, следует зачистить до металла (удалить защитные покрытия, грязь, окислы). Драгоценные металлы не покрываются окислами (кроме серебра, которое может со временем чернеть).
• Для пайки электронных компонентов следует использовать выпускаемый промышленностью оловянно-свинцовый припой с содержанием олова около 61 %, если не указано иное в технологической карте. Припой с таким содержанием олова обладает наименьшей температурой плавления(190°), наименьшей прочностью.
• Для пайки электронных компонентов следует использовать флюсы, не вызывающие коррозию и не обладающие электропроводностью. Такие флюсы имеют надпись коррозионно-пассивен и/или не требует отмывки. Хорошо себя зарекомендовали флюсы в виде геля на канифольной основе.
• Активные флюсы (с содержанием кислот и других вызывающих коррозию веществ), например хлористый цинк, используются для пайки электронных компонентов только при условии последующей промывки растворителями для полного удаления остатков флюса. В бытовых условиях такой вариант практически нереализуем.
• На зачищенное место пайки наносится тонкий слой флюса. Затем место пайки приводится в соприкосновение с расплавленным припоем (например, касанием облуженного горячего паяльника или погружением в расплавленный припой). Если все сделано правильно, то деталь в месте контакта с припоем смачивается им. После охлаждения слой застывшего припоя должен быть блестящим, ровным, без не смоченных островков.
• Залуженные детали фиксируются в необходимом положении и прогреваются паяльником. При необходимости в место нагрева вводится дополнительное количество припоя (капля на паяльнике или касание нагретых деталей припойной проволокой). В изделиях высокой надёжности, как правило, залуженные провода перед пайкой ещё и скручиваются («должно держаться без припоя»).
• Спаиваемые поверхности должны быть неподвижны до полного отвердения припоя. Даже небольшое движение деталей друг относительно друга в момент кристаллизации припоя может очень существенно снизить прочность соединения.
• При необходимости флюс удаляется растворителем.

См. также

Ссылки

Литература

• Петрунин И. Е. “Физико-химические процессы при пайке. М., «Высшая школа», 1972;
• Максимихин М. А. Пайка металлов в приборостроении. Л.: ЦЕНТРАЛЬНОЕ БЮРО ТЕХНИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ, 1959

Пайка: что это такое, чем отличается от сварки металлических деталей, виды, холодная, серебра, стали, титановых оправ, меди, технология, простые схемы

Пайка – это технологический процесс, главной особенностью которого является соединение деталей без их расплавления. Сохранение целостности структуры благотворно влияет на физические свойства и технические характеристики металла.

Преимущества и недостатки

Прежде чем говорить о том, что такое пайка, рассмотрим основные плюсы и минусы технологии. К достоинствам относят:

1. Возможность соединять поверхности с различными физическими и химическими свойствами.
2. Технологию пайки использует для работы в труднодоступных местах, где исключается сваривания.
3. Отсутствуют требования к форме и размерам изделий.
4. Возможно выполнение обработки все плоскости касания.
5. Пайка не создает внутреннее напряжение, что положительно сказывается на качестве металла.
6. Относительная простата, по сравнению со сваркой, процесса позволяет выполнять спаивание заготовок уже после получения базовых знаний в этой области.

Специалисты выделяют три недостатка.

1. Малая прочность соединения. Это связано со свойствами материалов, которые используются в качестве припоя. Отсюда и следующий минус.
2. Низкая термостойкость. Нельзя работать с деталями, эксплуатация которых связана с повышенными температурами. Например, заделка отверстия в чайнике точно не порадует качеством и долговечностью.
3. Низкая производительность. По этой причине пайку практически не применяют на массовом производстве, а выполняемые работы связаны с точечными воздействиями.

Отличия от сварки

Неподготовленному человеку очень сложно увидеть разницу между сваркой и пайкой, ведь соединительный шов практически не имеет визуальных различий. Между тем, принципы действия данных технологий кардинально отличается. Итак, чем отличается сварка металлических деталей от паяния?

Основное отличие заключается в воздействии на поверхность. При сварке на заготовку воздействует электрическая дуга, возникающая при разрыве замкнутой цепи. Под действием высокой температуры создается зона расплава, в которой перемешиваются базовый металл и флюс. При застывании образуется сварочный шов. При пайке зона соединения состоит исключительно из легкоплавкого припоя, без фракций основного изделия. Температура плавления расходных материалов недостаточна для изменения агрегатного состояния заготовок.

Для выполнения сварочных работ необходимо дорогостоящее оборудование, которое зависит от типа сварки. В некоторых случаях необходимы вспомогательные приспособления, такие как подающий механизм для полуавтоматических аппаратов. Оборудование для запаивания отличается простой и низкой стоимостью. Этим и обусловлена популярность пайки при выполнении восстановительного ремонта в домашних условиях.

Вот чем сварка отличается от пайки. Несмотря на массу достоинств, рассматриваемая технология не получила должного распространения, ввиду низкой прочности на отрыв. Для надежного крепления детали стыкуют с перекрытием по плоскости.

ГОСТ 17325-79. Пайка и лужение: основные термины и определения

Данный межгосударственный стандарт устанавливает четкие термины и определения, которые надлежит применять в технической документации. Он охватывает все сферы рассматриваемых технологий: от общих понятий до дефектов соединений.

Алфавитный указатель терминов переведен на английский и немецкий языки.

Стандарт имеет статус действующего.

Лужение – это процесс, считающийся предшествующим пайке. После обработки на поверхности образуется тонкий слой олова.

Где применяется?

Технология пайки занимает почетное второе место по частоте использования для соединения материалов. Первенство принадлежит сварке. Однако существуют сферы, где по определенным причинам невозможно применить сварочное оборудование и достойной альтернативы пайке не существует. Утверждение справедливо для следующих отраслей промышленности:

1. Производство электронных плат управления. Для крепления миниатюрных компонентов применяют спаивание.
2. Холодильное оборудование. Медные трубки, теплообменники соединяют только с помощью пайки. Ремонт радиаторов для наземного транспорта и спецтехники осуществляют с применением данной технологии.
3. Соединение высоколегированных сплавов, которые плохо поддаются действию сварки.
4. Авиационная промышленность. Промежуточный слой обшивки самолетов имеет сотовую структуру. Для ее производства используют пайку в термических печах.

Технологию применяют в тех случаях, когда прочие виды соединения, такие как клепка, склеивание или болтовое, невозможно применить по каким-либо причинам. Важным условием является отсутствие требований по высокой прочности контакта.

Разновидности

Скелетная

Скелетной называется технология, при которой под слоем припоя рассматривается базовая поверхность. Характеризуется экономным потреблением металла для пайки и удобством визуального контроля. Применяется при работе в электротехнической сфере, в частности для соединения проводов.

Волновая

Данный вид пайки применяют для крепления элементов на печатные платы. Волновой метод был разработан в 50-х годах ХХ века, с активным внедрением электронных схем в различные приборы бытового и промышленного назначения. На массовом производстве действуют полностью автоматизированные линии.

Одной из разновидностей волновой, является селективная пайка. Она характеризуется избирательностью воздействия припоя. Ее применяют для обработки элементов, монтируемых в отверстия.

Холодная

Холодная пайка – это метод, при котором соединение образуется за счет взаимного проникновения элементов друг в друга. Скорость реакции зависит от температуры и продолжительности контакта. Одна из самых простых схем для пайки. Применяется для соединения полиэтиленовых и полипропиленовых изделий.

В бытовых условиях холодный метод применяются для монтажа линолеума и ремонта труб из полиэтилена.

К рассматриваемой технологии имеет косвенное отношение.

Бессвинцовая

Современная технология, которая начала активно развиваться после ужесточения требований по экологической безопасности. В настоящее время все Японские производители электроники полностью отказались от использования свинцовых припоев. В качестве рабочего сплава в бессвинцовом методе применяют комбинацию олова, серебра, цинка и меди. Соотношение и добавочные элементы зависят от сферы деятельности.

Контактная

Вид пайки, при котором соединяют детали с различными составами. Технологический цикл включает в себя кратковременное изменение агрегатного состояния контактной области. Для надежного скрепления часто используют прослойку, которая помогает добиться нужного результата. Несоблюдение данного правила ведет к тому, что прочность контакта будет очень низкой. Расходные материалы называют эвтектиками. Так можно соединить медь с алюминием, где между деталями будет алюминиево-медный сплав.  Отличительная особенность – высокая скорость реакции.

Высокотемпературная

Отличительная особенность данного способа спаивания – высокая температура воздействия на заготовку. В результате соединение будет обладать устойчивостью к перепадам температур, а также высоким показателем крепости. За качестве придется платить – данный метод считается наиболее сложным, с технологической точки зрения.

В отдельных случаях температура должна достигать 1000 Сº. По этой причине при высокотемпературной пайке невозможно использовать обычные паяльники – требуются более мощные генераторы тепловой энергии.

Индукционная

В качестве источника тепла используется высокочастотный ток, который воздействует на соединяемые изделия. Генератор являются специальные индукторы, которые можно изготовить самостоятельно. Существуют установки стационарного и мобильного типа.

Во избежание активации окислительных процессов, работы проводят в вакуумной среде. Разрешено соединять детали при атмосферном воздухе, при условии использования специальных самофлюсующихся припоев.

Инфракрасная

Еще один современный способ, в основе которого лежит принцип нагрева заготовок электромагнитными волнами. Нагревательные элементы изготавливают из кварца или керамики.

Инфракрасная паяльная станция – сложный прибор, стоимость которого не позволяет применять его в бытовых условиях. Основное преимущество заключается в том, что электромагнитные волны невидимого спектра не представляют угрозы здоровью человека.

Капиллярная

Наиболее распространенный способ спайки изделий. Суть технологии заключается в том, что при увеличении температуры пропой, нанесенный на поверхность, расплавляется и занимает все пространство между соединяемыми деталями.

Метод используется как в быту, так и на производстве. В основе любого метода лежит капиллярная технология, как сама идея пайки – нанесение на поверхность горячего припоя.

Способы нагревания

Существует несколько способов нагрева расходных материалов. В домашних условиях наиболее часто применяют следующие приспособления:

1. Паяльник. Применяют для выполнения работ, характеризующихся относительно низкой температурой. Максимальное воздействие не превышает 400 Сº. Современные модели оснащены механизмом для регулировки температуры. Выпускают паяльники аккумуляторного типа питания. Идеально подходит для работы с золотом и прочими мягкими металлами.
2. Горелка. Различают газовые и плазменные модели. Они используют один вид топлива – природный газ, а отличаются лишь величиной пламени. Они работают в высокотемпературном режиме, что позволяет спаивать тугоплавкие металлы. Недостаток горелок заключается в сложности регулировки температуры пламени.

Припои

От грамотного подбора припоя зависит конечный результат. Для изготовления чаще используют различные сплавы, чем чистый металл. Основными характеристиками являются:

• адгезия к поверхности,
• температура плавления.

Первый параметр влияет на прочность сцепления изделий. Второй – на сферу применения, ведь температура плавления припоя должна быть ниже, чем у базового металла.

Исходя из этого, пропой делят на две группы:

1. Легкоплавкие. В основе лежит свинец, олово, к которым добавляют различные химические элементы.
2. Тугоплавкие. Изготавливают на основе серебра и прочих металлов, с температурой плавления выше 500 Сº.

Для ремонта ювелирных украшений используют специальный золотой припой.

Форма выпуска зависит только от изготовителя. Он может иметь вид стержня, сухого порошка, гранул или таблеток.

Флюсы

Его – защита контактной поверхности от оксидной пленки. Качественный флюс должен удалить следы ржавчины перед работой, а также препятствовать появлению свежих следов коррозии. Они отличаются по следующим параметрам:

1. Химическая активность.
2. Температура нагрева.
3. Содержание воды в составе (водные/безводные).
4. Форма выпуска (паста, гель, жидкость).

Наиболее популярными флюсами являются:

• Борная кислота,
• Бура (натриевая соль борной кислоты),
• Канифоль,
• Ортофосфорная кислота,
• Хлорид цинка.

При необходимости можно изготовить кислоту для пайки своими руками.

Особенности паяния

Особенности технологического процесса зависят от характеристик соединяемых элементов. Рассмотрим некоторые типы металлов.

Сталь

Пайку стали выполняют припоями на оловянной основе, без каких-либо исключений. Перед выполнением работ следует предварительно подготовить поверхность, с помощью механической обработки. Очищенные детали обезжиривают. После этого элементы стыкуются с зазором не более 3 мм. Отличительной особенностью работы со сталью – способ нагрева припоя. Он должен получать тепло не от горелки, а от самих заготовок. По окончанию работ с поверхности необходимо удалить остатки расходных материалов.

Чугун

Обработке поддается любой тип чугуна, за исключением белого. Данный металл содержит графит, который снижает адгезию. Поэтому в качестве флюса необходимо использовать борную кислоту.

При работе с чугуном запрещено превышать температурный порог 750 Сº. В противном случае начнется необратимый процесс изменения структуры металла.

Титан

Пайку титана считают одной из самых сложных работ. Это связано с его поверхностным слоем, который насыщен различными газами. В качестве предварительной подготовки используют травление или пескоструйную обработку.

Специалисты рекомендуют проводить спайку в вакуумной среде, для повышения качества соединения. Для работы без защиты используйте серебряный флюс.

Работы проводятся при температуре 900 Сº.

Нихром

Данный металл не доставляет проблем. Нихром это сплав никеля и хрома. Он отличается пластичностью и высокой жаростойкостью. Его температура плавления находится в диапазоне 1100-1400 Сº, что позволяет выбрать любой подходящий припой.

Серебро

Пайку серебра под силу выполнить не только профессиональному ювелиру, но и обычному человеку, который не сталкивался с ремонтом украшений. Для спайки используют тугоплавкий серебряный припой и буру, в качестве флюса.

По завершению работы можно обработать изделие лимонной кислотой или йодом. В первом случае украшение посветлеет, а во втором – приобретет темный оттенок.

Золото

Ремонт дорогостоящих украшений – тонкий процесс. В случае порчи золотых изделий рекомендуем обратиться к квалифицированному специалисту. Для выполнения соединения необходимы специальные приспособления и особый припой.

Ради разовых работ покупать дорогостоящее оборудование нецелесообразно.

Медь

Данный металл абсолютно не требователен к флюсам. Лучше всего подойдет хлорид цинка или спиртовой раствор канифоли. А вот с припоем нужно быть аккуратнее: олово повышает хрупкость соединения, свинец придает вязкость, поэтому рекомендуем использовать составы на серебряной основе.

Рабочая температура не должна превышать 900 Сº.

Заключение

Пайка металлов – ответственный процесс, который позволяет соединить между собой детали с различным составом. При выполнении работ особое внимание следует уделять припою – его температура плавления должна быть ниже, чем у базового металла.

Слесарь-ремонтник  Головань Игорь Алексеевич Опыт работы 20 лет: «Я начал заниматься ремонтов радиаторов в 1999 году. Тогда все было проще – автомобилей не так много, материал заранее известен, поэтому подобрать расходники не было проблемой. Сейчас задача усложнилась – очень часто в технической документации не указывают тип металла, приходится искать информацию по разным форумам – в больших городах с этим всегда проще, транспорта ведь больше. В работе использую паяльник и горелку, сделанные своими руками, хотя есть и заводской инструмент для особо тонких работ».

Загрузка…

Холодная пайка что это такое

Что такое холодная пайка

Инструкция

Пайка после затвердения обеспечивает прочное, неразъемное электропроводное и механическое соединение. Если пайка не выполняет функции электропроводности, значит, она была совершена с какими-то нарушениями. Самый распространенный брак – холодная пайка.

Холодной пайкой называется дефект, при котором паяные соединения не образуют прочный электрический и механический контакт. Такое некачественное соединение возникает, если не соблюдается ряд правил производства паяльных работ.

Примерный порядок производства паяльных работ заключается в следующем. Предварительно, перед пайкой, необходимо тщательно смочить вывод детали и площадку, где она будет установлена, флюсом. Далее разогреть паяльник и его жалом отхватить около 1 мм припоя от оловянной проволоки. Следует немного подождать, чтобы припой достиг требуемой температуры. Потом жалом паяльника олово наносится на контактную площадку и вывод детали. Жало должно коснуться площадки всей своей передней гранью, а не одним из своих углов.

Когда припой попадет на контактную площадку, он сам растечется по поверхности, не следует специально давить на место пайки или водить по нему паяльником. Если все-таки олово не ложится равномерно на всю площадь, то следует провести жалом паяльника по той части, которая не покрылась припоем. Делать это необходимо быстро, но не рывками, а плавно. Ножку детали и рабочую площадь продолжать нагревать жалом паяльника еще несколько секунд, пока не получится ровное и блестящее соединение.

Качественной пайка считается в том случае, когда припоя на контактной площадке не много, а достаточно. Олово обязано лежать ровным слоем по всей поверхности площадки, должны отсутствовать какие-либо щели или отверстия между ножкой детали и местом, куда она припаивается.

Основные причины возникновения холодной пайки: недостаточная температура паяльного оборудования (180оС-220оС), при этих температурах олово не расплавляется, а лишь немного размягчается и оплавляется. Возможно, проблема в применении флюса ненадлежащего качества (флюсы разрушают окислы на деталях и припое, вытесняют воздух из зоны пайки) или плохо зачищеные места, предназначенные для пайки, смещаются паяемые детали друг относительно друга из-за слабого прогрева паяльником. Холодную пайку от качественной пайки можно отличить по зернистой структуре шва и по тусклосерому цвету.

Как научиться паять

20 апреля 2014

Автор КакПросто!

Умение паять сегодня жизненно необходимо только радиолюбителям и мастерам, ремонтирующим бытовую технику. Тем не менее, способность обращаться с паяльником не помешает практически любому представителю сильного пола, так как в жизни могут встречаться самые разные ситуации. К тому же, научиться паять довольно просто, и много времени это не займет.

Содержание статьи

• Основы и термины
• Технология пайки

В первую очередь нужно познакомиться с некоторыми специальными терминами. Сама пайка — это процесс физического соединения двух деталей при помощи легкоплавкого сплава. Этот сплав или «припой», как правило, имеет более низкую температуру плавления, чем предметы, которые он соединяет. В большинстве случаев используются свинцово-оловянные припои, плавящиеся при температуре около 220°С. Перед тем как наносить припой на соединяемые материалы, их требуется очистить от различных окисей. Делается это при помощи флюса — органического или синтетического вещества, которое при нагреве не только производит удаление оксидов с поверхности металлов, но и позволяет припою лучше растекаться и плотнее прилегать к спаиваемым материалам. Самый распространенный флюс, использовавшийся много лет, — на основе канифоли, но в последнее время появилось множество более эффективных жидких флюсов, которые не так агрессивно воздействуют на паяльник.Паяльники тоже бывают самыми разными, однако, для начала вам подойдет обычный электрический паяльник небольшой мощности. Если позволяют средства, можно приобрести паяльную станцию: набор, включающий в себя сам паяльник, различные подставки, а главное, регулятор мощности, который позволит вам избежать перегрева паяльника. Жало нового паяльника нужно тщательно «облудить», то есть, нанести защитный слой припоя.

Собственно процесс пайки довольно прост. В первую очередь необходимо нагреть паяльник. Температура нагрева считается достаточной, если паяльник плавит припой. Следите за тем, чтобы не перегреть жало. На перегретом паяльнике припой не держится, а сбегает вниз каплями. После этого нужно зачистить места будущей спайки при помощи напильника или наждачной бумаги. Затем на зачищенные поверхности надо нанести тонкий слой флюса и облудить их. Можно либо просто обмакнуть спаиваемые детали в расплавленный припой, либо прикоснуться к ним облуженным жалом паяльника. В любом случае, в результате должен получиться сплошной слой припоя.

Осталось лишь соединить детали и хорошо зафиксировать их в нужном положении. Если вы спаиваете провода, то можете для надежности еще и скрутить их между собой, хотя на практике это, как правило, не обязательно. Закрепив облуженные детали, начинайте их нагрев паяльником. Вам нужно добиться того, чтобы температура деталей превысила температуру плавления припоя. В некоторых случаях может понадобиться дополнительное количество припоя, которое наносится жалом паяльника. Убедитесь, что весь припой расплавился и надежно соединил детали по всей поверхности их соприкосновения, потому что в противном случае контакт будет непрочным. Дождитесь полного остывания деталей, прежде чем освобождать их, так как любое смещение во время застывания припоя может нарушить прочность соединения.

Для начала стоит попрактиковаться на ненужных обрезках проводов, старых печатных платах и контактах, чтобы научиться рассчитывать температуру, необходимое количество флюса и припоя. Нескольких часов практики чаще всего бывает достаточно, чтобы получить навык обращения с паяльником.

Что можно использовать вместо такого инструмента, как паяльник?

Для большинства россиян паяльник не является инструментом первой необходимости. В связи с этим многие считают его покупку нецелесообразной, предпочитая потратить деньги на что-нибудь более нужное. Между тем в любом хозяйстве иногда что-нибудь ломается, и починка без паяльника кажется подчас просто невозможной. Что же делать? Неужели придется использовать столь бережно хранимые накопления и покупать инструмент, который, скорее всего, потом долгие годы будет пылиться на полке? Не стоит торопиться. Оказывается, вокруг имеется немало вещей, которые можно использовать вместо паяльника.

Паяльник в домашних условиях не является инструментом первой необходимости, поэтому можно использовать его заменители.

Способ №1: сила тока

Необходимо приготовить:

• аккумулятор;
• припой с канифолью;
• два провода;
• простой карандаш;
• «крокодильчиковый» зажим.

Этот способ позволяет обойтись не только без паяльника, но и без доступа к электросети, если, конечно, в аккумуляторе имеется заряд. Последовательность действий такова:

Состав сварочного карандаша.

1. Соедините два провода, которые необходимо спаять, и уложите на место пайки два-три витка припоя с канифолью внутри.
2. Подсоедините один из проводов к любому полюсу аккумулятора.
3. Удалив с одной стороны простого карандаша фрагмент деревянной оболочки длиной в 5-10 мм, подсоедините графитовый стержень посредством провода ко второму полюсу аккумулятора.
4. Чтобы спаять провода, прикоснитесь на мгновение стержнем простого карандаша к припою. Под действием электродугового разряда он тут же расплавится, и пайка без паяльника будет успешно осуществлена.

Описанный метод совмещает в себе пайку и сварку. Его можно применять для соединения тонких проводов, диаметр которых не превышает 1 мм. Увеличив время дугового разряда, можно осуществить сварное соединение медных проводов без припоя.

Отметим, что данный способ требует некоторой сноровки, поэтому сначала лучше потренироваться на ненужных деталях или отходах.

Вернуться к оглавлению

Этот метод предполагает использовать в качестве припоя оловянно-свинцовый сплав с 62%-м содержанием олова (это третник). С его помощью можно спаять небольшие детали или провода из меди, железа и цинка. Необходимо сделать следующее:

Вместо паяльника можно паять специальным сплавом из олова и свинца.

1. Поверхности деталей, которые нужно соединить, обработайте наждачной бумагой или напильником.
2. С помощью кисти нанесите на соединяемые участки раствор хлористого цинка. При отсутствии такового его можно приготовить самостоятельно, растворив цинковую стружку в соляной кислоте. При контакте с кожей соляная кислота вызывает сильные ожоги, поэтому все операции с ней выполняйте, соблюдая технику безопасности.
3. На одну из деталей положите небольшое количество «третника».
4. Грейте свечой или спиртовой горелкой деталь с уложенным на нее сплавом до тех пор, пока он не начнет плавиться.
5. Приложите к ставшему полужидким третнику вторую деталь.
6. Хорошо прогрейте место пайки, после чего дайте ему остыть. Чтобы ускорить процесс охлаждения, можно капнуть несколько капель воды.

Если необходимо спаять два провода, приложите одним концом третник в виде полосы или тонкого прута к месту соединения.

При отсутствии компонентов, из которых можно приготовить хлористый цинк, в качестве его заменителей может выступить сухой нашатырный спирт или бура. Провода в электрических соединениях перед пайкой лучше обрабатывать спиртовым раствором канифоли.

Третник используют для лужения деталей из меди или железа. Для этого деталь смазывают раствором хлористого цинка, затем хорошо прогревают и размазывают по ее поверхности сплав.

Вернуться к оглавлению

Необходимо приготовить:

Необходимые инструменты для паяльника из скрепки: 1 — металлическая скрепка, 2 — плоскогубцы, 3 — автогенная зажигалка, 4 — шлицевая (плоская) отвертка.

• металлическая скрепка;
• плоскогубцы;
• автогенная зажигалка;
• шлицевая (плоская) отвертка.

Оказывается, обычную скрепку тоже можно использовать вместо паяльника. Для этого необходимо:

1. Отогнуть один завиток, частично выпрямив скрепку, и захватить ее посередине плоскогубцами так, чтобы обе ее части выступали с разных сторон.
2. Теперь ту часть, где металла больше, нужно разогреть зажигалкой.
3. Через некоторое время тепло распространится и на вторую часть, которая будет играть роль жала паяльника. Долго ожидать не придется, поскольку разогревается скрепка довольно быстро.
4. Чтобы проверить готовность этого импровизированного инструмента, поднесите свободный конец скрепки к олову. Если необходимая температура достигнута, оно начнет плавиться.

В данном методе олово используется в качестве припоя. Небольшое его количество нужно положить на соединяемые детали, после чего можно приступать к пайке. Используя скрепку вместо паяльника, один ее конец необходимо постоянно держать в пламени зажигалки, иначе инструмент мгновенно остынет. Лучше всего доверить эту задачу помощнику.

Скрепка-паяльник более всего подходит для пайки микросхем и других очень мелких деталей.

Вернуться к оглавлению

Если вам необходимо спаять два провода диаметром до 2 мм, воспользуйтесь этим остроумным решением. Необходимо сделать следующее:

Паяльник на основе аккумулятора можно применять для соединения тонких проводов.

1. Снимите с проводов изоляцию (около 30 мм) и зачистите их.
2. Наложив оголенные участки проводов друг на друга, скрутите их.
3. Снизу к месту соединения приложите фольгу и поднимите ее края так, чтобы провода оказались как бы в желобе. Толщина фольги должна быть около 0,08 мм, ее можно извлечь из старого конденсатора.
4. Поверх проводов насыпьте припой. Он представляет собой смесь канифоли (1 часть) и мелко наструганного припоя ПОС-30 (4 части).
5. Место пайки с припоем оберните фольгой.
6. Теперь фольгу со всем ее содержимым необходимо прогреть. Для этого необязательно использовать горелку, можно обойтись тремя спичками, пламя которых необходимо удерживать под местом пайки полминуты.
7. После того как заготовка остынет, снимите фольгу. Если все сделано правильно, провода будут надежно спаяны.

Вернуться к оглавлению

Если в металлической посуде или какой-либо детали образовалась небольшая дыра (до 5-7 мм), ее можно заделать с помощью пайки, но без использования паяльника. Металл вокруг места ремонта следует зачистить наждачной бумагой, также для этой цели можно использовать кирпичный порошок. Если изделие покрыто эмалью, ее надо сбить, чтобы вокруг отверстия образовался чистый металл шириной около 5 мм. Эмаль можно удалить с помощью острого металлического предмета, например, гвоздя, по которому следует несколько раз не очень сильно стукнуть.

Зачищенный металл необходимо обработать травленой соляной кислотой, а затем насыпать на него небольшое количество канифоли.

После этого с внутренней стороны на отверстие укладывают кусочек олова или третника, о котором рассказывалось выше, и разогревают его на спиртовой горелке. За неимением таковой можно воспользоваться примусом, электроплитой или даже керосиновой лампой. Олово расплавится, и дыра будет заделана.

Вернуться к оглавлению

Пайка с помощью фольги.

Осуществить пайку изделий можно с помощью специального карандаша, сегодня такие продаются во многих магазинах. Карандаш необходимо зажечь от любого источника огня. При горении материал, из которого сделан карандаш, начинает плавиться и капать.

Когда необходимое его количество окажется на участке соединения, детали нужно с усилием прижать друг к другу и удерживать таким образом до тех пор, пока припой не остынет и схватится. Этим способом можно скрепить не только металлические элементы (детали даже не нужно очищать от ржавчины), но и керамику, термостойкую пластмассу или стекло. Соединение остается устойчивым при температурах, не превышающих 180° С. Длины карандаша хватает на несколько десятков небольших соединений.

Вернуться к оглавлению

При отсутствии паяльника восстановить электрический контакт между двумя проводниками можно посредством специального состава. Такие материалы выпускаются как отечественными производителями (Контактол К-13), так и зарубежными (Quick Grip и др.). Основу холодной пайки составляет электропроводящий клей, поэтому она может в полной мере заменить пайку традиционную. Главное, чтобы операция проводилась при плюсовой температуре:

1. Перед тем как пользоваться подобным составом, провода или другие соединяемые элементы необходимо очистить от окислов и обработать обезжиривающим средством.
2. Далее наносят один слой состава, а после выдержки в 15-20 мин — второй.
3. Теперь детали можно соединить. Холодная пайка высыхает в течение 1,5-3 часов при температуре окружающего воздуха 18° С, но включать отремонтированное устройство рекомендуется только через сутки.

Из одного такого паяльника стандартного объема (0,8-1,4 мл) можно выдавить полосу длиной в 100-150 мм, так что ресурс холодной пайки вполне приличный.

Если вы живете вдалеке от специализированных магазинов, можно приготовить средство для холодной пайки самостоятельно. Для этого достаточно смешать некоторое количество мелких металлических опилок с нитроклеем или лаком. Готовую смесь с помощью узкого шпателя или заостренной спички необходимо нанести на место соединения. Если соединяемые детали при этом находятся на подложке, к ее обратной стороне лучше приложить магнит. При соединении тонких элементов (проводов или дорожек) на место пайки лучше уложить небольшой лист бумаги или полиэтиленовой пленки с прорезью, а уже потом наносить состав. Холодная пайка попадет только на место соединения (через прорезь), а окружающие его элементы останутся чистыми.

Все про микротрещины в пайке на печатных платах

Здравствуйте, друзья! Сегодня попытаюсь рассказать почти все про микротрещины в пайке на печатных платах. Я не буду тут рассказывать про микротрещины в микросхемах, трещины в компаунде, в проводящих дорожках, в резисторах, конденсаторах и катушках индуктивности, сердечниках трансформаторов и кварцевых резонаторах. Все это темы для отдельных статей.

А в этом материале сможете прочитать о том, как выглядят микротрещины в пайке, почему они образуются, как проявляются неисправности от микротрещин, чем они опасны и как их исправить.

Как выглядят микротрещины в пайке на печатных платах

Микротрещины в пайке вокруг выводов радиоэлементов при монтаже в отверстие очень хорошо заметны даже невооруженным взглядом. Часто видны также отслоения дорожек от платы.

Микротрещины в пайке вокруг планарных радиоэлементов для поверхностного монтажа видны чаще всего под увеличением в микроскоп под определенным углом отражения света.

Микротрещины в пайке контактов BGA микросхем не видны даже микроскопом. Иногда их можно увидеть с помощью микрозонда с подсветкой. Микрозонд представляет собой световод с линзой на конце. Его помещают в зазор между платой и микросхемой.

Посмотрите видео о визуальных системах контроля качества пайки:

Почему образуются микротрещины в пайке

Микротрещины вокруг контактов, смонтированных в отверстие появляются чаще всего у контактов массивных элементов (трансформаторов, конденсаторов, дросселей) от вибраций платы даже в качественной пайке. Часто трещины появляются вокруг контактов разъемов питания, когда к ним приходится прикладывать усилия. Например, частые неисправности флешек связаны с механическим воздействием на разъем USB – со временем контакты разъемов отслаиваются или даже отрываются.

Микротрещины в припое на контактах SMD компонентов появляются от тех же вибраций и термических напряжений. Также частыми причинами являются дефекты в пайке – полости в толщине припоя, примеси, холодная пайка, наплывы, перегрев, быстрое охлаждение.

Микротрещины в шариковых контактах BGA появляются из-за дефектов пайки – холодная пайка, плохая смачиваемость поверхностей контактов, быстрое охлаждение, смещения во время охлаждения, термические напряжения.

Посмотрите, как паяют платы в Китае:

Как проявляются неисправности, если есть микротрещины в пайке

Микротрещины в пайке приводят к дребезгу в контактах, изменению тока нагрузки, пропаданию или появлению контакта при нагреве устройства в процессе работы. Все это чаще всего выводит из строя импульсные блоки питания. Они боятся резких перепадов напряжения в сильноточных цепях.

Бывает так, что место пайки с микротрещиной сильно греется из-за малого сечения проводника. При этом плата начинает чернеть и обугливаться, появляется нагар, который, как известно проводит электричество. Это прямой путь к выходу из строя источника питания и высоковольтных цепей.

Чем опасны микротрещины в пайке в работающих устройствах

Самое опасное в микротрещинах – это искрение и воздушный пробой в работающей электронике. Все это сопровождается пожароопасными искрами, громкими хлопками, едким дымом, нагревом и плавлением пластика. Это опасно для человека.

Для электронной схемы это опасно выходом из строя силовых транзисторов, дорогостоящих процессоров и выгоранием дорожек платы. В общем, приятного мало и ведет к дорогостоящему ремонту. На фото показаны дефекты пайки smd компонента (резистора) и неоднородности в BGA-шариках.

Как исправить микротрещины в пайке

Исправить микротрещины в припое чаще всего очень легко – нужно провести качественную пайку с хорошим флюсом.

Контакты DIP-корпусов микросхем и выводов радиодеталей можно пропаивать с твердым, гелевым или жидким флюсом. В любом случае он смачивает спаиваемые поверхности и способствует растеканию припоя. Также выводит примеси и воздух из полостей на поверхность припоя. После пайки флюс лучше смыть.

Многие дефекты пайки SMD компонентов устраняются быстро и просто. Контакты SMD элементов лучше пропаять с гелевым или жидким флюсом, избегая образования лишнего скопления припоя. Жидкий или гелевый флюс легче смыть после пайки.

Дефекты контактов BGA микросхем очень плохо поддаются исправлению без снятия микросхем с платы. Известна популярная методика прожарки и шатания микрочипов с гелевым или жидким флюсом. Однако такая процедура помогает ненадолго. Дело в том, что примеси и воздух из полостей в припое не может выйти при тех силах поверхностного натяжения, которые есть в шариках припоя. Даже с учетом повышения текучести за счет флюса.

Поэтому опытные мастера рекомендуют снимать микросхемы, удалять дефектные шарики припоя и формировать новые шарики. После подготовки контактов к пайке, монтаж осуществлять лучше всего на инфракрасной паяльной станции с соблюдением термопрофиля.

Посмотрите, как проводится профессиональная пайка:

На этом закругляюсь – вопросы по микротрещинам и вызываемым ими дефектам электроники прощу задавать в комментариях или на форуме.

Мастер Пайки с Вами.



MIG-пайка – что это такое? Почему я должен использовать именно ее?

Известно, что при MIG или GMA сварке (дуговой, металлическим плавящимся электродом в среде инертного газа) из-за перегрева оцинкованная сталь теряет свои свойства. В частности, страдает коррозионная стойкость. Производители пытаются решить данную проблему путём использования MIG-пайки, а также дополняют процесс методами точечного нанесения шва и «вразброс». Область применения такого способа ограничена технологией производителей. При MIG-пайке за счет меньшей температуры сгорает минимальное количество цинка, обеспечивающего защиту от коррозии (рис.1).

На изображении показана зона распространения теплового воздействия. Слева – при MIG-пайке, справа – более широкая площадь воздействия при сварке GMA (MIG).

Средняя температура нагрева сварочного электрода при MIG-сварке выше, чем температура испарения цинка, которая составляет 910°C. Поэтому цинк испаряется в зоне сварки и вокруг нее. Впрочем, при снижении температуры сварки будет уменьшаться количество испаряемого цинка рядом со сварным швом, а уже выделившийся в процессе будет «возвращаться».

Помимо защиты гальванического покрытия, уменьшение температуры при MIG-пайке снижает негативное воздействие на прочностные характеристики стали. К особенностям MIG-пайки относятся:

• Уменьшение брызг металла. Материал не подвергается короткому замыканию, поэтому дуга практически не дает брызг.
• Упрощенная финишная обработка сварного шва. 
• Меньше деформации плоскости.
• Ниже вероятность сквозного прожига.
• Хорошая герметичность шва по всей длине. Рядом со швом образуется катодная защита от коррозии, которая предотвращает проникание ржавчины между цинком и сталью.

Адгезия против Сварки

Во время GMA/MIG-сварки при температуре около 1’650°C плавится как сам металл, так и присадка. При пайке температура значительно меньше и составляет 1’060°C – плавится только присадочная проволока. Окружающий материал не подвержен плавлению, припой ложится сверху и не проникает в основной металл.

Рекомендации по оборудованию

Некоторые устройства имеют автоматическую регулировку в зависимости от толщины свариваемого материала.

Пайка может осуществляться аппаратами для MIG/GMA-сварки, оснащенными сварочной горелкой с приводом подачи проволоки, стандартным соплом, подающим наконечником с тефлоновым покрытием в направляющей (для минимизации попадания частиц из присадочного материала). Импульсное сварочное оборудование для MIG-сварки показывает наилучшие результаты при MIG-пайке, т.к. обеспечивает меньший нагрев базового материала (рис.2). За один цикл создается только одна капля, что позволяет получить шов без брызг. Как правило, данный тип оборудования имеет возможность программирования многих параметров и удобное сопло с подающим устройством.

Рекомендуемые присадки

Для пайки рекомендуется использовать медную проволоку (CuSi3), которую используют для сварки листового металла, либо бронзовый припой (CuAl8 и CuSn6). С этим материалом следует обращаться, как и с алюминиевой проволокой. Присадка должна быть гладкой и не иметь повреждений. Для подачи проволоки используются гладкие полукруглые ролики. Направляющие могут иметь тефлоновое покрытие, быть изготовлены из графитопласта или карбона. В качестве защитного газа рекомендуется чистый аргон.

Установки

Наиболее распространенная ошибка – установка слишком высокого напряжения при MIG/GMA-пайке, что приводит к перегреву. При пайке устанавливайте малую скорость подачи присадочной проволоки, аналогичную сварке стальным электродом. Необходимо использовать меньшее напряжение (меньшую длину дуги). Источник энергии должен обеспечивать стабильную дугу в диапазоне низкой мощности.

Пример качественной сварки

При сварке на пониженной температуре шов получается не плоским. В отличии от сварки стали, такое допустимо. Не стоит пытаться изменять параметры нагрева для получения более гладкого и плоского шва, так как увеличение температуры обнулит преимущества GMA/MIG-пайки.

Испытания

Качество MIG-пайки проверяется так же, как и качество GMA/MIG-сварки. При правильной сварке разрыв идет вдоль шва. Разрушающие испытания аналогичны тем, что проводятся на курсах I-CAR.

Температурный профиль конвекционной пайки. Что это такое?

Все режимы давно известны из материалов, опубликованных в бытность реальной деятельности зеленоградского ЦБ ПИМС и питерского
«Авангарда», (предельно допустимые параметры пайки), а относительно научно-обоснованной технологии пайки различных материалов или покрытий—
из результатов фундаментальных исследований, например [2], которые легли в основу создания типовых технологических процессов, выпущенных тем
же «Авангардом» и его львовским филиалом. Интерпретировать эти данные под современную элементную базу ПМИ и ЭРИ не составляет никакого труда.

Что же касается профиля конвекционной пайки,
то тезис дальнейшего развития научного направления по обеспечению ее режимов, в целом, лишен всякого практического смысла. Так как химический состав используемых в основном зарубежных флюсов
и паяльных паст, а также других сопутствующих технологических материалов в аспекте их комплексной
совместимости неизвестен по причине их «ноу-хау»,
и развивать подобные направления сегодня методом
«научного тыка», по меньшей мере, неприлично. Тогда какие могут быть вопросы с «формированием»?
Выполняйте то, что написано изготовителем этих
материалов, не забыв утвердить техпроцесс у руководителя предприятия и памятуя о том, что зарубежные стандарты не имеют прав гражданства в России.

А что же делать в случае обнаружения несоответствий? Это известно только руководителю предприятия, поскольку при выставлении любых рекламаций
окажется, что любое отечественное производство, организованное собственными силами, не соответствует никаким международным стандартам, а его аттестация по единственному переведенному на русский
и переутвержденному стандарту ГОСТ Р ИСО-9002—
такая же «липа», только финансово-юридическая.
Кому же тогда предъявлять претензии?

Тем не менее, нужно как-то работать, а для этого
надо хотя бы правильно понимать, что же это за зверь
такой—температурный профиль и о чем идет речь
в литературе. Видимо, о чем-то другом? Читаем рекомендации «ОСТЕК», например, по применению
водосмываемых паст: «… Если температура предварительного подогрева превышает 150 °C или время
выдержки более единиц нс, то остатки флюса невозможно удалить без применения дополнительных детергентов». Каких, правда, неизвестно; однако при
этом сама идея водосмываемости просто теряет практический смысл! Если, конечно, опустить проблемы
экологии и пожароопасности, технология промывки
с детергентами не увеличит серьезно трудоемкость
и не изменит структуру технологического цикла.
Но вот при использовании неудаляемых композиций — дело гораздо сложнее. Такие композиции помимо растворителя содержат тиксотропные добавки
и стабилизаторы дисперсности, поддерживающие некое квазитекучее состояние пасты, необходимое для
ее нанесения. В процессе нагрева необходимо не только испарить растворитель, но, возможно, и эти добавки, чтобы пошла реакция поликонденсации остатков
(реже — радикальная полимеризация). В противном
случае остатки останутся гидрофильными, не способными к сополимеризации с лаками, адгезивами и т. п.,
и их гидролиз во влажной атмосфере приведет к самым неожиданным последствиям в самом непредвиденном месте… (И все предприятия теперь усиленно
моют платы с «неудаляемыми остатками».)

Так вот, термопрофиль — это далеко не только температурно-временной режим нагрева при пайке [3],
но и режим химико-технологической обработки технологических материалов для придания им специфических свойств! Однако начнем с режимов нагрева и охлаждения. Существуют три разновидности нагрева при пайке: стационарный, квазистационарный
и нестационарный. Первый — это помещение детали в предварительно разогретую камерную печь, температура нагрева которой находится в состоянии термического равновесия, а объем детали в 1000 раз меньше объема камеры печи. При этом выполняется
известный эмпирический закон термообработки: деталь принимает температуру печи из расчета 2 мин
на 1 мм толщины материала. Но с одной поправкой:
например, температура жала паяльника, нагретого в режиме теплового баланса, скажем,
до температуры З00 °С, после первой же пайки
упадет примерно на 20 °С и до конца работы не
вернется к исходной, поскольку по статистическим данным Л. Д. Ландау [4] время пребывания в состоянии равновесия значительно больше времени релаксации, и макроскопические
величины с большой относительной точностью равны своим средним значениям. Подобные отклонения (флуктуации), соответствующие гауссовскому распределению, определяют опытным путем, как правило, для наиболее
массивной «подсистемы» (ПМИ, ЭРИ) в «системе» (плата в сборе). И нет никакой необходимости [3] контролировать температуру в различных точках системы (платы), если известно тепловое поле, или нагрев производится
в аэродинамической печи (с принудительной
вентиляцией), в которой темп нагрева принимается 1,5 мин на 1 мм толщины материала.

Учитывая то, что пайка осуществляется по
поверхности, можно пренебречь неким градиентом температуры по толщине: тогда суммарное время пайки по трем зонам печи, например, по нагреву ПМ-трансформатора при
максимальном локальном теплосъеме его сердечника толщиной 5 мм, длительность нагрева в 10 мин можно уменьшить вдвое до 5 мин,
что фактически соответствует рекомендованной в литературе длительности процесса оплавления.

Температура пайки определяется исходя из
оптимальных условий формирования паяного соединения [5], при которых скорость вязкого течения припоя больше скорости поверхностной диффузии. Экспериментально установлено, что температура пайки для этого
условия должна быть выше температуры плавления припоя на 50…100 °С. Отсюда ясно, что
пайка бессвинцовыми припоями при температуре ниже 280 °С не гарантирует надлежащего качества, даже с так называемыми слабоактивированными флюсами (это, строго говоря, их расхожая и принципиально неверная
формулировка). Приговор окончательный
и обжалованию не подлежит! Причем не только с позиции формирования соединений,
но и с позиции стойкости диэлектрика, адгезии солдермаски, снижения сопротивления
изоляции по причине пиролиза канифоли или
дигидроабиетиновой кислоты (это модификация канифоли), а также возможности непредсказуемых химических реакций композиции пасты, вероятность которых на каждые
10 °С возрастает в 100 раз (по Аррениусу).

Длительность нагрева в общем смысле определяется скоростью набора и снижения температуры с позиции минимального роста напряжений растяжения для разнородных материалов, поскольку стандартные ПМИ являются
некими квазикомпозитными материалами.
Экспериментально установленная для таких
материалов оптимальная скорость набора температуры — не более 2 °С/с. Скорость охлаждения — не более 0,8–1,2 °С/с до 50 °С. Для оптимального профиля наклон его линий нагрева и охлаждения будет принципиально отличен
от приведенного графика в [3]. При времени
выдержки 30 с и температуре оплавления
230 °С (минимальная температура качественной пайки с неактивированными неудаляемыми флюсами) общее время экспозиции составит 4,5 мин. Отсюда выбирается скорость конвейера, количество и мощность вентиляторов
охлаждения. Затем проводится точная «юстировка» режима по температуре и времени
предварительного подогрева. Для этого надо
знать температуру испарения/кипения растворителя (она обычно от 90 до 150 °С) и температуру активации возможных радикальных реакций исходя из химических формул компонентов органики: для того чтобы установить
температуру подогрева ниже температуры активации на 30–50 °С. Время выдержки при температуре подогрева при известном типовом
количестве связующего в максимальном локальном объеме пасты — не менее 15 с.

Квазистационарная разновидность нагрева
реализуется при ограничении установленной
температуры печи или ее зон регулирующими и регистрирующими приборами. Реальные отклонения (статистические флуктуации)
температурного поля при этом в 2–3 раза выше, что требует специальной регулировки
и контроля (разумеется, если известны параметры химических реакций, интервал активности флюса, порог пиролиза органики и т. д.)

Нестационарный нагрев реализуется при использовании концентрированных источников
нагрева — светового, инфракрасного и лазерного. В этом случае основное значение имеет
«время пребывания», поскольку температура
тела во времени имеет тенденцию к неограниченному росту, и указанные в предыдущем абзаце параметры играют самую существенную
роль. Естественно, при этом существенно усложняется и ограничивается возможность регулирования параметров процесса нагрева, а по
существу требуются и специальные источники с определенной длиной волны из-за различия теплофизических свойств материалов
и т. п. [6].

Строго говоря, указанные «юстировочные»
параметры определяют методом статистической вероятности флуктуаций, а никак не методом планирования эксперимента. Используют формулу распределения Гаусса для одной
критической или 2–3 согласующихся величин,
учитывая только энтропийный фактор вероятности и принцип Ле-Шателье. В самом деле,
любое внешнее воздействие на тело, выводящее его из равновесия, стимулирует в нем процессы, стремящиеся ослабить это воздействие.
Например, испарение растворителя снижает
температуру тела, поэтому график изменения
температуры предварительного подогрева должен идти с небольшим подъемом в сторону
увеличения температуры. Следует заметить,
что фактический подъем температуры подогрева на многих опубликованных графиках получен «случайно», в типичном режиме квазистационарности и поэтому никак не объясняется. Точно так же в процессе охлаждения
системы более теплоемкие подсистемы поддерживают температуру менее теплоемких, что
дает возможность увеличить скорость охлаждения и т. п. Разумеется, повторяя сказанное,
подобные юстировки только тогда дают максимальный технологический эффект, если известны вероятные химические реакции, интервалы активности, пороги пиролиза и некоторые другие физико-химические константы.
В противном случае все манипуляции с печью
конвекционной пайки — никакое не формирование профиля, а обычное выставление рекомендованных изготовителем параметров,
которое не представляет особого труда!

Литература

1. Штенников В. К вопросу формирования
   температурного профиля конвекционной
   пайки // Технологии в электронной промышленности. 2008. № 6.
2. Парфенов А. Исследование кинетики взаимодействия меди, никеля, серебра, золота,
   палладия и родия с оловянно-свинцовыми
   припоями. Диссертация на звание к. т. н.
   МАТИ, 1973.
3. Рогачев А. Средства построения термопрофиля пайки печатных плат компании ЕСD //
   Технологии в электронной промышленности. 2008. № 6.
4. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Статистическая физика. М.: Наука, 1964.
5. Парфенов А. Введение в теорию прочности
   паяных соединений // Технологии в электронной промышленности. 2008. № 2, 3.
6. Кудрявцев В. Исследование способов и разработка технологических процессов, обеспечивающих паяемость металлизированных
   покрытий и групповую пайку контактных
   элементов на печатных платах. Диссертация
   на звание к. т. н. МАТИ, 1981.

Пайка для начинающих

Пайка для начинающих

У начинающего мастера по ремонту электроники возникает огромное количество вопросов. Занимаясь паяльными работами, как SMD компонентов так и BGA микросхем, более 8-лет, мастера Bgacenter подготовили для вас исчерпывающий гайд по пайке. Вы также можете освоить пайку для начинающих под руководством специалистов, здесь профессиональная программа по пайке.

Пайка от А до Я

Процесс пайки bga микросхем, для удобства разделим на несколько последовательных шагов. Основные из которых:

• подготовка материнской платы к паяльным работам
• выпаивание микросхемы
• подготовка контактной площадки
• удаление компаунда
• реболлинг микросхемы
• припаивание микросхемы на плату
• проверка качества пайки

Подготовка платы

Перед выполнением паяльных работ внимательно осмотрите место предстоящей пайки. А именно: какие микросхемы расположены рядом, есть ли среди них те которые покрыты компаундом (размещаем на них теплоотводы), какие чипы находятся с обратной стороны материнской платы. 

Если выпаиваете микросхемы, а с другой стороны находится CPU или BB_RF; старайтесь немного натягивать микросхему и не давать припою полностью расплавится под чипом. Это так называемая холодная пайка, позволяет не угревать микросхемы расположенные на обратной стороне. В этом случае рискуем оторвать пятаки на контактной площадке, но их потом можно восстановить. К тому же чаще отрываются пустышки – неиспользуемые контакты.

Важно учитывать температуру окружающей среды. То есть зимой если в помещении прохладно или есть сквозняки, температуру необходимо поднимать немного выше на 20-30 градусов Цельсия.

Выпаивание bga микросхемы

После проведения визуального осмотра необходимо определиться с направлением потока горячего воздуха. Общее правило – направление фена от микросхем на компаунде. Затем устанавливаем теплоотводы микросхемы с компаундом. Пинцетом «примериться» к микросхеме. Как будет захватываться, с какой стороны заводиться лопатка (чипы на компаунде снимаем лопаткой). При необходимости снять часть обвязки, затем до припаивания U, обвязку восстановить.

Выставить температуру на фене 320 – 340 градусов Цельсия. Расход воздуха – индивидуальная величина для каждой термовоздушной паяльной станции.

Направить фен на плату, на 5-7 сек, (предварительно прогреть плату) поднять температуру места пайки. Для исключения тепловых деформаций motherboard. И для равномерности прогрева. Флюс растекается и равномерно распределяется по необходимому участку.

Поток воздуха. Это индивидуально. Много зависит от того насколько близко Вы паяете от элемента. Я паяю близко к элементу, почти вплотную. И на большом потоке. За счет этого уменьшается время воздействия горячего воздуха на плату. Поток необходимо подбирать, здесь 2 критерия:

• отпаянные микросхемы и радиокомпоненты (обвязка) чтобы не сдувало с платы, 
• не перегревать плату, это значит исключить продолжительное по времени воздействие высокой температуры. Почему это может быть критично для платы? Либо угреваются рядом стоящие микросхемы на компаунде, либо микросхемы установленные на другой стороне платы, особенно припаянные на легкосплавную пасту могут самопроизвольно отпаятся, в случае ранее выполнявшихся ремонтов. Это еще один очень важный момент, если плата к вам попала уже паяная, а это можно определить при внешнем осмотре; микросхемы могут быть припаяны на bga пасту с низкой температурой плавления. Поэтому перед выполнением работ по пайке, обязательно визуальный осмотр и согласование рисков с клиентом.

Нанести флюс по периметру микросхемы, так как плата горячая, он сразу растекается и затечет под микросхему. Флюс необходим для равномерного распределения температуры. Фен заводить как можно вертикальнее. И начинаем прогревать микросхему, постоянно делая круговые движения, для равномерного нагрева.

Момент снятия микросхемы. Можно ориентироваться по времени (раньше, лет 7 назад я про себя отсчитывал секунды) или по рядом стоящему конденсатору. Если конденсатор свободно перемещается, ещё 5 секунд грею, затем небольшое смещение по горизонтали в сторону, и затем поднимаю. Если сразу поднимать вертикально вверх, возможен отрыв пятаков. Стараюсь не допускать продолжительности нагрева больше 20 секунд. Некоторые bga микросхемы имеют стеклянный корпус и важно не повредить его. Если при пайке появляется хотя бы небольшой скол или царапины на корпусе чипа, микросхему меняю, используя донорскую плату.

Подготовка контаткной площадки

Паяльником с тонким наконечником нанести сплав Розе на каждый вывод на контактной площадке. Это необходимо для понижения температуры заводского бессвинцового припоя. Если опасаетесь оторвать контакты (или когда мало опыта) при работе с паяльником, можно залудить оплетку сплавом Розе и уже оплеткой залуживать контакты на контактной площадке. При этом особое внимание на обвязку, очень легко и незаметно можно “убрать” радиокомпоненты и потом необходимо будет восстанавливать, перед установкой микросхемы.

На оплетку нанести флюс и не надавливая на плату (положил паяльник и потянул за оплетку) собрать остатки припоя с контактной площадки.

Ватной палочкой или зубной щеткой смоченной в техническом бензине БР-2 (или спирте) отмыть контактную площадку от остатков флюса. Перед отмывкой понизить температуру платы. Как я понимаю, когда уже можно мыть бензином? Палец положил на плату, и если палец терпит, то можно и бензином, для исключения повреждения платы.

Удаление компаунда

Выставить на фене температуру 240 – 250 градусов Цельсия. Специальной лопаткой или пинцетом убрать остатки компаунда с контактной площадки, из-под микросхемы и обязательно очистить периметр. Часто вокруг микросхем установлены радиокомпоненты очень маленьких размеров и залиты компаундом. Поэтому особое внимание при чистке компаунда на то чтобы не оторвать обвязку вместе с клеем. Для этого рекомендуется достаточное время прогревать плату, для размягчения клея. И снимать компаунд послойно, а не сразу на всю глубину. Финально отмыть место пайки.

При выполнении ремонта, в режиме диодной прозвонки измерить падение напряжения на каждом контакте. Обязательно даём плате остыть и только после этого выполняем замеры. Горячие конденсаторы могут показывать КЗ, а когда их температура понизиться, КЗ не покажут.

Реболлинг микросхемы

Расположить микросхему на специальном коврике, сверху на котором разместить салфетку или кусок джинсовой ткани.

Для восстановления шариковых выводов на микросхеме, необходимо удалить существующий припой. Паяльником залудить сплавом Розе все выводы на микросхеме (для больших микросхем NAND Flash или Wi-Fi, чипы малых размеров можно не залуживать Розе, а сразу собирать припой медной оплеткой). Будьте аккуратны со стеклянными корпусами, пины легко повреждаются и затем не залуживаются.

Нанести флюс на микросхему и оплеткой с паяльником собрать припой перемешанный с Roze. При необходимости удалить остатки компаунда с поверхности чипа. Отмыть микросхему ватной палочкой или зубной щеткой. 

Подобрать трафарет. Предварительно под микроскопом оценить состояние трафарета (качество просечки, загрязненность пастой или флюсом), при необходимости отмыть трафарет бензином или заменить. Совместить трафарет с микросхемой и прижать пинцетом. Лопаткой нанести немного пасты на трафарет и затереть bga пасту в отверстия. Излишки пасты убрать лопаткой и ватной палочкой.

С этого момента и при последующей накатке не допускать горизонтальных и вертикальных смещений накатываемой микросхемы относительно трафарета.

Температуру на фене понизить примерно до 250 – 270 градусов Цельсия. Поток воздуха также можно уменьшить по сравнению с потоком при демонтаже. Направить фен на трафарет и прогревать по периметру, выполняя круговые движения. Выпарить флюс из пасты и окончательно сформировать выводы на чипе.

Стоматологическим зондом или пинцетом вытолкнуть микросхему из трафарета (толкнув в угловые контакты). Это необходимо выполнять, пока микросхема не остыла, иначе она застрянет в трафарете.

Дополнительно еще раз прогреть феном вновь сформированные контакты, для окончательного формирования шаров.

Припаивание микросхемы на плату

Если при подъеме микросхемы сместили обвязку, сначала восстановить обвязку, только потом работаем с микросхемой. На фене выставить Т = 280 – 320 градусов Цельсия (в зависимости от используемой пасты) и уменьшить поток воздуха, по сравнению с потоком при выпаивании.

Нанести флюс небольшое количество на контактную площадку. если флюса будет много, микросхема будет плавать в нем.

Выставить микросхему по зазорам и по ключу:

• точка или другой знак на корпусе  микросхемы
• контакт А1, смотреть в ZXW или Wuxinji

Направить поток горячего воздуха на припаиваемую микросхему. Если микросхему сдувает с платы, заводите фен сверху. В этом случае воздухом микросхему придавит и она не будет смещаться. А ещё может сдувать микросхему, потому-что мастер забыл добавить флюс . Ни в коем случае нельзя надавливать на микросхему сверху.

Как понять что микросхема припаялась:

• Когда прекращаются пульсации флюса выходящего из под припаиваемой микросхемы
• Зондом или пинцетом толкнуть микросхему горизонтально, для того чтобы убедиться что микросхема припаялась. За счет поверхностного натяжения припоя микросхема переместиться обратно. Я всегда толкаю, за много лет выработалась такая привычка. Даже центральный процессор, когда “перекидку” делаю тоже толкаю, для уверенности.

Отмыть флюс с материнской платы.

Проверка качества пайки

Перед проверкой понизить температуру платы. Нельзя подключать к ЛБП и подавать питание на горячую плату сразу после пайки. Так как существуют линии, чаще всего это основные питающие линии процессора и оперативной памяти,у которых низкое сопротивление. И при подаче напряжения на горячую плату – ЛБП может регистрировать КЗ. Подключить плату к лабораторнику и подать напряжение, начиная с 0 вольт плавно довести до рабочего 3,8 Вольт. Если пайка выполнена качественно, то потребления тока на блоке не покажет.

Схемы для пайки для начинающих

Программное обеспечение которым пользуются мастера Bgacenter: Wuxinji, JCID, Xinjijao. У каждого софта есть свои преимущества и недостатки. Основное ПО это Wuxinji.

Пайка для начинающих видео

Во время GMA/MIG-сварки при температуре около 1’650°C плавится как сам металл, так и присадка. При пайке температура значительно меньше и составляет 1’060°C – плавится только присадочная проволока. Окружающий материал не подвержен плавлению, припой ложится сверху и не проникает в основной металл.

Рекомендации по оборудованию

Некоторые устройства имеют автоматическую регулировку в зависимости от толщины свариваемого материала.

Пайка может осуществляться аппаратами для MIG/GMA-сварки, оснащенными сварочной горелкой с приводом подачи проволоки, стандартным соплом, подающим наконечником с тефлоновым покрытием в направляющей (для минимизации попадания частиц из присадочного материала). Импульсное сварочное оборудование для MIG-сварки показывает наилучшие результаты при MIG-пайке, т.к. обеспечивает меньший нагрев базового материала (рис.2). За один цикл создается только одна капля, что позволяет получить шов без брызг. Как правило, данный тип оборудования имеет возможность программирования многих параметров и удобное сопло с подающим устройством.

Рекомендуемые присадки

Для пайки рекомендуется использовать медную проволоку (CuSi3), которую используют для сварки листового металла, либо бронзовый припой (CuAl8 и CuSn6). С этим материалом следует обращаться, как и с алюминиевой проволокой. Присадка должна быть гладкой и не иметь повреждений. Для подачи проволоки используются гладкие полукруглые ролики. Направляющие могут иметь тефлоновое покрытие, быть изготовлены из графитопласта или карбона. В качестве защитного газа рекомендуется чистый аргон.

Установки

Наиболее распространенная ошибка – установка слишком высокого напряжения при MIG/GMA-пайке, что приводит к перегреву. При пайке устанавливайте малую скорость подачи присадочной проволоки, аналогичную сварке стальным электродом. Необходимо использовать меньшее напряжение (меньшую длину дуги). Источник энергии должен обеспечивать стабильную дугу в диапазоне низкой мощности.

Пример качественной сварки

При сварке на пониженной температуре шов получается не плоским. В отличии от сварки стали, такое допустимо. Не стоит пытаться изменять параметры нагрева для получения более гладкого и плоского шва, так как увеличение температуры обнулит преимущества GMA/MIG-пайки.

Испытания

Качество MIG-пайки проверяется так же, как и качество GMA/MIG-сварки. При правильной сварке разрыв идет вдоль шва. Разрушающие испытания аналогичны тем, что проводятся на курсах I-CAR.

Температурный профиль конвекционной пайки. Что это такое?

Все режимы давно известны из материалов, опубликованных в бытность реальной деятельности зеленоградского ЦБ ПИМС и питерского
«Авангарда», (предельно допустимые параметры пайки), а относительно научно-обоснованной технологии пайки различных материалов или покрытий—
из результатов фундаментальных исследований, например [2], которые легли в основу создания типовых технологических процессов, выпущенных тем
же «Авангардом» и его львовским филиалом. Интерпретировать эти данные под современную элементную базу ПМИ и ЭРИ не составляет никакого труда.

Что же касается профиля конвекционной пайки,
то тезис дальнейшего развития научного направления по обеспечению ее режимов, в целом, лишен всякого практического смысла. Так как химический состав используемых в основном зарубежных флюсов
и паяльных паст, а также других сопутствующих технологических материалов в аспекте их комплексной
совместимости неизвестен по причине их «ноу-хау»,
и развивать подобные направления сегодня методом
«научного тыка», по меньшей мере, неприлично. Тогда какие могут быть вопросы с «формированием»?
Выполняйте то, что написано изготовителем этих
материалов, не забыв утвердить техпроцесс у руководителя предприятия и памятуя о том, что зарубежные стандарты не имеют прав гражданства в России.

А что же делать в случае обнаружения несоответствий? Это известно только руководителю предприятия, поскольку при выставлении любых рекламаций
окажется, что любое отечественное производство, организованное собственными силами, не соответствует никаким международным стандартам, а его аттестация по единственному переведенному на русский
и переутвержденному стандарту ГОСТ Р ИСО-9002—
такая же «липа», только финансово-юридическая.
Кому же тогда предъявлять претензии?

Тем не менее, нужно как-то работать, а для этого
надо хотя бы правильно понимать, что же это за зверь
такой—температурный профиль и о чем идет речь
в литературе. Видимо, о чем-то другом? Читаем рекомендации «ОСТЕК», например, по применению
водосмываемых паст: «… Если температура предварительного подогрева превышает 150 °C или время
выдержки более единиц нс, то остатки флюса невозможно удалить без применения дополнительных детергентов». Каких, правда, неизвестно; однако при
этом сама идея водосмываемости просто теряет практический смысл! Если, конечно, опустить проблемы
экологии и пожароопасности, технология промывки
с детергентами не увеличит серьезно трудоемкость
и не изменит структуру технологического цикла.
Но вот при использовании неудаляемых композиций — дело гораздо сложнее. Такие композиции помимо растворителя содержат тиксотропные добавки
и стабилизаторы дисперсности, поддерживающие некое квазитекучее состояние пасты, необходимое для
ее нанесения. В процессе нагрева необходимо не только испарить растворитель, но, возможно, и эти добавки, чтобы пошла реакция поликонденсации остатков
(реже — радикальная полимеризация). В противном
случае остатки останутся гидрофильными, не способными к сополимеризации с лаками, адгезивами и т. п.,
и их гидролиз во влажной атмосфере приведет к самым неожиданным последствиям в самом непредвиденном месте… (И все предприятия теперь усиленно
моют платы с «неудаляемыми остатками».)

Так вот, термопрофиль — это далеко не только температурно-временной режим нагрева при пайке [3],
но и режим химико-технологической обработки технологических материалов для придания им специфических свойств! Однако начнем с режимов нагрева и охлаждения. Существуют три разновидности нагрева при пайке: стационарный, квазистационарный
и нестационарный. Первый — это помещение детали в предварительно разогретую камерную печь, температура нагрева которой находится в состоянии термического равновесия, а объем детали в 1000 раз меньше объема камеры печи. При этом выполняется
известный эмпирический закон термообработки: деталь принимает температуру печи из расчета 2 мин
на 1 мм толщины материала. Но с одной поправкой:
например, температура жала паяльника, нагретого в режиме теплового баланса, скажем,
до температуры З00 °С, после первой же пайки
упадет примерно на 20 °С и до конца работы не
вернется к исходной, поскольку по статистическим данным Л. Д. Ландау [4] время пребывания в состоянии равновесия значительно больше времени релаксации, и макроскопические
величины с большой относительной точностью равны своим средним значениям. Подобные отклонения (флуктуации), соответствующие гауссовскому распределению, определяют опытным путем, как правило, для наиболее
массивной «подсистемы» (ПМИ, ЭРИ) в «системе» (плата в сборе). И нет никакой необходимости [3] контролировать температуру в различных точках системы (платы), если известно тепловое поле, или нагрев производится
в аэродинамической печи (с принудительной
вентиляцией), в которой темп нагрева принимается 1,5 мин на 1 мм толщины материала.

Учитывая то, что пайка осуществляется по
поверхности, можно пренебречь неким градиентом температуры по толщине: тогда суммарное время пайки по трем зонам печи, например, по нагреву ПМ-трансформатора при
максимальном локальном теплосъеме его сердечника толщиной 5 мм, длительность нагрева в 10 мин можно уменьшить вдвое до 5 мин,
что фактически соответствует рекомендованной в литературе длительности процесса оплавления.

Температура пайки определяется исходя из
оптимальных условий формирования паяного соединения [5], при которых скорость вязкого течения припоя больше скорости поверхностной диффузии. Экспериментально установлено, что температура пайки для этого
условия должна быть выше температуры плавления припоя на 50…100 °С. Отсюда ясно, что
пайка бессвинцовыми припоями при температуре ниже 280 °С не гарантирует надлежащего качества, даже с так называемыми слабоактивированными флюсами (это, строго говоря, их расхожая и принципиально неверная
формулировка). Приговор окончательный
и обжалованию не подлежит! Причем не только с позиции формирования соединений,
но и с позиции стойкости диэлектрика, адгезии солдермаски, снижения сопротивления
изоляции по причине пиролиза канифоли или
дигидроабиетиновой кислоты (это модификация канифоли), а также возможности непредсказуемых химических реакций композиции пасты, вероятность которых на каждые
10 °С возрастает в 100 раз (по Аррениусу).

Длительность нагрева в общем смысле определяется скоростью набора и снижения температуры с позиции минимального роста напряжений растяжения для разнородных материалов, поскольку стандартные ПМИ являются
некими квазикомпозитными материалами.
Экспериментально установленная для таких
материалов оптимальная скорость набора температуры — не более 2 °С/с. Скорость охлаждения — не более 0,8–1,2 °С/с до 50 °С. Для оптимального профиля наклон его линий нагрева и охлаждения будет принципиально отличен
от приведенного графика в [3]. При времени
выдержки 30 с и температуре оплавления
230 °С (минимальная температура качественной пайки с неактивированными неудаляемыми флюсами) общее время экспозиции составит 4,5 мин. Отсюда выбирается скорость конвейера, количество и мощность вентиляторов
охлаждения. Затем проводится точная «юстировка» режима по температуре и времени
предварительного подогрева. Для этого надо
знать температуру испарения/кипения растворителя (она обычно от 90 до 150 °С) и температуру активации возможных радикальных реакций исходя из химических формул компонентов органики: для того чтобы установить
температуру подогрева ниже температуры активации на 30–50 °С. Время выдержки при температуре подогрева при известном типовом
количестве связующего в максимальном локальном объеме пасты — не менее 15 с.

Квазистационарная разновидность нагрева
реализуется при ограничении установленной
температуры печи или ее зон регулирующими и регистрирующими приборами. Реальные отклонения (статистические флуктуации)
температурного поля при этом в 2–3 раза выше, что требует специальной регулировки
и контроля (разумеется, если известны параметры химических реакций, интервал активности флюса, порог пиролиза органики и т. д.)

Нестационарный нагрев реализуется при использовании концентрированных источников
нагрева — светового, инфракрасного и лазерного. В этом случае основное значение имеет
«время пребывания», поскольку температура
тела во времени имеет тенденцию к неограниченному росту, и указанные в предыдущем абзаце параметры играют самую существенную
роль. Естественно, при этом существенно усложняется и ограничивается возможность регулирования параметров процесса нагрева, а по
существу требуются и специальные источники с определенной длиной волны из-за различия теплофизических свойств материалов
и т. п. [6].

Строго говоря, указанные «юстировочные»
параметры определяют методом статистической вероятности флуктуаций, а никак не методом планирования эксперимента. Используют формулу распределения Гаусса для одной
критической или 2–3 согласующихся величин,
учитывая только энтропийный фактор вероятности и принцип Ле-Шателье. В самом деле,
любое внешнее воздействие на тело, выводящее его из равновесия, стимулирует в нем процессы, стремящиеся ослабить это воздействие.
Например, испарение растворителя снижает
температуру тела, поэтому график изменения
температуры предварительного подогрева должен идти с небольшим подъемом в сторону
увеличения температуры. Следует заметить,
что фактический подъем температуры подогрева на многих опубликованных графиках получен «случайно», в типичном режиме квазистационарности и поэтому никак не объясняется. Точно так же в процессе охлаждения
системы более теплоемкие подсистемы поддерживают температуру менее теплоемких, что
дает возможность увеличить скорость охлаждения и т. п. Разумеется, повторяя сказанное,
подобные юстировки только тогда дают максимальный технологический эффект, если известны вероятные химические реакции, интервалы активности, пороги пиролиза и некоторые другие физико-химические константы.
В противном случае все манипуляции с печью
конвекционной пайки — никакое не формирование профиля, а обычное выставление рекомендованных изготовителем параметров,
которое не представляет особого труда!

Литература

1. Штенников В. К вопросу формирования
   температурного профиля конвекционной
   пайки // Технологии в электронной промышленности. 2008. № 6.
2. Парфенов А. Исследование кинетики взаимодействия меди, никеля, серебра, золота,
   палладия и родия с оловянно-свинцовыми
   припоями. Диссертация на звание к. т. н.
   МАТИ, 1973.
3. Рогачев А. Средства построения термопрофиля пайки печатных плат компании ЕСD //
   Технологии в электронной промышленности. 2008. № 6.
4. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Статистическая физика. М.: Наука, 1964.
5. Парфенов А. Введение в теорию прочности
   паяных соединений // Технологии в электронной промышленности. 2008. № 2, 3.
6. Кудрявцев В. Исследование способов и разработка технологических процессов, обеспечивающих паяемость металлизированных
   покрытий и групповую пайку контактных
   элементов на печатных платах. Диссертация
   на звание к. т. н. МАТИ, 1981.

Пайка для начинающих

Пайка для начинающих

У начинающего мастера по ремонту электроники возникает огромное количество вопросов. Занимаясь паяльными работами, как SMD компонентов так и BGA микросхем, более 8-лет, мастера Bgacenter подготовили для вас исчерпывающий гайд по пайке. Вы также можете освоить пайку для начинающих под руководством специалистов, здесь профессиональная программа по пайке.

Пайка от А до Я

Процесс пайки bga микросхем, для удобства разделим на несколько последовательных шагов. Основные из которых:

• подготовка материнской платы к паяльным работам
• выпаивание микросхемы
• подготовка контактной площадки
• удаление компаунда
• реболлинг микросхемы
• припаивание микросхемы на плату
• проверка качества пайки

Подготовка платы

Перед выполнением паяльных работ внимательно осмотрите место предстоящей пайки. А именно: какие микросхемы расположены рядом, есть ли среди них те которые покрыты компаундом (размещаем на них теплоотводы), какие чипы находятся с обратной стороны материнской платы. 

Если выпаиваете микросхемы, а с другой стороны находится CPU или BB_RF; старайтесь немного натягивать микросхему и не давать припою полностью расплавится под чипом. Это так называемая холодная пайка, позволяет не угревать микросхемы расположенные на обратной стороне. В этом случае рискуем оторвать пятаки на контактной площадке, но их потом можно восстановить. К тому же чаще отрываются пустышки – неиспользуемые контакты.

Важно учитывать температуру окружающей среды. То есть зимой если в помещении прохладно или есть сквозняки, температуру необходимо поднимать немного выше на 20-30 градусов Цельсия.

Выпаивание bga микросхемы

После проведения визуального осмотра необходимо определиться с направлением потока горячего воздуха. Общее правило – направление фена от микросхем на компаунде. Затем устанавливаем теплоотводы микросхемы с компаундом. Пинцетом «примериться» к микросхеме. Как будет захватываться, с какой стороны заводиться лопатка (чипы на компаунде снимаем лопаткой). При необходимости снять часть обвязки, затем до припаивания U, обвязку восстановить.

Выставить температуру на фене 320 – 340 градусов Цельсия. Расход воздуха – индивидуальная величина для каждой термовоздушной паяльной станции.

Направить фен на плату, на 5-7 сек, (предварительно прогреть плату) поднять температуру места пайки. Для исключения тепловых деформаций motherboard. И для равномерности прогрева. Флюс растекается и равномерно распределяется по необходимому участку.

Поток воздуха. Это индивидуально. Много зависит от того насколько близко Вы паяете от элемента. Я паяю близко к элементу, почти вплотную. И на большом потоке. За счет этого уменьшается время воздействия горячего воздуха на плату. Поток необходимо подбирать, здесь 2 критерия:

• отпаянные микросхемы и радиокомпоненты (обвязка) чтобы не сдувало с платы, 
• не перегревать плату, это значит исключить продолжительное по времени воздействие высокой температуры. Почему это может быть критично для платы? Либо угреваются рядом стоящие микросхемы на компаунде, либо микросхемы установленные на другой стороне платы, особенно припаянные на легкосплавную пасту могут самопроизвольно отпаятся, в случае ранее выполнявшихся ремонтов. Это еще один очень важный момент, если плата к вам попала уже паяная, а это можно определить при внешнем осмотре; микросхемы могут быть припаяны на bga пасту с низкой температурой плавления. Поэтому перед выполнением работ по пайке, обязательно визуальный осмотр и согласование рисков с клиентом.

Нанести флюс по периметру микросхемы, так как плата горячая, он сразу растекается и затечет под микросхему. Флюс необходим для равномерного распределения температуры. Фен заводить как можно вертикальнее. И начинаем прогревать микросхему, постоянно делая круговые движения, для равномерного нагрева.

Момент снятия микросхемы. Можно ориентироваться по времени (раньше, лет 7 назад я про себя отсчитывал секунды) или по рядом стоящему конденсатору. Если конденсатор свободно перемещается, ещё 5 секунд грею, затем небольшое смещение по горизонтали в сторону, и затем поднимаю. Если сразу поднимать вертикально вверх, возможен отрыв пятаков. Стараюсь не допускать продолжительности нагрева больше 20 секунд. Некоторые bga микросхемы имеют стеклянный корпус и важно не повредить его. Если при пайке появляется хотя бы небольшой скол или царапины на корпусе чипа, микросхему меняю, используя донорскую плату.

Подготовка контаткной площадки

Паяльником с тонким наконечником нанести сплав Розе на каждый вывод на контактной площадке. Это необходимо для понижения температуры заводского бессвинцового припоя. Если опасаетесь оторвать контакты (или когда мало опыта) при работе с паяльником, можно залудить оплетку сплавом Розе и уже оплеткой залуживать контакты на контактной площадке. При этом особое внимание на обвязку, очень легко и незаметно можно “убрать” радиокомпоненты и потом необходимо будет восстанавливать, перед установкой микросхемы.

На оплетку нанести флюс и не надавливая на плату (положил паяльник и потянул за оплетку) собрать остатки припоя с контактной площадки.

Ватной палочкой или зубной щеткой смоченной в техническом бензине БР-2 (или спирте) отмыть контактную площадку от остатков флюса. Перед отмывкой понизить температуру платы. Как я понимаю, когда уже можно мыть бензином? Палец положил на плату, и если палец терпит, то можно и бензином, для исключения повреждения платы.

Удаление компаунда

Выставить на фене температуру 240 – 250 градусов Цельсия. Специальной лопаткой или пинцетом убрать остатки компаунда с контактной площадки, из-под микросхемы и обязательно очистить периметр. Часто вокруг микросхем установлены радиокомпоненты очень маленьких размеров и залиты компаундом. Поэтому особое внимание при чистке компаунда на то чтобы не оторвать обвязку вместе с клеем. Для этого рекомендуется достаточное время прогревать плату, для размягчения клея. И снимать компаунд послойно, а не сразу на всю глубину. Финально отмыть место пайки.

При выполнении ремонта, в режиме диодной прозвонки измерить падение напряжения на каждом контакте. Обязательно даём плате остыть и только после этого выполняем замеры. Горячие конденсаторы могут показывать КЗ, а когда их температура понизиться, КЗ не покажут.

Реболлинг микросхемы

Расположить микросхему на специальном коврике, сверху на котором разместить салфетку или кусок джинсовой ткани.

Для восстановления шариковых выводов на микросхеме, необходимо удалить существующий припой. Паяльником залудить сплавом Розе все выводы на микросхеме (для больших микросхем NAND Flash или Wi-Fi, чипы малых размеров можно не залуживать Розе, а сразу собирать припой медной оплеткой). Будьте аккуратны со стеклянными корпусами, пины легко повреждаются и затем не залуживаются.

Нанести флюс на микросхему и оплеткой с паяльником собрать припой перемешанный с Roze. При необходимости удалить остатки компаунда с поверхности чипа. Отмыть микросхему ватной палочкой или зубной щеткой. 

Подобрать трафарет. Предварительно под микроскопом оценить состояние трафарета (качество просечки, загрязненность пастой или флюсом), при необходимости отмыть трафарет бензином или заменить. Совместить трафарет с микросхемой и прижать пинцетом. Лопаткой нанести немного пасты на трафарет и затереть bga пасту в отверстия. Излишки пасты убрать лопаткой и ватной палочкой.

С этого момента и при последующей накатке не допускать горизонтальных и вертикальных смещений накатываемой микросхемы относительно трафарета.

Температуру на фене понизить примерно до 250 – 270 градусов Цельсия. Поток воздуха также можно уменьшить по сравнению с потоком при демонтаже. Направить фен на трафарет и прогревать по периметру, выполняя круговые движения. Выпарить флюс из пасты и окончательно сформировать выводы на чипе.

Стоматологическим зондом или пинцетом вытолкнуть микросхему из трафарета (толкнув в угловые контакты). Это необходимо выполнять, пока микросхема не остыла, иначе она застрянет в трафарете.

Дополнительно еще раз прогреть феном вновь сформированные контакты, для окончательного формирования шаров.

Припаивание микросхемы на плату

Если при подъеме микросхемы сместили обвязку, сначала восстановить обвязку, только потом работаем с микросхемой. На фене выставить Т = 280 – 320 градусов Цельсия (в зависимости от используемой пасты) и уменьшить поток воздуха, по сравнению с потоком при выпаивании.

Нанести флюс небольшое количество на контактную площадку. если флюса будет много, микросхема будет плавать в нем.

Выставить микросхему по зазорам и по ключу:

• точка или другой знак на корпусе  микросхемы
• контакт А1, смотреть в ZXW или Wuxinji

Направить поток горячего воздуха на припаиваемую микросхему. Если микросхему сдувает с платы, заводите фен сверху. В этом случае воздухом микросхему придавит и она не будет смещаться. А ещё может сдувать микросхему, потому-что мастер забыл добавить флюс . Ни в коем случае нельзя надавливать на микросхему сверху.

Как понять что микросхема припаялась:

• Когда прекращаются пульсации флюса выходящего из под припаиваемой микросхемы
• Зондом или пинцетом толкнуть микросхему горизонтально, для того чтобы убедиться что микросхема припаялась. За счет поверхностного натяжения припоя микросхема переместиться обратно. Я всегда толкаю, за много лет выработалась такая привычка. Даже центральный процессор, когда “перекидку” делаю тоже толкаю, для уверенности.

Отмыть флюс с материнской платы.

Проверка качества пайки

Перед проверкой понизить температуру платы. Нельзя подключать к ЛБП и подавать питание на горячую плату сразу после пайки. Так как существуют линии, чаще всего это основные питающие линии процессора и оперативной памяти,у которых низкое сопротивление. И при подаче напряжения на горячую плату – ЛБП может регистрировать КЗ. Подключить плату к лабораторнику и подать напряжение, начиная с 0 вольт плавно довести до рабочего 3,8 Вольт. Если пайка выполнена качественно, то потребления тока на блоке не покажет.

Схемы для пайки для начинающих

Программное обеспечение которым пользуются мастера Bgacenter: Wuxinji, JCID, Xinjijao. У каждого софта есть свои преимущества и недостатки. Основное ПО это Wuxinji.

Пайка для начинающих видео

Набор для пайки для начинающих

Необходимый и достаточный набор оборудования и расходных материалов, для выполнения самостоятельных ремонтов материнских плат телефонов, планшетов и ноутбуков.

Паяльник

Термовоздушная паяльная станция

Микроскоп

Лабораторный блок питания

Мультиметр

Держатели плат

Пинцеты

Трафареты

Стоматологический зонд

Силиконовый жаростойкий коврик

BGA паста

Флюс для пайки

Припой

Оплетка для удаления припоя 1,5 и 2,0 мм

Ультрафиолетовый лак

Ватные палочки

Итог

Пайка для начинающего мастера – увлекательный процесс. Самостоятельное освоение которого потребует не только значительных материальных, а и финансовых вложений. Понятно, что опыт приходит с практикой. И чем больше этой самой практики, тем более профессиональным становится мастер по пайке. Но есть одно но

– начинать лучше под руководством опытных мастеров. Которые имея большой бэкграунд, готовы поделиться знаниями и опытом с другими.

Что такое пайка? – Подробное руководство [Определение, типы и значение]

Пайка в сложной технике, которую ценят компьютерные фанаты, знающие, сколько терпения и точности требуется для создания красивого паяного соединения. Пайка необходима для большинства электронных устройств, даже с появлением микрочипов. Неудивительно, что людям до сих пор интересно об этом знать!

Что такое пайка? Пайка – это процесс соединения двух или более различных типов металлов путем плавления припоя.Припой или присадочный металл – это сплав, который плавится горячим чугуном при температуре выше 600 градусов по Фаренгейту.

Пайка в основном используется при изготовлении печатных плат, в сантехнике и кровле. Сегодня мы узнаем все о пайке. Что это? Каковы его приложения? Как проходит процесс?

Все, что будет рассмотрено в этом подробном руководстве по пайке.

Что такое пайка?

В простейшей форме пайка – это процесс соединения двух металлических деталей с металлом третьего типа, температура плавления которого ниже, чем у них.Этот связующий металл называется «припоем».

Представьте себе электрическую цепь, классический вид соединительной ткани на печатной плате, которая связывает компоненты схемы вместе. Эта «соединительная ткань», которую вы видите, является припоем.

Пайка – неотъемлемая часть электронной промышленности, где она является основным способом соединения электрических компонентов. Это не менее важно при изготовлении ювелирных изделий, соединении труб, кондиционировании воздуха, работе с витражами, листовым металлом и этот список можно продолжить.

Здесь следует сделать одно существенное различие: пайка отличается от сварки и пайки.

Ссылки по теме: В чем разница между пайкой и сваркой?

Хотя все три процесса преследуют одну и ту же цель – соединение металлических деталей, они делают это по-разному.

По данным Американского общества сварщиков, пайка представляет собой соединение металлических деталей вместе при температуре ниже 840 градусов по Фаренгейту. С другой стороны, пайка и сварка используют более высокие температуры и обеспечивают более прочное соединение.

Но основная проблема пайки – это сложность исправления недостатков. Это как чернила на бумаге: то, что сделано, сделано, и исправить это невозможно. Вот почему для овладения пайкой требуется много практики.

Предыстория – Кто изобрел пайку?

Искусство склеивания металлов восходит к нашим предкам. Его использовали ювелиры в Египте и Трое. Четыре тысячи лет назад они открыли олово, которое позже превратилось в припой.

Тогда для пайки использовали металлическую деталь, нагретую пламенем огня или горящего угля.

В 1896 году Ричард Шнайдер и Август Тиннерхол из American Heater Company разработали первый паяльник и получили патент на «Первый электрический нагревательный прибор».

Позже в инструмент были внесены некоторые улучшения. General Electric выпустила новый паяльник с защелкой. Они также добавили стойку, которая подключена к радиатору, чтобы отводить тепло от утюга.

Именно Ernst Sachs сделал шаг в производстве паяльника, особенно для промышленности. Немецкий инженер запатентовал свой молоток в 1921 году.

Затем он основал Ersa, свою собственную компанию, которая берет свое название от его инициалов и занимается серийным производством и распространением промышленных паяльников по всему миру.

Первое использование пайки в электронике было любезно предоставлено Уильямом Альферинком в 1926 году, когда он представил первую паяльную станцию.Два года спустя он получил патент на «Комбинированный держатель и автоматический выключатель для электрических паяльников».

Паяльник начал принимать форму пистолета. Его инициировала компания Supreme Instruments, в Миссисипи , где изобрели паяльный пистолет для ремонта радио. Это было в конце тридцатых годов.

Затем в 1946 году появился на свет обычный паяльный пистолет. Благодаря Карлу Веллеру из Пенсильвании, который получил патент на «Первый припой».Затем он основал собственную производственную компанию.

Считается первым паяльником мгновенного нагрева. До этого людям приходилось нагревать утюг с помощью огня или ждать, пока электричество нагреет его.

American Beauty вернулась к игре в 1949 году. Они разработали «подставки для регулирования температуры», чтобы контролировать температуру своих паяльников, пытаясь не отставать от инновационных мгновенных утюгов Weller.

В 1960 году Weller получил еще один патент на «паяльник Magnastat», который очень похож на наши сегодняшние сварочные утюги и контролирует температуру с помощью магнитного наконечника.

Как работает пайка?

Для начала, вам нужно познакомиться с двумя единицами оборудования: паяльником и паяльной станцией. Помимо самого припоя, конечно!

Паяльник

Паяльник – это электрический инструмент, который нагревается при подключении к розетке на 120 В. Он может нагреваться до 800 ° F, , где передает это тепло на электрические компоненты, такие как печатные платы и схемы.Затем применяется припой, чтобы соединить эти компоненты вместе.

Высоковольтные утюги не производят более высоких температур. Они могут нагревать только более крупные компоненты. Это распространенное заблуждение среди новичков.

Паяльник может иметь форму ручки или пистолета. Обе формы доступны по сей день. Перо проще в использовании и управлении. Вы также можете изменить его наконечник, что даст вам более универсальные возможности. Поэтому мы рекомендуем этот вариант для новичков.

Самая простая форма паяльников – это паяльники без контроля температуры, для использования которых требуется минимальный уровень мастерства.

Кроме того, это не лучший вариант пайки электронных компонентов, где есть большая погрешность, которую мы не можем допустить с такими чувствительными дорогостоящими компонентами.

Паяльная станция

Следующий уровень – паяльная станция. Это скорее универсальное устройство, которое включает в себя паяльный пистолет, термофен и инструменты для демонтажа. Его самым большим преимуществом является то, что он позволяет пользователю точно регулировать температуру. Это примерно означает «более широкий круг проектов.”

Также считается более безопасным использование паяльной станции, поскольку она изолирует нагревательную часть от электрического устройства, предоставляя вам интегрированную среду для пайки. Кроме того, у них есть оповещения, датчики и предохранители. Так что вам не нужно беспокоиться о мерах безопасности. Ну относительно, по крайней мере!

Припой

Традиционный припой представляет собой сплав олова и свинца. Это фактический соединительный материал, который соединяет электрические компоненты вместе. Есть бессвинцовый припой, который имеет более высокую температуру плавления, чем обычный припой.Хотя он не так эффективен, как свинцовый припой, есть направление к его использованию, чтобы сократить использование свинца в электронном оборудовании.

Обычно припой представляет собой тонкие трубочки, свернутые в катушки. Внутри этих трубок находится флюс, который предотвращает окисление и очищает поверхности деталей, подлежащих пайке.

Процесс пайки шаг за шагом

Как работает пайка? Вот базовое пошаговое руководство по пайке электронных компонентов:

1.Подготовка

Начнем с подготовки. Поместите паяльник на подставку, если она есть, и подключите ее к розетке. Убедитесь, что место, в котором вы работаете, хорошо вентилируется.

Пока вы ждете, пока утюг нагреется, вы можете почистить кончик утюга влажной губкой. Смочите губку и начисто протрите кончик. Будьте осторожны при выполнении этого шага.

2. Расплав

Начните плавить небольшую часть припоя на кончике утюга. Это поможет направить поток от утюга к стыку.Если припой не течет, очистите его влажной губкой.

Когда наконечник вашего утюга засияет ярким серебром от расплавленного припоя, вы готовы к работе.

Нет необходимости повторять этот шаг каждый раз при пайке компонента. Только на первом компоненте или когда наконечник утюга затупился и требуется припой для растекания.

3. Очистите

Вам необходимо подготовить поверхность, на которой вы будете паять. Протрите доску шерстяной тканью и удалите с нее все остатки.

4. Припой

Для пайки необходимо нагреть целевое соединение в течение нескольких секунд. Будьте осторожны и не ждите, пока что-то растает или изменит свой внешний вид. Затем нанесите припой.

Паяльник нужно держать как ручку. Чтобы обеспечить надежное соединение, убедитесь, что обе соединяемые детали горячие.

При нанесении припоя держите кончик паяльника на заданном месте. Не удаляйте это. Если вы обнаружите, что припой не течет, это означает, что целевые детали недостаточно нагреты.

Если все в порядке, припой должен плавно течь к нагретым участкам соединения.

5. Cool

Как раз тогда, когда вы чувствуете, что образовалась прочная связь. Снимите наконечник и припой. Наконец, заберите утюг.

Дать остыть. Не перемещайте соединение, пока оно остывает. Не пытайтесь сейчас это проверить. Это займет несколько секунд.

6. Осмотрите

Посмотрите на соединение и убедитесь, что оно устойчиво и выглядит блестящим или немного тусклым в случае бессвинцового припоя.Если соединение не выглядит прочным, разогрейте утюг и повторите попытку.

7. Готово

Когда закончите, отключите утюг от сети и начисто протрите его кончик, когда он, конечно же, начнет остывать!

Базовая техника пайки >> Посмотрите видео ниже:

3 основных типа пайки

Существует три типа пайки: мягкая пайка, пайка твердым припоем и пайка.

1. Пайка мягким припоем (

90 ° C – 450 ° C )

Это наиболее часто используемый тип пайки.Тот, который использует смесь олова и свинца для соединения электронных компонентов. Его также часто используют сантехники.

При пайке мягким припоем рабочие используют паяльник, работающий от электричества или газа.

Связь, полученная мягкой пайкой, немного слабее, чем у других типов. Это логично, учитывая тот факт, что он работает с деликатным материалом, который не переносит высоких температур.

Другие используемые припои – цинк-алюминий для соединения алюминиевых деталей, а также свинцово-серебряные и кадмиево-серебряные припои для приложений с более высокими температурами.Иногда также используется олово-висмут.

2. Пайка твердым припоем

(> 450 ° C)

Для создания более прочного соединения используйте твердую пайку. Этот метод часто называют «серебряной пайкой», когда в качестве припоя здесь используются серебро или латунь.

Как вы уже догадались, речь идет о материалах, для нагрева которых требуется более высокая температура. Это приводит к более прочным связям.

Обычно используется, когда основным металлом является серебро, латунь или стекло.

3.Пайка

(> 450 ° C)

Пайка очень похожа на твердую пайку, когда два основных металла нагреваются до высокой температуры, а затем вы вставляете припой, чтобы заполнить соединительную часть. Это также известно как капиллярное действие.

Почему-то пайка считается одним из видов твердой пайки.

Ссылки по теме: Пайка алюминия: полное руководство – преимущества перед сваркой

Пайка по типам сердечников

Некоторые люди предпочитают классифицировать типы пайки в соответствии с типами сердечников.В этом случае также есть три типа припоя: припой для твердого сердечника, припой для кислотного сердечника и канифольный припой для сердечника.

Припой с твердым сердечником

Это припои без флюса. О том, что такое флюс, мы поговорим в следующем разделе, а пока скажем, что это химический агент, предотвращающий окисление.

В припое с твердым сердечником припой является полым изнутри, поэтому для защиты от окисления требуется внешний флюс. Этот метод обычно используют сантехники.

Припой с кислотным сердечником

Припой с кислотным сердечником – это припой, полый сердечник которого заполнен флюсом.Флюс на кислотной основе, как следует из названия. Кислотный флюс считается самым сильным среди типов флюсов и, следовательно, обеспечивает лучшее «очищающее действие».

Этот метод обычно используется с металлами и сталью. Это приводит к образованию большого количества остатков флюса, которые требуют очистки, чтобы впоследствии избежать коррозии.

Припой с канифольным сердечником

Этот припой очень похож на припой с кислотным сердечником, где полый припой имеет внутри флюс, но один из канифоли вместо кислоты. Канифоль мягче кислоты и не так агрессивна, как кислота.

Этот тип наиболее часто используется в электронике из-за минимального остатка. Потому что очистка от остатков в электрических системах практически невозможна.

Какой флюс можно использовать для пайки?

Флюс – это кислотная смесь, которая помогает предотвратить окисление поверхности компонентов, которые вы будете паять.

Если вы раньше видели паяльный пистолет, вы могли бы распознать флюс как коричневую жидкость, которая капает при нагревании пистолета. Обычно флюс представляет собой смесь борной кислоты и спирта.

В электронике флюс внедряется внутрь самого припоя, и его называют канифоль-сердечником или канифоль-флюсовым припоем. С другой стороны, когда вы используете пайку в сантехнике, вам понадобится другой тип припоя с отдельным флюсом.

Канифольный припой – это припой, температура плавления которого ниже, чем у металлов, которые он пытается соединить. Чтобы при нагревании припой плавился, а металлы – нет.

Флюс не только обеспечивает окисление, но также улучшает способность припоя смачивать поверхности, с которыми он соединяется.

Флюс также помогает удалить ржавчину с электронных компонентов, что хорошо помогает при пайке.

Одним из наиболее отличительных свойств флюса для припоя является его резкий запах. Таким образом, всегда рекомендуется паять в месте с хорошей вентиляцией.

Для чего используется паяльник?

Для чего используется паяльник? Паяльный пистолет используется во множестве приложений, где требуется точность и аккуратность для соединения деталей.

Обычно используется ювелирами, электриками и электронщиками.

Обычно паяльник используется там, где паяльник слишком большой или слишком горячий. Как мы уже говорили, приложения, требующие точности.

Вот некоторые области применения, для которых требуется паяльник. :

Схемы

Наиболее распространенным применением для пайки являются электронные платы. Пайка здесь – выгодный вариант по множеству причин; наиболее важным из них является то, что припой обеспечивает гладкую электропроводность.

Кроме того, он удерживает соединения на поверхности платы, поэтому они выглядят аккуратно.

Кровля

Еще одно известное применение паяльных пистолетов – это плавление элементов при кровле. Пайка используется в кровельных покрытиях для плавления оцинкованных металлов. Он также используется в медных крышах.

Ювелирные изделия

Ювелирам нужно что-нибудь, чтобы сплавить элементы с максимально возможной точностью. Что лучше паяльника?

В этом случае припои обычно содержат большое количество серебра из соображений ценности и эстетики. Пайка ювелирных изделий требует высокого уровня навыков от рабочих, поскольку они всегда меняют наконечники в зависимости от изделия, над которым они работают.

Сантехника

Как мы упоминали ранее, сантехники используют пайку для соединения труб. В некоторых случаях они используют сварщиков, но в других случаях, когда они работают в узких углах, они, вероятно, выберут паяльный пистолет.

Какие металлы используются при пайке?

Припой происходит от латинского слова solidare, что означает «делать что-то твердое».”

Самым распространенным припоем является печально известный припой олово-свинец, который используется в электронных компонентах. Однако существует множество сплавов, которые используются при пайке.

Некоторые из них даже не содержат олова. В смесь могут быть добавлены определенные элементы для придания определенных свойств.

Например, бессвинцовый припой в последнее время стал популярным по экологическим причинам. Особенно, когда ЕС начал ограничивать использование свинца в электронике.Промышленность перешла на использование некоторых альтернатив для смешивания с оловом, например никеля .

Важно отметить, что бессвинцовый припой имеет более высокие температуры плавления, чем его аналоги, что создает неудобства для электронной промышленности.

Чтобы снизить температуру плавления припоя, иногда в смесь добавляют медь . Висмут делает то же самое, кроме улучшения смачиваемости.

С другой стороны, серебро используется , когда требуются более высокие температуры плавления и механическая прочность.

Что такое свинцовый припой? – Преимущества и недостатки

Вы, наверное, слышали о припое с содержанием свинца, если раньше работали в производстве электроники. Это одно из самых востребованных веществ в этой области уже много лет.

Свинцовый припой представляет собой комбинацию свинца и олова с процентным содержанием 40% и 60% соответственно. Он плавится примерно при 185 ° C и известен своей невысокой ценой.

Свинец, в частности, вызвал беспокойство среди медицинских работников из-за его известных рисков для человеческого организма.Тем не менее, этилированные припои по-прежнему используются для склеивания металлических деталей. Люди даже думали, что создание смеси 50 на 50 безопаснее, но это не имело значения.

Преимущества

Этот вид припоя не зря пользуется популярностью; он обладает впечатляющими текучими свойствами. Причина в том, что для его нагрева требуется более низкая температура , чем для бессвинцового припоя. Кроме того, свинцовый припой светится ярче , что придает ему более привлекательный вид.

Также хорошо работает для выявления проблем, которые иначе трудно обнаружить, таких как окисление .Окисление может вызвать приглушенный блеск, который ухудшит внешний вид продукта.

Кроме того, наиболее заметным преимуществом свинцовых припоев является то, что они стоят намного дешевле, чем бессвинцовые припои . Это основная причина его широкой популярности. Не говоря уже о том, что им намного проще пользоваться, что побуждает к нему многих пользователей.

Недостатки

Свинцовые припои имеют множество экономических и производственных преимуществ. Однако у их использования есть и недостатки.

Свинец – популярный химический элемент, который находит множество применений в производстве автомобильных аккумуляторов и оболочек кабелей. Несмотря на это, в течение долгого времени росли опасения по поводу его воздействия на здоровье человека.

Это сильный нейротоксин, что означает, что он оказывает прямое токсическое действие на пользователя . Вдобавок к этому он содержит небольшое количество радиоизотопных примесей, что является плохой новостью при альфа-распаде.

В результате люди вместо этого используют серебро для решения проблем со здоровьем, связанных со свинцом.

В чем разница между серебряным припоем и обычным припоем?

Хотя серебряный припой – не лучший выбор с точки зрения электричества, он имеет множество преимуществ, благодаря которым он стал одним из лучших припоев в производстве. Это также причина его постоянного сравнения с другими припоями.

Серебряный припой имеет более высокую температуру плавления, чем обычные припои, что делает его более прочным. Это также снижает подверженность механическому истощению. Кроме того, он улучшает стойкость к термическим циклам и высоким температурам по сравнению с другими типами припоев.

Смешивание серебра с оловом значительно снижает вероятность образования усов олова, которые часто встречаются в обычных припоях. Это электропроводящие структуры, образованные из оловянных поверхностей. Кроме того, они увеличиваются в длине и вызывают короткие замыкания, которые впоследствии являются причиной многих сбоев системы.

Использование серебра также имеет свои недостатки по сравнению с обычным припоем. Это один из многих металлов, вызывающих шероховатость, то есть образование небольших выступов на поверхности припоя.С обычным припоем этого не произойдет. Кроме того, среди них есть самое большое препятствие: высокая цена.

Какой припой самый прочный?

В производстве электроники прочность – наиболее важная черта, на которую нужно обращать внимание. В основном это делается для того, чтобы избежать механического истощения или проблем с производством.

Тем не менее, самый эффективный припой не обязательно лучший. При выборе необходимо учитывать множество аспектов.

Какой припой самый прочный? Самым прочным припоем, известным на сегодняшний день, является припой серебро / олово, благодаря его высокой температуре плавления и впечатляющей хрупкости серебра. Что касается прочности, то этому припою сложно сравниться.

Тем не менее, припои из серебра и олова подходят не для всех типов электроники. Свинец по-прежнему остается самым универсальным материалом.

Например, при производстве медицинской или аэрокосмической электроники очевидным выбором являются свинцовые припои. В этом случае они надежнее, чем на основе серебра.

Если есть определенные требования, касающиеся здоровья или окружающей среды, предпочтительным выбором становятся бессвинцовые припои. Это из-за отсутствия свинца, который представляет собой серьезный риск для здоровья.

Припои часто изготавливаются из сплавов, что означает, что вы можете выбрать правильную смесь для используемой электроники. Все дело в выявлении требований к производственному процессу и его оптимизации для снижения затрат.

Безопасность при пайке – Советы и хитрости

Чрезвычайно высокая температура паяльника может быть действительно опасной, поэтому меры предосторожности здесь не следует принимать легкомысленно. Паяльники могут буквально вызвать возгорание.

Вот несколько советов, которым вы можете и должны следовать при пайке.

• Обязательно носите свободную одежду.
• Соберите волосы назад.
• Защитные очки – это удобно.
• Всегда отключайте паяльник или станцию, когда они не используются.
• Не работайте в закрытом помещении. Выберите хорошо проветриваемое место, чтобы защитить себя от флюса.
• Никогда не пытайтесь прикасаться к утюгу, когда он подключен к сети, даже когда он выключен, даже если он недостаточно горячий.
• Постарайтесь не вдыхать пары флюса.Они могут сильно раздражать глаза и нос.
• Использование защитных перчаток является плюсом.
• Держите чистящую губку влажной во время использования.
• Всегда используйте мыло для рук и воду, чтобы мыть руки после пайки.
• Закройте кожу, если вы использовали припой, содержащий свинец.
• Держите чистящий раствор в одноразовой бутылке на рабочем месте.

Заключение

Мы надеемся, что мы рассмотрели все, что вам нужно знать о пайке, важнейшем навыке в области электроники!

Одна из вещей, которые нам нравятся в пайке, – это то, что вы можете легко научиться этому даже в качестве хобби! Каким-то образом это основной продукт в наборе навыков каждого мастера, и все, что вам нужно, это утюг, и все готово.

Что такое пайка? >> Посмотрите видео ниже:

Пайка: определение, применение и как паять?

Что такое пайка?

Пайка – это процесс соединения, при котором различные типы металлов соединяются друг с другом путем плавления припоя. Припой – это металлический сплав, обычно состоящий из олова и свинца, который плавится горячим железом. Утюг нагревается до температуры выше 600 градусов по Фаренгейту, а затем охлаждается, чтобы создать прочную электрическую связь.

Когда вы разбираете электронное устройство с печатной платой, компоненты крепятся с помощью пайки. Пайка – это процесс соединения двух или более электронных частей путем плавления припоя вокруг соединения.

Припой – это металлический сплав, который при охлаждении создает прочное электрическое соединение между деталями. Хотя пайка может создать постоянное соединение, ее также можно отменить с помощью приспособления для удаления припоя, как описано ниже.

Паяльные инструменты

В пайке хорошо то, что для начала работы не требуется много времени.Ниже приведены основные инструменты и материалы, которые вам понадобятся для большинства ваших паяльных работ.

1.

Паяльник

Паяльник – это ручной инструмент, который подключается к стандартной розетке переменного тока на 120 В и нагревается до расплавления припоя вокруг электрических соединений. Это один из самых важных инструментов при пайке, и он может иметь несколько вариаций, например, в форме ручки или пистолета.

Для начинающих рекомендуется использовать паяльник с ручкой мощностью от 15 до 30 Вт.Большинство паяльников имеют сменные жала, которые можно использовать для различных паяльных работ. Будьте очень осторожны при использовании паяльника, так как он может нагреваться до 896 ° F, что очень сильно.

Паяльник

2.

Паяльная станция

Паяльная станция – это усовершенствованная версия автономного базового паяльного штыря. Если вы планируете много паять, это замечательно, поскольку они предлагают большую гибкость и контроль. Главное преимущество паяльной станции – возможность точно регулировать температуру паяльника, что выгодно для ряда проектов.

Эти станции также могут создать более безопасную рабочую зону, поскольку некоторые из них включают усовершенствованные датчики температуры, настройки сигнализации и даже защиту паролем для обеспечения безопасности.

Паяльная станция

3.

Жала паяльника

В конце большинства паяльников есть сменная деталь, известная как паяльное жало. Есть много разновидностей этого наконечника, и они бывают самых разных форм и размеров. Каждый наконечник используется для определенной цели и имеет явное преимущество перед другим.Наиболее распространенные наконечники, которые вы используете в проектах по производству электроники, – это конический наконечник и наконечник стамески.

• Конический наконечник Используется при пайке точной электроники из-за тонкого наконечника. Благодаря заостренному концу он может доставлять тепло в меньшие области, не влияя на окружающую среду.
• Долото-наконечник Этот наконечник хорошо подходит для пайки проводов или других более крупных компонентов из-за его широкого плоского наконечника.

4.

Латунь или обычная губка

Использование губки поможет сохранить жало паяльника чистым, удалив все нарастающие окисления.Наконечники с окислением имеют тенденцию становиться черными и перестают принимать припой, как когда он был новым. Вы можете использовать обычную влажную губку, но это сократит срок службы насадки из-за расширения и сжатия.

Кроме того, влажная губка временно снизит температуру наконечника, когда она будет вытерта. Лучшая альтернатива – использовать латунную губку, как показано слева.

5.

Подставка под паяльник

Подставка под паяльник очень проста, но очень полезна и практична.Эта подставка предотвращает контакт горячего утюга с легковоспламеняющимися материалами или случайное повреждение вашей руки. Большинство паяльных станций поставляются со встроенной губкой, а также губкой или латунной губкой для очистки жала.

6.

Припой

Припой – это металлический сплав, плавящийся для создания прочной связи между электрическими частями. Он доступен как в свинцовом, так и в бессвинцовом вариантах. Наиболее распространены диаметры 0,032 дюйма и 0,062 дюйма.Внутри припоя сердечник представляет собой материал, известный как флюс, который помогает улучшить электрический контакт и его механическую прочность.

Бессвинцовый канифольный припой сердечника чаще всего используется для электронной пайки. Этот тип припоя обычно изготавливается из сплава олово / медь. Вы также можете использовать припой на основе канифоли с содержанием свинца 60/40 (60% олова, 40% свинца) для сердечника, но это становится все менее популярным из-за проблем со здоровьем. Если вы используете свинцовый припой, убедитесь, что у вас есть соответствующая вентиляция, и мойте руки после использования.

При покупке припоя будьте осторожны, НЕ используйте припой с кислотным сердечником, так как это может повредить вашу схему и компоненты.Припой с кислотным сердечником продается в строительных магазинах и в основном используется для монтажа и металлообработки.

Как упоминалось ранее, припои бывают разных диаметров. Припой большего диаметра (0,062 дюйма) хорош для более быстрой пайки больших стыков, но может затруднить пайку меньших стыков. Поэтому всегда полезно иметь под рукой оба размера для разных проектов.

Припой

7.

Рука помощи (третья рука)

Рука помощи – это устройство, к которому прикреплены 2 или более зажима из кожи аллигатора, а иногда и увеличительное стекло / лампа.Эти зажимы помогут вам удерживать предметы, которые вы хотите припаять, пока вы используете паяльник и припой. Очень полезный инструмент для вашего творческого пространства.

8.

Безопасность при пайке

Теперь, когда вы знаете, какие инструменты и материалы вам понадобятся, пора кратко обсудить способы обеспечения безопасности при пайке.

Паяльники могут нагреваться до 800 ° F. Поэтому всегда важно знать, где находится ваш паяльник. Мы всегда рекомендуем использовать подставку для паяльника, чтобы избежать случайных ожогов или повреждений.

Убедитесь, что вы выполняете пайку в хорошо вентилируемом помещении. При нагревании припоя выделяются пары, вредные для глаз и легких. Рекомендуется использовать вытяжной вентилятор, представляющий собой вентилятор с фильтром из активированного угля, который поглощает вредный дым от припоя. Вы можете посетить такие места, как Integrated Air Systems для систем фильтрации воздуха.

Всегда рекомендуется надевать защитные очки, если вы случайно разбрызгиваете горячий припой. Наконец, не забудьте вымыть руки после пайки, особенно если вы используете свинцовый припой.

Лужение жала

Перед тем, как приступить к пайке, необходимо подготовить паяльник, залуживая жало припоем. Этот процесс помогает улучшить передачу тепла от утюга к паяемому объекту. Лужение также помогает защитить наконечник и уменьшить износ.

Шаг 1: Начните с того, что убедитесь, что наконечник прикреплен к утюгу и плотно прикручен на место.

Шаг 2: Включите паяльник и дайте ему нагреться.Если у вас есть паяльная станция с регулируемым контролем температуры, установите ее на 400 ° C / 752 ′ F.

Шаг 3: Протрите кончик паяльника влажной губкой, чтобы очистить его. Подождите несколько секунд, чтобы жало снова нагрелось, прежде чем переходить к шагу 4.

Шаг 4: Удерживая паяльник в одной руке, паяйте в другой. Прикоснитесь припоем к наконечнику утюга и убедитесь, что припой равномерно обтекает наконечник.

Чтобы продлить срок службы, следует лужить кончик утюга до и после каждого сеанса пайки.В конце концов, каждый наконечник изнашивается, и его нужно будет заменить, если он станет шероховатым или изъеденным.

Как работает пайка?

Припой плавится с использованием тепла утюга, подключенного к контроллеру температуры. Он нагревается до температуры выше его точки плавления примерно 600 градусов по Фаренгейту, в результате чего он плавится, а затем охлаждается, образуя паяное соединение.

Помимо создания прочного электрического шва, припой также можно удалить с помощью приспособления для удаления припоя.

Припой – это металлический сплав, используемый для создания прочных долговечных соединений. например, соединение меди в печатных платах и ​​соединения медных труб. Он также может быть двух типов и диаметров, бессвинцовый и бессвинцовый, а также может иметь диапазон от 0,032 “до 0,062”. Внутри припоя сердцевиной является флюс – материал, который используется для усиления и улучшения его механических свойств.

Какие металлы используются?

Присадочные металлы, используемые при пайке, раньше были на основе свинца (свинцовый припой).Согласно нормативным требованиям, свинцовые припои все чаще заменяются бессвинцовыми припоями, которые могут состоять из сурьмы, висмута, латуни, меди, индия, олова или серебра.

Какой флюс можно использовать для пайки?

Иногда в месте соединения могут быть загрязнения, такие как масло, грязь или окисление. Флюс предотвращает окисление и иногда может использоваться для химической чистки металла. Используемый флюс представляет собой канифольный флюс, который способствует механической прочности и электрическому контакту электрических соединений.Иногда также можно нанести смачивающее средство для уменьшения поверхностного натяжения.

Типы пайки

Существует три типа пайки, которые используют все более и более высокие температуры, что, в свою очередь, приводит к все более прочным соединениям:

1. Мягкая пайка (90 ° C – 450 ° C): Этот процесс имеет самую низкую температуру плавления присадочного металла среди всех типов пайки при температуре менее 400 ° C. Эти присадочные металлы обычно представляют собой сплавы, часто содержащие свинец с температурой ликвидуса ниже 350 ° C.Из-за низких температур, используемых при пайке мягким припоем, он меньше всего подвергает компоненты термической нагрузке, но не создает прочных соединений и, следовательно, не подходит для механических нагрузок. Он также не подходит для использования при высоких температурах, так как этот тип припоя теряет прочность и плавится.
2. Твердая (серебряная) пайка (> 450 ° C): латунь или серебро являются связующим металлом, используемым в этом процессе, и для достижения температур, при которых паяются металлы, требуется паяльная лампа.
3. Пайка (> 450 ° C): В этом типе пайки используется металл с гораздо более высокой температурой плавления, чем при пайке и пайке. Однако, как и при пайке, склеиваемый металл нагревается, а не плавится. Когда оба материала достаточно нагреются, вы можете поместить между ними припой, который расплавится и будет действовать как связующее.

Как паять

Чтобы лучше объяснить, как паять, мы собираемся продемонстрировать это на практике.В этом примере мы собираемся припаять светодиод к печатной плате.

Шаг 1: Установите компонент : Сначала вставьте кабели от светодиода в отверстия на печатной плате. Переверните плату и согните кабели наружу под углом 45 дюймов. Это поможет детали лучше соединиться с медной площадкой и предотвратит ее выпадение во время пайки.

Шаг 2: Нагрейте стык : Включите паяльник и, если он имеет регулируемый контроль нагрева, установите его на 400 ° C.На этом этапе одновременно коснитесь кончиком утюга медной площадки и вывода резистора. Паяльник нужно подержать на месте 3-4 секунды, чтобы нагреть площадку и вывод.

Шаг 3: Нанесите припой на соединение : Удерживая паяльник поверх медной площадки и вывода, коснитесь соединения припоем. ВАЖНО Не касайтесь припоя кончиком паяльника. Вы хотите, чтобы стык был достаточно горячим, чтобы расплавить припой при прикосновении.Если стык слишком холодный, образуется плохое соединение.

Шаг 4: Отрежьте выводы Снимите паяльник и дайте припою остыть. Не дуйте на припой, так как это может привести к плохому соединению. После остывания можно отрезать лишний провод от кабелей.

Правильный припой должен быть гладким, блестящим и иметь форму вулкана или конуса. Вам нужно ровно столько припоя, чтобы покрыть все соединение, но не слишком много, чтобы он превратился в шарик или пролился на соседний вывод или соединение.

Как припаять провода

Теперь пора показать вам, как спаять провода вместе. Рекомендуется использовать для этого вспомогательные руки или какое-либо другое зажимное приспособление.

Сначала снимите изоляцию с концов обоих проводов, которые вы паяете вместе. Когда проволока скручена, скрутите жилы вместе пальцами.

Убедитесь, что ваш паяльник полностью нагрет, и коснитесь наконечником одного из проводов.Держите за проволоку 3-4 секунды.

Удерживая утюг на месте, коснитесь провода припоем, пока он полностью не покроется. Повторите этот процесс с другим проводом.

Удерживая два луженых провода друг над другом, коснитесь обоих проводов паяльником. Этот процесс должен расплавить припой и равномерно покрыть оба провода.

Снимите паяльник и подождите несколько секунд, пока паяное соединение остынет и затвердеет. Используйте термоусадочную трубку, чтобы закрыть соединение.

Удаление припоя

Преимущество использования припоя заключается в том, что его можно легко удалить с помощью техники, известной как распайка.Это полезно, когда вам нужно удалить компонент или исправить электронную схему.

Для демонтажа стыка вам понадобится припой, который также известен как оплетка для удаления припоя.

1. Поместите кусок распаянной оплетки поверх стыка / припоя, который нужно удалить.
2. Нагрейте паяльник и коснитесь кончиком верхней части оплетки. Это нагревает припой, под которым он впитывается распаянной оплеткой. Теперь вы можете удалить оплетку, чтобы увидеть, что припой был извлечен и удален.Осторожно прикасайтесь к косе при нагревании, иначе она станет горячей.

Дополнительно – Если у вас есть много припоя, который вы хотите удалить, вы можете использовать устройство, называемое присоской для припоя. Это ручной механический пылесос, который всасывает горячий припой одним нажатием кнопки.

Для использования нажмите на плунжер на конце присоски для припоя. Нагрейте соединение паяльником и поместите кончик присоски для припоя на горячий припой. Нажмите кнопку фиксатора, чтобы всосать жидкий припой.Нажмите на поршень, чтобы опорожнить присоску.

Использование паяльника

Паяльник – это ручной инструмент, используемый для нагрева припоя, обычно от источника питания, при температурах выше точки плавления металлического сплава. Это позволяет припою течь между соединяемыми деталями.

Этот паяльный инструмент состоит из изолированной ручки и нагреваемого заостренного металлического наконечника. На хорошую пайку влияет чистота жала паяльника.Чтобы обеспечить чистоту, пользователь крепко держит паяльник и очищает жало паяльника перед пайкой компонентов или выполнением пайки.

Помимо паяльника, присоски для припоя являются важной частью паяльной конструкции. Когда применяется чрезмерное количество припоя, эти небольшие инструменты используются для удаления припоя, оставляя только то, что вы хотите.

Сообщение по теме

Основы технологии »Электроника Примечания

Пайка – ключевой процесс во многих отраслях промышленности, включая электронику, где она обеспечивает как электрическую проводимость, так и некоторую механическую прочность.

---

Учебное пособие по пайке Включает:
Основы пайки Ручная пайка: как паять Паяльники Инструменты для пайки Припой – что это такое и как пользоваться Распайка – секреты, как правильно сделать Паяные соединения Припой для печатных плат

См. Также: Методы пайки SMT для сборки печатных плат

---

Пайка – один из ключевых процессов при производстве электронного оборудования.Пайка позволяет электрически соединять электронные компоненты, а также удерживать их на месте.

Соответственно, пайка лежит в основе конструирования и производства электроники для любителей, энтузиастов или студентов, а также для коммерческих организаций, производящих электронное оборудование в больших масштабах.

Хотя пайка используется в самых разных отраслях промышленности, включая торговлю сантехникой, где она используется для соединения труб и герметизации их для предотвращения утечки воды, а также, в частности, в ювелирной торговле, она является ключевой для электронной промышленности.

Типовая рабочая станция паяльника

Истоки пайки

Концепция пайки известна уже много лет. Некоторые серебряные пайки были обнаружены на предметах, датируемых периодом между 3000 и 2000 годами до нашей эры.

Совсем недавно в 19 веке была разработана пайка для различных ремесленных целей, а затем, с появлением радио и более поздней электроники в начале 20 века, она стала самостоятельной.

Первоначально использовался припой на основе олова и свинца, но по мере того, как проблемы со свинцом для здоровья и окружающей среды стали вызывать более широкое беспокойство, была внедрена технология бессвинцовой пайки.В Европе директивы RoHS требовали, чтобы электронные платы не содержали свинца к 1 июля 2006 года. Однако даже до этого многие страны и компании переходили на бессвинцовую пайку, часто в результате давления на переработку.

Что такое припой

Неудивительно, что припой сам по себе лежит в основе пайки. Это материал, который плавится вокруг стыка и затвердевает, обеспечивая механическую жесткость и электрическую проводимость.

Есть много разных типов припоя.По сути, припой можно определить как плавкий (то есть он может плавиться и снова стать твердым) металлический сплав, используемый для создания прочной связи между двумя или более металлическими предметами.

Припой представляет собой металлический сплав, который имеет гораздо более низкую температуру плавления, чем основные составляющие, и, таким образом, его можно заставить плавиться при температурах, которые могут быть достигнуты относительно легко и без использования очень специализированного оборудования.

Припой

можно использовать во многих областях, но интересующий тип электрических соединений должен иметь высокую степень электропроводности.Также помогает, если он устойчив к коррозии, так как это означает, что соединения и их проводимость со временем ухудшатся.

Техника пайки

Существуют различные методы пайки в малых и больших объемах. Трудоемкие схемы не могут использоваться для крупномасштабного производства, где требуется высокая степень автоматизации для обеспечения требуемой производительности, тогда как мелкомасштабное производство для коммерческих предприятий, а также создание прототипов и строительство домов для любителей, студентов и т. Д. Требуют пайки. методы, которые не требуют крупномасштабных инвестиций и настройки, необходимой для массового производства.

Два основных подхода к пайке включают:

• Пайка в массовом производстве: В массовом производстве используются методы пайки, включая пайку волной, а теперь более распространенные методы, такие как инфракрасное оплавление, когда компоненты устанавливаются на плату, и все компоненты паяются одновременно.
• Мелкосерийное производство: Для мелкосерийного производства и домашнего строительства наиболее распространенным методом является ручная пайка с использованием паяльника и припоя.Чтобы сделать аккуратные и эффективные суставы, требуются определенные навыки, но этому можно довольно легко научиться. Этот тип пайки можно использовать для создания небольших проектов, пайки печатных плат, изготовления выводов и множества других приложений.
  

Инструмент для пайки

Очевидно, что главное требование для пайки – это сам паяльник. Есть несколько различных типов паяльника, которые можно купить, и фактический паяльник будет зависеть от множества факторов, включая его технические характеристики и стоимость.

Паяльники могут быть простыми утюгами, которые регулируют температуру за счет охлаждающего эффекта воздуха, или они могут иметь внутри термостаты для обеспечения контроля температуры. Наконец, на вершине диапазона находятся так называемые рабочие станции, которые состоят из блока питания и самого утюга. Они обеспечивают гораздо более высокую степень контроля температуры и установку температуры, которая будет использоваться.

Дополнительные инструменты для пайки

Кроме самого паяльника помогает множество других инструментов.Очевидно, такие предметы, как кусачки, плоскогубцы с тонкими носами и тому подобное. Существуют также другие инструменты, такие как «руки помощи», которые могут удерживать провод или компонент на месте, в то время как одна рука используется для паяльника, а другая – для пайки другого предмета. Держатели для печатных плат также очень полезны при сборке печатных плат. Компоненты можно вставить, а затем удерживать на месте, пока нижняя сторона припаяна.

Технология пайки – ключевой элемент электронной промышленности.Без пайки и пайки электронная промышленность выглядела бы иначе. Он обеспечивает уникальный и очень удобный метод соединения электронных компонентов друг с другом, а вместе с технологией электропроводки и печатных схем позволяет создавать схемы и надежно работать.

Другие строительные идеи и концепции:
Пайка Пайка компонентов SMT ESD – электростатический разряд Производство печатных плат Сборка печатной платы
Вернуться в меню «Строительные методы».. .

What The Flux: Как вообще работает припой?

Паяю давно и горжусь своими способностями. Не скажу, что я лучший паяльник, но я неплохо владею этим важным мастерским навыком – по крайней мере, для сквозной и «традиционной» пайки; У меня еще не было большой практики в SMD. Я уверен, что смогу сделать хорошее, прочное, стабильное соединение, которое будет электрически и механически исправным практически для любого провода или проводника.

Но, как и многие из нас, я изучил пайку как практический навык; соедините припой и утюг, наблюдайте за результатами, повторяйте то, что работает, и избегайте того, что не работает. Кажется, что добавление небольшой внутренней информации может помочь мне улучшить свои навыки, поэтому я начал изучать, что происходит механически и химически внутри паяного соединения.

Припой! = Металлический клей

Неудивительно, что, как и другие методы обработки металлов, пайка имеет строгое определение.Пайка – это соединение металлов путем плавления присадочного металла в стыке. В отличие от сварки плавится только присадочный металл – припой. Соединяемые металлы обычно имеют гораздо более высокую температуру плавления, чем припой. В этом отношении пайка аналогична пайке; даже несмотря на то, что присадочный металл при пайке плавится при гораздо более высокой температуре, чем припой, соединенные металлы все равно не плавятся.

Металлургические детали самого припоя можно было бы обсудить целиком и полностью, но для наших целей это довольно простая вещь.Припой – это просто сплав, который плавится при определенной температуре. В электронике королем припоев в течение многих лет был сплав, состоящий из 60% олова и 40% свинца. Новые правила, принятые в ответ на экологические проблемы, привели к разработке различных бессвинцовых сплавов, но, независимо от их состава, работа с припоем довольно проста. Припой должен плавиться при предсказуемой температуре и сохранять свои механические и электрические свойства при затвердевании. Другими словами, припой должен быть достаточно прочным, чтобы физически удерживать соединение вместе, не привнося в соединение каких-либо нежелательных электрических свойств.

Интерметаллическое соединение. Источник: Indium Corp

Однако припой должен делать больше, чем просто плавиться и затвердевать. Люди, кажется, думают о припое как о каком-то «металлическом клее» – нанесите его в жидком виде и дайте ему затвердеть, чтобы соединить соединение. Однако это только часть картины. Чтобы паяное соединение было электрически и механически прочным, припой должен смачивать соединяемые металлы. В контексте пайки смачивание – это процесс, при котором расплавленный припой частично растворяется в основном металле меди, образуя область, которая частично состоит из припоя и частично из меди.Это создает интерметаллическое соединение , и это ключ к пайке. В большинстве припоев расплавленное олово является основным растворителем, который растворяется в медной подложке и образует интерметаллическую связь, которая электрически и механически стабилизирует соединение.

Интерметаллические соединения необходимы для хорошего паяного соединения, но, как и многое другое, слишком много хорошего может быть плохим. Интерметаллиды имеют тенденцию быть хрупкими, поэтому, если интерметаллический слой слишком толстый, соединение может быть механически слабым.В интерметаллическом слое также могут быть пустоты, которые усугубляют механическую нестабильность.

Поддержание чистоты

Все мы знаем, что флюс имеет решающее значение для качества паяных соединений. Но что такое флюс и почему производители припоев утруждают себя тем, что вставляют его в сердцевину припоя?

Важность флюса обусловлена ​​его способностью бороться со смертельным врагом припоя: оксидами металлов. Оксиды металлов не подходят для паяных соединений – припой не будет должным образом смачивать соединение, когда есть покрытие из оксида металла.Флюсы предназначены для удаления оксидов металлов во время пайки соединения. Предварительная очистка металлов не режет их, к тому времени, как припой течет в атмосферу, кислород воздуха восстанавливает слой оксида металла в достаточной степени, чтобы испортить смачивание припоя.

Электронный припой обычно имеет флюс из канифоли. Канифоль – это натуральный продукт, полученный из сосны, в частности из сосны лоблоловой и длиннолистной для производства канифоли в США. Он имеет то преимущество, что он более или менее инертен при комнатной температуре, но имеет высокую кислотность в жидком состоянии и имеет температуру плавления немного ниже, чем у припоя.Таким образом, канифольный сердечник электронного припоя будет плавиться перед припоем, стекая в стык и вокруг него. Кислая жидкость вступает в реакцию с оксидами металлов, обнажая чистый металл для смачивания припоя. Кислый жидкий флюс превращает оксиды металлов в соли металлов и воду, которые обычно блокируются во флюсе, когда он затвердевает. Продукты реакции в этот момент обычно безвредны, но некоторые процессы все же требуют удаления использованного флюса.

Конечно, пайка – это гораздо больше, но это основные сведения о том, что происходит внутри этой капли припоя на конце вашего утюга.

Припой и паяльник | Encyclopedia.com

Припои

Принцип пайки

Техника пайки

Пайка и сварка

Ресурсы

Пайка – это процесс, при котором две части основного металла соединяются друг с другом с помощью присадочного сплава, который обычно имеют температуру плавления ниже 840 ° F (450 ° C). Инструмент, используемый для соединения этого типа, называется паяльником, а сплав, из которого выполнено соединение, – припоем.Полученное соединение, или соединение, не такое прочное, как основной металл, но все же обладает достаточной прочностью, проводимостью и другими желательными характеристиками, чтобы удовлетворить свои потребности. Пайка может использоваться как для механического, так и для электрического соединения. Примером первого случая является ситуация, когда сантехник использует водопроводный припой для соединения двух отрезков трубы друг с другом. Примером последнего случая является ситуация, когда рабочий подключает электрический провод к печатной плате.

Техника пайки известна мастерам на протяжении многих веков.Например, некоторые металлические изделия, обнаруженные на останках древнего Египта и Месопотамии, содержат свидетельства примитивных форм пайки. По мере того, как рабочие в позднем средневековье лучше познакомились со свойствами металлов, пайка стала рутинной техникой при работе с металлами различных видов.

Подавляющее большинство припоев представляют собой сплавы, содержащие олово, свинец, а иногда и один или несколько других металлов. Например, хорошо известный припой, известный как припой сантехников, состоит на 50% из свинца и на 50% из олова.Припой, используемый для соединения поверхностей, содержащих серебро, состоит из 62% олова, 36% свинца и 2% серебра. Кроме того, припой, плавящийся при необычно низких температурах, может состоять из 13% олова, 27% свинца, 10% кадмия и 50% висмута. Наиболее широко используемые припои для электрических соединений состоят на 60–63% из олова и на 37–40% из свинца.

Сплавы припоя доступны во многих формах, таких как проволока, стержень, фольга, кольца, сферы и паста. Выбор конкретного типа припоя зависит от типа соединения, которое необходимо сформировать.Припой из фольги, например, может быть вызван, когда формируемое соединение имеет определенную форму, которую можно штамповать или вырезать до фактического процесса пайки.

Сплав припоя, используемый для соединения слишком больших металлических частей, основных металлов, имеет температуру плавления ниже, чем у любого из основных металлов. Когда он помещается между двумя родителями, он медленно превращается из жидкости в твердое тело. Паяльник используется для расплавления припоя, после чего ему дают остыть.

В процессе затвердевания припой начинает образовывать новый сплав с каждым из основных металлов.Таким образом, когда припой окончательно остынет, соединение состоит из пяти сегментов: основного металла №1; новый сплав основного металла №1 и припой; сам припой; новый сплав основного металла №2 и продаваемый сплав; и основной металл №2.

Основная функция паяного перехода, конечно же, заключается в обеспечении соединения между двумя основными металлами. Однако стык не постоянный. Фактически, важной характеристикой паяного соединения является то, что его можно относительно легко разорвать.

Первым шагом в создании паяного соединения является нагрев припоя до его плавления. В самых примитивных паяльниках этот этап можно выполнить, просто нагревая металлический цилиндр. Затем цилиндр используется для плавления сплава, который прикрепляется к основным металлам. Однако большинство паяльников теперь нагреваются электрическим током, который предназначен для нанесения точно нужного количества припоя в точно правильное положение между двумя основными металлами.

Соединение двух основных металлов обычно труднее, чем можно было бы предположить из вышеприведенного описания, потому что большинство металлов окисляются при контакте с воздухом.Это означает, что перед началом пайки поверхности (то есть оксиды металлов, покрывающие их поверхности) двух основных металлов необходимо очистить. Кроме того, необходимо следить за тем, чтобы поверхности не окислялись повторно при высокой температуре, используемой при изготовлении припоя. Наиболее распространенный способ достижения этой цели – использование кислотного флюса в дополнение к самому припою. Кислотный флюс – это материал, который можно смешивать с припоем, но который плавится при температуре ниже точки плавления припоя.Поэтому в начале пайки флюс обеспечивает удаление любого нового оксида, образующегося на основных металлах.

КЛЮЧЕВЫЕ УСЛОВИЯ

Кислый – Обладает свойствами кислоты, одно из которых состоит в том, что она реагирует с оксидами металлов и нейтрализует их.

Сплав – смесь двух или более металлов со свойствами, отличными от металлов, из которых она изготовлена.

Flux – материал с низкой температурой плавления, используемый при пайке и других процессах, который помогает поддерживать чистоту поверхностей и способствует их соединению друг с другом.

Основной металл —Один из двух металлов, которые соединяются друг с другом во время пайки, пайки или сварки.

Пайка и сварка иногда описываются как специализированные формы пайки. Эти два метода также предполагают соединение двух металлов друг с другом, но каждый из них имеет несколько важных отличий от пайки. Вероятно, наиболее важным отличием является диапазон температур, в котором каждое из них имеет место. В то время как большинство форм пайки происходит при температурах в диапазоне от 356 ° F (180 ° C) до 590 ° F (310 ° C), пайка обычно происходит в диапазоне от 1022 ° F (550 ° C) до 2012 ° F. (1100 ° C) и сварка в диапазоне от 1832 ° F (1000 ° C) до 6332 ° F (3500 ° C).

Первым шагом как при пайке, так и при сварке является очистка двух соединяемых поверхностей. Затем при пайке в зазор между двумя поверхностями вставляется наполнитель и добавляется тепло либо одновременно, либо сразу после того, как наполнитель был помещен на место. Затем наполнитель плавится, образуя прочную связь между каждой из двух поверхностей. Наполнитель, используемый при пайке, похож на припой и выполняет ту же функцию, но плавится при более высокой температуре, чем припой.

В процессе сварки в зазор между двумя соединяемыми поверхностями добавляется тонкая полоска наполнителя, и в зазор подается горячее пламя.Наполнитель плавится, как и соединяемые друг с другом поверхности обоих металлов. В этом случае две металлические поверхности фактически соединяются вместе, а не только с самим наполнителем, как в случае пайки и пайки.

Большинство сплавов, используемых для пайки, содержат медь и цинк, часто с одним или несколькими другими металлами. Сам термин «пайка» происходит от того факта, что медь и цинк также являются основными компонентами сплава, известного как латунь.

См. Также Производство металлов.

КНИГИ

Cieslak, M.J., et al., Eds. Металловедение о соединении. Warrendale, PA: Minerals, Metals, and Materials Society, 1992.

Humpston, Giles. Принципы пайки . Парк материалов, Огайо: ASM International, 2004.

Либерман, Эли. Современные методы пайки и пайки. Трой, Мичиган: Деловые новости, 1988.

Манко, Ховард Х. Припои и пайка: материалы, конструкция, производство и анализ для надежного соединения .4-е изд. Нью-Йорк: McGraw-Hill, 2001.

Pecht, Michael G. Процессы и оборудование для пайки . Нью-Йорк: John Wiley & Sons, 1993.

Ран, Армин. Основы пайки . Нью-Йорк: John Wiley & Sons, 1993.

Систар, Джордж и Фредерик Диск. «Припои и припои». Энциклопедия химической технологии Кирка-Отмера . 5-е изд. Дополнение Хобокен, Нью-Джерси: Wiley-Interscience, 2004.

Trefil, James. Энциклопедия науки и техники .The Reference Works, Inc., 2001.

Дэвид Э. Ньютон

Процедуры пайки | Группа продуктов Harris

Пайка – это процесс соединения, при котором коалесценция достигается нагревом до температуры ниже 800 ° F с использованием цветного присадочного металла с температурой плавления ниже, чем у основного металла. Соединяемые металлы определяют используемые методы флюса, припоя и нагрева. Основные металлы выбираются по определенным свойствам, таким как электропроводность, вес и коррозионная стойкость.

Для получения надежного паяного соединения необходимо учитывать следующее:

• Конструкция соединения: они должны разрабатываться с учетом требований к припоям и их ограничений.
• Предварительная очистка: Поверхности необходимо тщательно очистить, чтобы припой смочил основной металл.
• Флюс: необходимо предусмотреть флюс для удаления следов поверхностной пленки или оксидов и предотвращения образования оксидов во время пайки.
• Для обеспечения надежного паяного соединения необходимо поддерживать правильные приспособления или выравнивание деталей.
• Нагрев основных металлов должен быть равномерным или даже для основных металлов, чтобы обеспечить хорошее проникновение присадочного сплава в шов. Если используется некоррозионный флюс, дальнейшая очистка не требуется. Использование агрессивного флюса требует удаления остатков флюса.

Основные этапы пайки

1. Шарнирный фитинг : зазор 0,005 дюйма подходит для большинства видов пайки. При пайке металлов с предварительно нанесенным покрытием зазор 0.001 “рекомендуется для максимальной механической прочности.
2. Типы очистки включают :
   • Механический – диск Scotch Brite, наждачная бумага
   • Химическая очистка с использованием кислот для удаления ржавчины, окалины или сульфидов. Чаще всего используются кислоты соляная и серная.
3. Нанесение флюса
   • Флюс должен удалять оксиды и препятствовать их реформингу.
   • Флюс должен допускать смещение припоем.
   • Флюс должен способствовать смачиванию поверхности припоем.
4. Нагревание : Равномерное или равномерное нагревание стыков имеет первостепенное значение для обеспечения прочного стыка.
   • Типы паяльного оборудования:
     1. Паяльники электрические
     2. Горелка для сантехников – пропановая низкотемпературная
     3. Пайка погружением – большая емкость с расплавленным припоем для пайки нескольких соединений
     4. Печное отопление – используется только в производстве, где другие методы нагрева нецелесообразны
5. Нанесение припоя происходит в два этапа :
   1. Смачивание металлических поверхностей
   2. Заполнение зазора между смачиваемыми поверхностями припоем

      В зависимости от условий применения каждый шаг может выполняться отдельно.Это позволяет легче контролировать условия.

6. Охлаждение шарнира :
   • Как можно скорее после пайки соединение можно охладить с помощью струи воды или воздуха. Медленное охлаждение может вызвать чрезмерное легирование, что приведет к хрупкому соединению.
7. Обработка остатков флюса :
   • Некоррозионные флюсы – это флюсы на канифольной основе, не требующие удаления.Коррозионные флюсы – это флюсы, содержащие хлорид цинка. Удаление необходимо для предотвращения коррозии.

В чем разница между электрическим припоем и медным водопроводным припоем?

Автор Майлз Будимир
Старший редактор, WTWH Media

Пайка электрической платы с помощью паяльника и электрического припоя.

Пайка – это метод, используемый для соединения двух отдельных металлов с использованием другого металла (или металлического сплава) с низкой температурой плавления.Источник тепла, такой как паяльник, повышает температуру соединяемых двух металлов. Когда припой соприкасается с нагретыми металлами, он плавится. Расплавленный припой растекается по металлам и быстро затвердевает, связывая их друг с другом.

Этот плавящийся металлический сплав, сам припой, бывает разных видов в зависимости от предполагаемого использования. Таким образом, припой для электротехники отличается от припоя, используемого, например, для медной сантехники. Исторически свинец был обычным компонентом припоя из-за его относительно низкой температуры плавления.Другие сопутствующие металлы, часто встречающиеся в припое, – это олово, медь и серебро.

Припой можно разделить на две категории; припои на основе свинца (обычно комбинация свинца и олова) и новые бессвинцовые припои, в которых олово используется вместе с другими металлами, такими как серебро, медь, висмут или сурьма.

Электрические припои имеют более низкую температуру плавления (около 360 ° F), в то время как припои, используемые в сантехнике, имеют более высокие температуры плавления, обычно значительно превышающие 400 ° F. Вот почему электрическая пайка может выполняться с помощью паяльника, в то время как в большинстве случаев пайки в сантехнике используется газовая горелка для нагрева металлов.Электрические припои, как правило, имеют меньшую толщину, что означает, что они плавятся быстрее, в отличие от водопроводных припоев, которые обычно имеют большую толщину и для плавления требуется больше тепла.

В водопроводах существует еще одно различие в том, используются ли трубы для канализации или для питьевой воды. Для первых приемлем припой на основе свинца. Тем не менее, большинство местных норм и правил требуют использования бессвинцового припоя для всех соединений водопровода с питьевой водой.

Возможно, ключевое различие между электрическим припоем и водопроводным припоем заключается в типе флюса, используемого в каждой области применения.Флюс используется для очистки соединяемых металлов, удаления окислов и предотвращения их образования. Флюс также способствует смачиванию, помогая припою течь и легче сцепляться с металлами.

Обычно электрический припой содержит канифольный сердечник; В припое для сантехники используется флюс на кислотной основе. Поэтому не рекомендуется использовать водопроводный припой для электрических соединений, потому что кислота во флюсе может повредить проводку и привести к сбою соединения.