Схемы для паяния: Простые схемы для начинающих радиолюбителей

часто пытаются увести вас от создания «пятнистых» паяных соединений с избытком припоя, но для этого явно нет веских причин. Если немного припоя – это хорошо, безусловно, больше – лучше!

Некоторые из пятен паяных соединений (например, в нижнем левом углу) имеют форму луковиц, выросших над выводами интегральной схемы, что делает невозможным увидеть, как (или даже если) соединение действительно контактирует с печатной платой. Другие – например, гигантская, бросающая вызов гравитации обратная серебряная капля в центре – кажется, парит в воздухе над печатной платой, ловко избегая контакта с металлическим сквозным отверстием на печатной плате.

Сохранение длинных выводов компонентов и использование конструкции припоя в виде капли также может помочь вам защитить вашу интеллектуальную собственность, скрывая конструкцию вашей схемы от посторонних глаз. На расстоянии вдоль левого края этой печатной платы вы можете видеть восемь светодиодов, соединенных проводом … или есть? Сложив два контакта для данного светодиода под одной каплей припоя, никто никогда не будет уверен! (Также стоит отметить: этот метод может иметь некоторые побочные эффекты на функциональность этих светодиодов.)

Самое нижнее паяное соединение на этой печатной плате – это место, где провода питания и заземления (красный и черный) присоединяются к держателю батареи. Обратите внимание, что эти два провода были спаяны вместе. «Замыкание» питания и заземления вместе таким образом – классический метод защиты цепи от повреждения из-за нежелательной зарядки или статического разряда. (Обратите внимание, однако, что если аккумулятор включен, а его провода закорочены таким образом, сама батарея также быстро разрядится, станет очень горячей и, возможно, даже взорвется.)

Вот еще один связанный метод: если вы спаяете вместе несколько контактов вашего микроконтроллера, вы можете подключиться ко всем этим контактам одновременно, гарантируя, что ни один контакт не выходит за пределы линии, и что все контакты будут работать вместе в идеальной цифровой гармонии. .

Есть ли другие любимые примеры «новых» методов пайки? Дайте нам знать в комментариях или в группе на flickr, и мы когда-нибудь проведем еще один обзор!

Мы хотели бы искренне поблагодарить людей, которые любезно предоставили нам разрешение на использование их фотографий, а также тех, кто предоставил нам доступ к своим доскам для фотографий.

Как добиться идеальной пайки печатной платы

Идеальная пайка печатной платы – это просто! Это тоже очень редко. Чем можно объяснить это противоречие? Если безупречная пайка – это просто, почему так много доработок и переделок? Ответ, конечно же, таков, что это легко, если вы знаете, как это сделать. И большая часть того, что нам сказали «эксперты» по пайке, неверна. Свод правил пайки «отраслевых стандартов» гарантирует отказы и высокие затраты.

Удивительно, но хотя пайка печатных плат является основным процессом сборки электроники, мало кто знает, как паять надежно.Часто они действительно умеют скрывать дефекты, но это совершенно другое и неприемлемое умение. Визуально приемлемые соединения не обязательно являются надежными.

Очень много времени и денег, которые промышленность по сборке электроники тратит на обучение и сертификацию, в значительной степени является пустой тратой ресурсов. Никто никогда не научился идеальной пайке, пройдя обучение по «отраслевым стандартам».

В этой и следующих статьях мы расскажем, почему надежность пайки печатной платы настолько мала, как мы дошли до этого, и о необходимых корректирующих действиях.

Вот проблема: обучение фокусируется на желаемом внешнем виде припоя, а не на том, как достигается соединение. А за «приемлемым» внешним видом могут скрываться сбои в ожидании. То, как было выполнено соединение, определяет не только надежность самого паяного соединения, но и то, было ли нанесено катастрофическое повреждение паяемому компоненту.
При температуре паяльника припой будет прилипать к оксидам и загрязнениям, создавая визуально приемлемое соединение.Однако в соединении отсутствует интерметаллическая связь, а высокая температура разрушает связи внутри компонентов. Измененные связи изменяют электрические параметры и сокращают срок службы компонентов. Всего за несколько секунд неправильного применения паяльник может сократить срок службы компонентов на десятки лет.

Но поскольку соединение выглядит приемлемым, а повреждение компонентов не видно, поистине плачевное состояние современной пайки в значительной степени не распознается.

Электроника не всегда состояла из твердотельных компонентов.За десятилетия до появления таких устройств, как транзисторы и микропроцессоры, электронные лампы представляли собой современное состояние. Электрические соединения производились припаиванием проводов к ушкам розеток, в которые вставлялись трубки. Некоторые провода и наконечники были довольно большими и поглощали значительное количество тепла. Между тем паяльники не очень эффективно превращали электричество в тепло. Таким образом, тепловая проблема при пайке печатных плат заключалась в том, как предотвратить замерзание припоя до того, как он завершит свое течение.Поэтому были разработаны методы, позволяющие максимально увеличить количество тепла. (В защите трубок от тепла не было необходимости. Трубки вставляли в патроны только после пайки. Они никогда не подвергались воздействию тепла при пайке.)

Появление твердотельных компонентов означало, что впервые припой был нанесен непосредственно на компонент, а не на провода и гнезда. Другими словами, компоненты подвергались тепловой пайке. И это имело серьезные последствия для надежности, поскольку нагрев ухудшал электрические свойства компонентов.

Чтобы предотвратить тепловое повреждение во время пайки, к выводам рядом с корпусом компонента были прикреплены металлические зажимы. Тепло текло от паяльника к компоненту, но поглощалось зажимами, прежде чем достигло корпуса компонента. Зажимы назывались «радиаторами», и они обеспечивали абсолютную защиту от теплового повреждения.

Каждая рабочая инструкция с момента зарождения твердотельной электроники призывала к использованию радиаторов. (См., Например, J-STD-001G, раздел 4.6.) А вот радиаторами никто не пользуется! Как они могут? Отведения (если они вообще есть) слишком малы. Нет места для радиатора. Но все учебные программы по-прежнему говорят студентам применять тепло, как в 1960 году!

Становится хуже. В те годы, когда писались процедуры пайки, почти все выводы компонентов имели покрытие из олова или олова / свинца. Эти поверхности расплавлялись во время «пайки», и расплавленный припой просто тек вместе с расплавленным поверхностным металлом.Оксиды, будучи легче чистого металла, плавают поверх жидких металлов, где они контактируют с флюсом (также легче металла), и удаляются. Выполнить соединения путем смешивания расплавленных металлов довольно просто, но это не пайка. (Термин «оплавление» использовался часто и правильно.) Пайка – это процесс создания интерметаллической связи с металлическими поверхностями, которые не плавятся. (Они не «оплавляются».) И это требует дополнительных этапов обработки, которые не требуются для смешивания расплавленных металлов. (К сожалению, «оплавление» по-прежнему широко используется, хотя уже и не является точным.)

Разница между пайкой и оплавлением (простое смешивание расплавленных металлов) приобрела большое значение, когда Европа запретила использование свинца в электронике. Переход к миру без свинца был сосредоточен на новых сплавах. Однако, за исключением нескольких причуд, новые припои не представляют серьезных проблем. Бессвинцовый припой менее прощает дефектный процесс, чем традиционный сплав олова / свинца, но работает достаточно хорошо при правильно контролируемом процессе. (Поскольку процессы пайки печатных плат в большинстве компаний были дефектными, переход на новые сплавы сопровождался трудностями, которые были ошибочно связаны с припоем, а не с процессом.)

Более серьезная проблема связана с новыми свинцовыми покрытиями. Олово / свинец, конечно, исчезло. Но из-за усов олова выводы все меньшего и меньшего числа компонентов (особенно деталей с несколькими выводами для поверхностного монтажа) имеют оловянные поверхности. Эти новые поверхности не плавятся при температуре пайки. Другими словами, их нужно спаять. Но наша отрасль слишком часто придерживается ограниченных шагов, которые работают только для перекомпоновки. А самые распространенные обучение и сертификация просто гарантируют дефекты и сбои.

Реальность такова, что пайка – это наука, в основном химия, но также много металлургии и физики. Однако люди, написавшие свод правил, не подходили к нему таким образом. Они действовали на основе наблюдений, не понимая, что критические основы науки не очевидны. Если они получали результаты, которые казались правильными, то это то, что они институционализировали. Если нам нужен продукт, который работает и эффективность, которые делают возможной прибыльность, все должно измениться.

Интересно, что надежность обратно пропорциональна количеству операций. Самые надежные продукты производятся максимально эффективно. В нашей отрасли есть худшее из обоих миров – чрезмерная стоимость и слишком много неудач.

Я только что сказал, что идеальная пайка – это просто. Но легкость не означает, что нужно просто хлопать расплавленным металлом по деталям и ожидать, что все будет хорошо. Успешная пайка требует знаний и дисциплины. И все начинается с паяемости.

Паяемость – относительно недавняя проблема в пайке электроники. До недавнего времени большинство выводов компонентов покрывали оловом или оловом / свинцом. Пайка – это процесс, который создает интерметаллические связи с металлическими поверхностями, которые не плавятся во время нанесения соединительного материала (припоя). Однако олово и олово / свинец плавятся при температурах пайки печатной платы, и припой просто смешивается с расплавленным покрытием. Это не пайка; это «оплавление», и оно очень простое по сравнению с настоящей пайкой.

При оплавлении нет необходимости удалять оксиды перед нанесением припоя; оксиды, будучи легче чистого металла, плавают при сочетании жидкого гальванического металла и жидкого припоя. Флюс, который также легче жидкого металла, также плавает на расплавленном металле, где он может легко контактировать с оксидами и разрушать их. При оплавлении флюс просто делает окончательное соединение блестящим и косметически приятным.

Большинство представлений о пайке возникло в эпоху оплавления.Одно из таких убеждений, которое сегодня имеет катастрофические последствия, гласит, что жидкий флюс не следует использовать во время ручной пайки. Считается, что флюса, содержащегося в проволочном припое, достаточно для выполнения этой работы. Хотя это может быть верно и для оплавления, использование только флюса в припое приводит к неполному смачиванию во время пайки.

Запрет на использование свинца в электронике коренным образом изменил наш бизнес за счет отказа от поверхностей компонентов из олова / свинца.Между тем, лужение становится все более редкостью из-за опасений по поводу усов олова с чистым оловом. Риск короткого замыкания в виде усов вполне реален для деталей с несколькими выводами для поверхностного монтажа, таких как I.C.s.

Поверхности новых компонентов не изготовлены из олова или олова / свинца; это металлы с более высокими температурами плавления, которые не оплавляются во время нанесения припоя. Другими словами, это металлы, которые спаяны, а не оплавлены. И перед нанесением припоя поверхности должны быть тщательно раскислены.Этого не произойдет, если флюс содержится в проволочном припое; флюс в припое не может высвободиться, пока припой не расплавится. Расплавленный припой образует барьер между флюсом и поверхностным металлом, предотвращая полное раскисление и вызывая неполное смачивание.

Единственный способ гарантировать, что флюс достигнет поверхностных оксидов до того, как припой расплавится, – это сначала нанести жидкий флюс. И требуется больше, чем просто следовое количество флюса.Флюсовая кислота (та часть, которая удаляет оксиды) нейтрализуется в ходе химической реакции раскисления. Незначительные количества флюса будут нейтрализованы до того, как деталь будет полностью раскислена. В пайке флюс больше, чем у нашего друга – он незаменим . Тем не менее, каждые несколько дней отраслевые «эксперты» пишут жесткие инструкции о том, что использование жидкого флюса – это грех. Существует даже широко используемый видеоролик «Семь грехов ручной пайки», в котором говорится: «Лучший способ уменьшить использование чрезмерного флюса – это использовать только флюс, содержащийся в припойной проволоке.(Видео продается торговой ассоциацией, которая издает такие стандарты, как J-STD-001 и A-610. Им действительно следует знать лучше.)

К сожалению, флюсный бизнес – это гораздо больше, чем случайный выбор готового флюса. В следующий раз мы рассмотрим науку о выборе флюса.

Основные правила пайки – подходы, которые во многих случаях продолжают использоваться сегодня – возникли около 70 лет назад.Современные электронные компоненты тогда состояли из электронных ламп. Пайка использовалась для подключения проводов к ушкам на гнездах, в которые вставлялись трубки после пайки. Вся пайка производилась вручную.

Провода и наконечники не могут быть повреждены из-за перегрева, а чувствительные компоненты – трубки – появляются на изображении только после завершения пайки. Однако возникла и другая проблема с нагревом: некоторые провода и наконечники были довольно большими, а способность утюгов превращать электричество в тепло была в лучшем случае посредственной.Взятые вместе – большие куски металла и неэффективное железо – поддержание температуры материалов, достаточных для плавления и растекания припоя, представляло собой серьезную проблему. Во избежание замерзания припоя при обучении основное внимание уделялось тому, чтобы детали были очень и очень горячими перед нанесением припоя. (Термин «холодный припой» возник тогда и был уместен. Как я расскажу в следующий раз, «холодный припой» почти не существует в современной электронике, но часто, хотя и ошибочно, обнаруживается в качестве диагностики проблем смачивания.)

Появление твердотельных компонентов (в первую очередь, свинцовых резисторов и конденсаторов) означало, что активные элементы схемы подвергались воздействию тепла паяльника. Эпидемия отказов компонентов последовала до тех пор, пока не была признана термочувствительная природа этих новых компонентов. Решением стало использование металлических зажимов («радиаторов») для защиты компонента. Зажимы крепились к выводу рядом с корпусом детали. Тепло текло от утюга к телу, но поглощалось («погружалось») зажимом.Количество отказов компонентов резко сократилось.

(Надежность также повысилась благодаря машинной пайке, которая в то время полностью выполнялась волной. Волновая пайка и, в последнее время, поверхностный монтаж оплавлением подвергают компоненты гораздо более низким пиковым температурам. Тепловые повреждения – это в первую очередь проблема ручной пайки.)

Радиаторы обеспечивают абсолютную защиту от теплового повреждения, но могут использоваться только с компонентами, у которых есть достаточно большие провода, чтобы можно было разместить зажимы.Выводы большинства компонентов для поверхностного монтажа (даже если компоненты имеют выводы, что уже не всегда так) не соответствуют этому описанию. Использовать зажимы сейчас просто непрактично. И не было по крайней мере 25 лет.

Одна из печальных реалий «отраслевых стандартов» – это инерция: как только практика внедрена, изменения происходят ледяными темпами (если вообще происходят). Следовательно, мы находим следующие требования из J-STD-001G:

“ 4.6 Тепловая защита При ручной пайке, лужении или доработке компонента, определенного как термочувствительный, должны быть приняты защитные меры [D1D2D3] для минимизации нагрева компонента или предотвращения теплового удара, e.г., радиатор, тепловой шунт, предпусковой подогрев. Защита может быть обеспечена посредством контролируемого процесса нагрева ».

Несоблюдение требования является дефектом для всех классов продукции. А поскольку они не имеют ни малейшего представления о том, как удовлетворить требования, практически каждая электронная компания выпускает бракованный продукт. Тем не менее, похоже, никого не волнует .

Тепловое повреждение компонентов скрыто и, как говорится, «вне поля зрения, вне поля зрения».«Статическое повреждение также происходит внутри компонентов, но оно не более заметно, чем тепловое повреждение. Тем не менее, ни один респектабельный завод по производству электроники не стал бы работать без строгих мер по предотвращению электростатического разряда. В чем разница? Вероятно, это результат рыночных сил. Антистатичность требует использования как твердых инструментов, так и одноразовых материалов, сумма которых составляет огромные суммы на мировом промышленном уровне. Большой доход поддерживает большие рекламные бюджеты, что, в свою очередь, вызывает всеобщее признание того, что статика представляет собой серьезную угрозу надежности.То же касается и влажности.

Предотвращение тепловых повреждений не требует закупки материалов. Поскольку нет большого долларового рынка, нет и рекламного бюджета. Следовательно, есть ограниченное признание.

Да, я преувеличил отсутствие заботы о перегреве компонентов. Некоторые компании настолько озабочены нагревом, что тратят большие деньги на паяльники, поддерживающие постоянную температуру. Некоторые компании заходят так далеко, что отслеживают температуру железа и, если возможно, проводят повторную калибровку, если отклонение от заданного значения начинает вызывать беспокойство.И все они зря тратят деньги. Утюги с постоянной температурой причинят такой же ущерб, как и менее точные инструменты. Тепло не зависит от температуры утюга; это о том, как железо и припой используются вместе.

В 1980-х годах я провел несколько семинаров по пайке для инженеров в Центре стандартов пайки военно-морского оружия в Чайна-Лейк, Калифорния.

«Как предотвратить тепловые повреждения?» Я спросил у директора (легендарного представителя отраслевых стандартов, который обладал высшей властью в отношении всех требований Министерства обороны США к пайке).«Паяй быстро», – сказал он. «А насколько быстро это достаточно быстро?» Я ответил. Мгновенно он объявил: «Три секунды». Я был ошеломлен отсутствием науки за этим замечанием. «Иногда три секунды может быть достаточно», – согласился я. «Но не будет ли это иногда слишком долго, а иногда недостаточно?»

На следующем занятии я продемонстрировал технику, которая гарантирует, что температура компонентов останется близкой к температуре плавления припоя. «Я согласен, что то, что вы показываете, работает», – сказал мне директор.«Но вы ожидаете, что я скажу Адмиралтейству, что мы делаем это неправильно?» Я так и не вернулся. И более 30 лет спустя хранители стандартов продолжают продвигать неправильные методы.

Контроль нагрева с помощью простого утюга прост и абсолютен. Я преподаю эту технику на семинарах «Наука пайки» , таких как предстоящий в мае класс открытой регистрации в Sierra Circuits. И, к сведению, это не связано с «быстрой» пайкой.

Джим Смит
EMSciences
www.emsciences.com

СКАЧАТЬ НАШ СПРАВОЧНИК DFM:

Лучший припой для печатной платы

Из-за того, что на рынке представлено множество типов припоя, выбор подходящего может вызвать затруднения. Пока вы ищете припой, убедитесь, что вы точно знаете, как его использовать и какую работу собираетесь выполнять. Так как же выбрать лучший припой для вашей печатной платы?

WellPCB осознает важность наличия припоя, подходящего для различных температурных диапазонов и областей применения.Выберите лучший припой для печатных плат, и вы получите необходимые электрические соединения. Но как выбрать? Пойдемте со мной, чтобы прочитать эту статью!

1. Что такое припой?

Припой – это металлический сплав, который представляет собой плавкий металл, изготовленный из сплава, используемого для создания прочных и долговечных соединений на печатных платах. Чтобы определить лучший припой для печатных плат, нужно понять, что это такое и как лучше всего его использовать.

Тип припоя, используемого в электрическом соединении, содержит различные материалы, наиболее распространенный из которых состоит из 60% олова и 40% свинца, отсюда и название припоя 60/40.Есть два преобладающих типа припоя.

• Припой на основе свинца

• Бессвинцовый припой

Далее мы более подробно рассмотрим припой, используемый для платы, и его отличия.

2. Категория лучших припоев для плат

Три важных категории припоев, подходящих для вашей печатной платы:

• Припои на основе свинца
• Припои без свинца
• Припои из серебряных сплавов

Определяющей разницей между ними является температура плавления, исходя из этой разницы и вида выполняемой работы, выберите тот, который вам нравится.

2.1 Свинцовый припой

Припой из свинцового сплава уже давно является отраслевым стандартом. Он содержит смесь олова и свинца в процентном соотношении 60/40. Температура плавления этого соединения составляет 180-190 градусов по Цельсию.

Олово в этой смеси сплавов предназначено для снижения температуры плавления, поскольку печатные платы чувствительны к высоким температурам.

Свинец ядовит при длительном вдыхании, поэтому Европейский Союз рекомендует вам подумать об альтернативах припоям на основе свинца.Это припой без свинца. Некоторые органы по стандартизации требуют, чтобы мы использовали бессвинцовый припой из-за опасности, которую представляет свинец. Однако бессвинцовый припой имеет более высокую температуру плавления, и с ним трудно работать, но он намного лучше, если учесть проблемы со здоровьем, связанные с отравлением свинцом.

Считается, что он образует более прочные соединения по сравнению с припоем на основе свинца, потому что, естественно, олово прочное и твердое. Олово необходимо около 380 градусов Цельсия, чтобы расплавиться, и может потребоваться несколько секунд, чтобы остыть, оставляя блестящие и чистые паяные соединения.

Неправильное обращение со свинцом при пайке может привести к его воздействию паров свинца. Некоторые из возможных последствий для здоровья – это репродуктивные проблемы, проблемы с пищеварением, мышечные боли, боли в суставах и проблемы с концентрацией внимания. Все эти риски для здоровья возникают в результате проглатывания или вдыхания.

2.2 Припои из сплава серебра

Припой из серебряного сплава может представлять собой комбинацию свинца или вообще не содержать свинца. Серебро было добавлено в сплав, чтобы предотвратить миграцию серебра, которая имеет место при пайке посеребренных компонентов.

Когда вы используете припой из серебряного сплава, он выщелачивает стык, делая его хрупким и слабым. Обычный сплав свинца с серебром содержит 2% серебра, 62% олова и 36% свинца. Смесь ограничит эффект миграции серебра с лучшими общими свойствами, чем припой из свинцового сплава, что привело к увеличению ее стоимости.

Так как же выбрать припой для своей платы? На какие факторы стоит обратить внимание? Тогда, пожалуйста, продолжайте читать.

3. Что следует учитывать при пайке печатных плат

На рынке представлены различные виды паяльников для различных видов пайки.Некоторые утюги выделяют сильное тепло и обеспечивают быстрое расплавление соединений в месте пайки. Вот некоторые вещи, которые следует учитывать при выборе лучшего припоя для печатных плат.

3.1 Размер провода

Паяльные провода доступны в различных размерах, также известных как калибры. Диаметр варьируется от дюймов до миллиметров. Размер проволоки зависит от выполняемой работы; поэтому лучше, если у вас могут быть как большие, так и маленькие подводящие провода, тем лучше.

3.2 Флюс

Flux способствует растеканию припоя и его прилипанию к поверхности. Он имеет слабую кислотность и удаляет любые окисления с поверхности доски. Большинство этих проволок продается с канифольным флюсом, который находится в центре проволоки.

Flux очищает область пайки, облегчая прохождение припоя и, следовательно, идеальное паяное соединение. Флюс изменяет поверхностное натяжение, поскольку увеличивает адгезионные свойства в паяном соединении.

Flux доступен в трех различных формах:

• Водорастворимый
• На основе канифоли
• Без очистки

Вы можете минимизировать количество припоя, используя водорастворимый флюс для схем, что делает очистку простым и понятным процессом.

Флюсовой проволоки с сердечником из канифоли должно быть достаточно, но, тем не менее, полезно иметь отдельный флюс. Вам нужно только добавить немного флюса на поверхность точки пайки, это полезно, потому что оставлять его поверх паяльника.

3,3 Со свинцом или без свинца

Споры о том, какой припой использовать на печатных платах, потому что дискуссия о том, использовать ли припой свинец или бессвинцовый припой, все еще продолжается. Несмотря на дебаты, основанные на вопросах окружающей среды и здоровья, некоторые люди, кажется, используют их вообще без каких-либо проблем.

Вот некоторые из проблем, связанных с использованием припоев на основе свинца:

Методика: припои из оловянных сплавов требуют правильной техники для получения наилучших результатов. С той же процедурой вы все равно получите хорошие результаты.

Оснащение:

Неправильное использование жала паяльника имеет большое значение, потому что это касается регулирования температуры.

Качество материалов: Независимо от характера используемых материалов, убедитесь, что при использовании припоя никто не пострадает.Иногда это может быть припой, но качество могло быть получено из переработанных материалов, которые были использованы. В таких обстоятельствах проблемы могут быть вызваны не сплавом, а примесями из материалов.

Если вы занимаетесь пайкой уже довольно давно, вы, должно быть, осознали, что бессвинцовые припои имеют отличную репутацию на рынке. Для новичков и тех, кто использует более дешевый паяльник, чем оловянно-свинцовые припои 60/40 или 63/37. Поэтому лучший совет относительно типа припоя для использования в качестве лучшей печатной платы – это любой припой, не содержащий свинца и с гибким полимерным сердечником.

Если вы решите проверить через веб-сайт производителя, поищите техническое описание, содержащее все детали стандартного припоя, где было проведено тестирование, чтобы доказать, что выбранный вами припой является рекомендуемым припоем для вашего типа печатной платы.

Вы можете принять окончательное решение о типе лучшего припоя для вашей печатной платы, которое может зависеть от того, содержит ли сплав свинец в каком-либо составе. Помните, что вам нужна техника пайки.

У вас может возникнуть соблазн выбросить некоторые свинцовые компоненты из-за опасений, что они представляют опасность для окружающей среды.Выброс электронных отходов может не решить насущную проблему; однако переход на компоненты для бессвинцовой пайки может быть самым безопасным вариантом.

Теперь мы знаем, на что обращать внимание при выборе припоя. Далее давайте посмотрим, как правильно выбрать припой.

4. Советы по выбору правильного припоя

Выбор подходящего припоя является сложной задачей для большинства новичков, а в некоторой степени и для опытных пользователей. Давайте поделимся некоторыми идеями, которые сделают процесс менее утомительным, чтобы вы могли сделать осознанный выбор.Посмотрите на следующие идеи:

4,1 Диаметр

Вы должны знать размер необходимого диаметра, прежде чем приступить к работе на столе. Припой малого диаметра подходит для небольшого количества припоя и очень удобен для пайки схем поверхностного монтажа.

Для более крупных компонентов, таких как разъемы, используется более длинный припой, чтобы добраться до точной точки соединения. Большой размер также увеличивает риск для близлежащих цепей и перегрева некоторых компонентов платы.

4.2 Срок годности

действительно истекает, и согласно отраслевым рекомендациям его следует использовать в течение трех лет с даты изготовления. Срок годности указан на паяльной пасте. Через некоторое время на поверхности припоя может произойти окисление, что сделает его менее эффективным.

После окисления не будет плавного течения, и пайка соединения станет слишком сложной. Срок годности паяльной пасты – шесть месяцев. Вы можете продлить срок хранения пасты, охладив ее, и она может служить вам более одного года.Вы должны убедиться, что паяльную пасту нельзя хранить в том же холодильнике, который используется для хранения продуктов.

Заключение

Мы ожидаем, что информация, представленная в этой статье, даст обзор припоев, доступных на рынке. Вы также читали о том, как сложно выбрать лучший припой для печатной платы. Прочитав статью до этого момента, вы можете быть уверены, что выбрать лучший припой для электромонтажных работ не так сложно, как считалось ранее.

WellPCB предоставляет вам лучший сервис для удовлетворения потребностей клиентов. Нам нужно выбрать наиболее подходящий припой для вашей платы и быть уверенным, что вы получите хорошие электрические соединения и соединение, которое прослужит много лет. Каждый товар должен быть протестирован и квалифицирован, а каждая деталь строго проверена. Если вам нужна печатная плата в сборе, свяжитесь с нами; Мы будем рады Вам помочь.

9 способов выбрать лучший припой для печатных плат

Вы ищете лучший припой для печатных плат? Это относится к легкоплавкому сплаву, который вы используете для соединения металлических деталей.Припои можно найти в различных отраслях промышленности. Припои находят применение в самых разных областях – от ювелирных изделий, сантехники до электроприборов и производства.

Естественно, припой для печатной платы отличается от припоя, используемого в унитазе. Сварные швы, используемые в сантехнике, состоят из различных сплавов. Эти сплавы, разработанные специально для влажных и влажных условий, могут противостоять этим условиям.

Во всех этих областях основная функция припоя остается неизменной. Для нагрева, плавления, а затем самоотверждения для соединения металлических компонентов.

Сегодня мы даем вам девять советов, которые помогут выбрать лучший припой для печатных плат.

(лучший припой для печатных плат)

1. Свинец или бессвинцовые припои?

Существуют сотни вариантов и комбинаций припоя. Это могут быть проволоки разных размеров, сплавов и типов флюсов. Эти факторы могут существенно повлиять на качество пайки.

Припой в цепи подобен соединительной ткани.Это клей, который приклеивает компоненты к основанию. Припои также обеспечивают столь необходимую целостность печатной платы.

В течение многих лет свинцовые припои использовались в электронной промышленности.

Однако свинец вызывает множество проблем со здоровьем и окружающей средой. Эти проблемы привели к появлению бессвинцовых припоев.

Свинцовые припои состоят из смеси свинца и олова. Свинцовые припои нагреваются при гораздо более низкой температуре, чем бессвинцовые припои. За счет этого уменьшается тепловая опасность для компонента.Следовательно, бессвинцовые припои также потребляют меньше энергии и времени. Кроме того, припой становится более блестящим по сравнению с бессвинцовым припоем.

Припои на основе свинца дешевле бессвинцовых. Однако расстояние между припоем на основе свинца и припоем без свинца постоянно сокращается. Таким образом, можно также использовать бессвинцовый припой для защиты окружающей среды.

На данный момент наиболее распространенным типом припоя является припой на основе канифоли, не содержащей свинца. Обычно он состоит из сплава олова или меди.Но из-за проблем с окружающей средой и здоровьем он начал терять популярность.

（Alt – Электронная плата）

2. На основе химического состава припоя

На рынке доступны различные виды припоев. К ним также относятся такие вещества, как серебро и висмут. Использование этих материалов позволяет персонализировать припой в соответствии с вашими требованиями.

Есть только три основные категории припоев, до которых можно сузить область поиска.

● Свинцовые припои долгое время использовались в электронной промышленности. У них температура плавления около 180-190 ° C. Наиболее часто встречающаяся смесь – это смесь 60/40 (олово / свинец). Олово помогает поддерживать более низкую температуру плавления. С другой стороны, свинец подавляет рост усов олова. Лучшая концентрация олова также обеспечивает лучшую прочность на сдвиг и растяжение.

● Бессвинцовые припои стали набирать популярность. Основная причина заключается в том, что ЕС ограничил использование свинца в электронике.В таких странах, как США, производители получают налоговые льготы за использование бессвинцовых припоев. Однако бессвинцовые припои могут иногда вызывать образование усов олова. Однако использование конформных покрытий может контролировать эти усы олова. Другой альтернативой является использование в качестве слоев таких веществ, как никель и серебро.

● Припой для сердечника из флюса, продаваемый в виде одной катушки, состоит из восстановителя в сердечнике. В процессе пайки флюс высвобождается. Этот флюс уменьшает металл в точке контакта, что приводит к более чистому и аккуратному соединению.В электронике канифоль обычно представляет собой флюс.

（Alt – химический состав припоя）

3. Стоимость припоев

Припои на свинцовой основе дешевле бессвинцовых припоев. Однако для получения желаемых свойств можно использовать серебро, висмут и другие соединения. Припои с серебряным покрытием дороги, но обладают большей прочностью, чем олово. Припои на основе висмута также дороги. В первую очередь это связано с их способностью работать при низких температурах.

4. Каким должен быть правильный размер?

Паяльные проволоки с припоем большего диаметра (0,062) идеально подходят для пайки более крупных соединений. Однако это может затруднить пайку небольших стыков. Поэтому перед покупкой важно определить размер стыка. Однако лучшим припоем для печатных плат может быть припой диаметром примерно 0,711 мм. Ширина этого провода идеально подходит для печатных плат.

(Пайка электронной платы)

5.Припой по вашему проекту

● Когда следует выбирать припой на основе свинца

В отношении припоев на основе свинца все еще существует много предположений. Исследователи все еще анализируют их влияние на здоровье и окружающую среду. С учетом сказанного, идеальные сварные швы для аэрокосмической или медицинской электроники – это свинец. Недостаточно доказательств, подтверждающих использование бессвинцовых припоев в критических приложениях. Поэтому в аэрокосмической и медицинской промышленности по сей день используются свинцовые припои.

● Бессвинцовый припой

В последнее время бессвинцовые припои заменили обычные припои на основе свинца. Эти бессвинцовые припои идеально подходят для использования в электронике. Дополнительным преимуществом является то, что они не наносят вреда здоровью или окружающей среде.

● Любительское приложение

Бессвинцовые припои могут быть дорогими. Таким образом, можно выбрать стандартную сварку Sn60Pb40 для любительского и любительского использования.

(альтернативный вариант – паяльная плата)

6.Как выбрать припой для вашего электронного продукта?

Еще один фактор, о котором следует помнить, – это природа электронных продуктов и их атрибуты. Использование разнородных металлов может вызвать коррозию.

Идеальный припой состоит из определенной смеси элементов, которые дают желаемые результаты. Например, свинцовый припой плавится в определенном диапазоне от 180 ° C до 190 ° C.

Однако эвтектическая смесь Sn63Pb37 плавится точно при 183 ° C.

70Pb30 хорошо работает с золотыми контактами (меньше выщелачивания золота).70Pb30 также обеспечивает высокую устойчивость к усталости при термоциклировании.

Таким образом, вы можете выбрать индивидуальный припой в зависимости от желаемых свойств. При выборе учитывайте такие факторы, как термическое сопротивление, коррозионная стойкость.

（Электронные печатные платы с различными припоями）

7. Какой диаметр припоя вам подходит?

Номер калибра определяет диаметр припоя.Номер калибра – это единица измерения толщины металлических листов и проволоки. Для любителей и любителей хорошо подойдут номера шкалы 18, 20 и 21. Диаметр этих чисел составляет 1,22, 0,914 и 0,813 мм соответственно. Пребывание в этом диапазоне – хорошая идея для любителей и новичков. Использование проволоки такого диаметра снижает потери припоя.

● Для пластикового двухрядного блока (PDIP) с шагом контактов 0,1 дюйма идеальным вариантом является калибр 18 (1,22 мм).

● Пронумерованные провода 22 калибра подходят для небольших печатных плат.Кабели с калибровочным номером 22 имеют диаметр 0,711 мм. В корпусах SMD и SOIC контакты намного ближе, что делает этот провод идеальным из-за их небольшого диаметра.

● Расстояние между выводами в старых схемах намного больше, чем в текущих каналах. Эти схемы имеют более важные метки для пайки. Калибр 16, благодаря большему диаметру 1,63 мм, является идеальным выбором для старых полей.

(Рабочее место инженера. Паяльник для сборки печатных плат.)

8.Припой в ремонте печатной платы

В идеале для ремонта печатной платы можно использовать любой припой. Однако необходимо учитывать такие факторы, как термическое сопротивление и расстояние между выводами.

А вот бессвинцовый припой небольшого диаметра можно использовать для ремонта любых плат. Меньшие диаметры помогают в обслуживании нижних суставов и стыков.

（Alt – Ремонт печатной платы）

9. Сосредоточьтесь на сроке годности припоя

Сплав, используемый в припое, определяет срок хранения порошковой припойной проволоки.Сплавы с содержанием свинца более 70% имеют срок хранения 2 года. Остальные сплавы имеют срок хранения 3 года.

Бессвинцовые припои имеют более длительный срок хранения, чем сварные швы на основе свинца. Таким образом, вы можете использовать бессвинцовые припои, если не собираетесь обрабатывать всю катушку припоя за один раз.

Резюме:

Есть много разных типов припоев, которые ходят на рынке. Выбор подходящего припоя может показаться непростой задачей. Однако следует помнить о нескольких вещах.

Упростите для вас процесс выбора припоя. Заказывайте у нас припои на заказ в соответствии с вашими потребностями. Wiring предлагает все это с использованием новейших технологий, которые вам понравятся. Наша сварка обязательно даст вам лучшие результаты и качество. Мы даже предлагаем печатные платы на заказ, соответствующие вашим потребностям. Свяжитесь с нашей печатной платой, чтобы узнать больше о припоях и пайке от наших экспертов.

ПАЙКА 101 – Основы

Пайка требуется при производстве и ремонте электроники.Его можно применять к очень маленьким компонентам на печатных платах или к более крупным электромеханическим узлам. Методы аналогичны, но паяльная станция, жало и тип припоя могут отличаться для каждого приложения.

Основная процедура заключается в приложении достаточного количества тепла к двум соединяемым поверхностям. Это может быть вывод компонента и печатная плата, или вывод провода и металлический зажим, как те, что находятся на переключателе или другом выводе провода. Количество необходимого тепла будет зависеть от тепловой массы материалов и типа используемого припоя.

Небольшой вывод компонента и площадка для печатной платы обычно требуют меньше тепла, чем провод большого сечения и тяжелый вывод. Однако некоторые контактные площадки для печатных плат могут быть прикреплены к большой плоскости заземления или питания и, следовательно, потребуют большего количества тепла. Как правило, для пайки следует использовать наконечник самого большого размера. Этот наконечник может быть довольно маленьким для небольшого компонента для поверхностного монтажа.

Материалы, которые спаиваются вместе, должны быть чистыми и не содержать загрязнений.Некоторые возможные загрязнения: грязь, жир, масло, ржавчина и окисление. Если присутствуют какие-либо загрязнения, их следует сначала удалить, если это возможно, прежде чем пытаться паять. Флюс, который выполняет окончательную очистку материалов при нанесении припоя, обычно присутствует в припое. Дополнительный флюс иногда требуется для сложных поверхностей и при распаивании деталей для замены.

Чтобы подготовить паяльник к операции пайки, жало необходимо очистить и залудить, чтобы обеспечить оптимальное паяное соединение.Температура паяльной станции регулируется до значения, достаточного для расплавления используемого припоя. Это значение должно быть определено экспериментально по причинам, указанным выше. Горячий наконечник прикладывают к стыку обеих поверхностей (т. Е. Выводов компонента и поверхности печатной платы) и удерживают там несколько секунд перед нанесением припоя на стык. Для получения идеального паяного соединения в стыке обеих поверхностей необходимо дать расплавить припой. НЕЛЬЗЯ наносить припой на жало паяльника для соединения.Чрезмерное нагревание и время вызовут повреждение компонента и печатной платы, а недостаточное количество тепла и времени приведет к образованию холодного паяного соединения.

Качественные паяные соединения – это сочетание правильной техники и надлежащего оборудования и материалов.

Техника – это процесс обучения, который оптимизируется на основе опыта.

– Gadgetronicx

SMT (технология поверхностного монтажа) или SMD (устройства поверхностного монтажа) стал популярным по нескольким причинам.Прежде всего, он экономичен и требует меньше места по сравнению с компонентами со сквозным отверстием. Как следует из названия, SMD монтируется непосредственно на поверхности верхней или нижней стороны печатной платы, а компоненты THT вставляются в печатную плату. Компоненты SMD экономят много монтажных площадей на печатной плате. Кроме того, компоненты SMD относительно меньше по размеру, что снижает общий размер и сложность печатной платы. Многие любители и производители считают пайку SMD сложной задачей, но это далеко от реальности.Все, что для этого нужно, – это правильный инструмент и немного практики.

В этой статье мы познакомимся с методами пайки SMD и тем, что вам следует знать об этом. Мы сосредоточились только на методах, которые в основном используются любителями-производителями, а не на заводах. Прежде чем приступить к пайке SMD-компонентов, вы должны кое-что узнать о самих SMD-компонентах.

Размер упаковки:

Размер – очень важный фактор, когда речь идет о компонентах SMD. Пассивные компоненты, такие как резисторы, конденсаторы, диоды, выпускаются в корпусах разного размера, например 1206, 0805, 0603 и т. Д.Эти числа обозначают фактический размер этого компонента. Всегда помните об этом при разработке печатной платы для вашего проекта и покупке SMD-версии этого компонента. Потому что это очень неприятно, когда вы покупаете полную упаковку резистора SMD 1206, а позже выясняется, что все посадочные места на печатной плате – 0603!

Другие компоненты, такие как транзисторы и микросхемы, также имеют другие корпуса. Для SMD-транзисторов общего назначения в основном используется SMT-корпус SOT23 (Small Outline Transistor). SOT23 обычно имеет три вывода транзистора, два из которых на одной стороне, а третий вывод – на другой стороне.Но у него может быть больше контактов в зависимости от характера ИС, для которой он используется. Например, небольшие интегральные схемы, такие как операционный усилитель и т. Д.

SMD поставляется в различных корпусах, как вы можете видеть выше. И у каждого из них есть своя зона, где она больше всего подходит. Однако SOP (Small Outline Package) и QFP (Quad flat pack) обычно используются любителями и производителями из-за более легкого обращения и сборки. С учетом сказанного давайте поговорим о том, как паять эти компоненты.

Техника пайки SMD:

Пайка компонентов SMD поначалу может показаться сложной, но это не так сложно, если вы знаете правильную технику и имеете подходящий инструмент для этого. Существуют разные методы пайки SMD. Из них эти три типа чаще всего используются производителями.

1. Ручная пайка
2. Пайка горячим воздухом
3. Пайка горячей пластиной

Ручная пайка:

Обычно вы можете паять корпуса 1206 и 0603 вручную без особых проблем. Но если вы сделаете это меньше, вам может понадобиться микроскоп или увеличительное стекло, потому что они такие крошечные. Давайте посмотрим, как паять компоненты SMD шаг за шагом.

1. Сначала добавьте флюса на посадочные места печатной платы. Это поможет удержать припой на месте.
2. Добавьте немного припоя в одну контактную площадку.
3. С помощью пинцета возьмите компонент SMT и совместите его с посадочным местом на печатной плате
4. Наконец, осторожно прижмите компонент к контактной площадке, нагревая его паяльником
5. Для микросхем и компонентов с более чем двумя-тремя контактами сначала припаяйте диагональные контакты, это поможет вам удерживать ИС на месте
6. Затем припаять остальные штырьки

Пайка горячим воздухом:

1. Сначала на следы наносится паяльная паста.
2. Специальный трафарет облегчает этот процесс, но если у вас его нет, используйте ручку для паяльной пасты или нанесите инъекцию на контактные площадки.
3. Разместите все компоненты по очереди. Затем установите температуру на станции горячего воздуха примерно на 300-350 градусов C и выставьте доску горячим воздухом.
4. Когда паста начинает таять, она автоматически засасывает компонент на место.
5. Следует помнить одну важную вещь: перегревайте любой компонент, так как это может привести к его необратимому повреждению.
6. Проверьте техническое описание компонента, чтобы понять его температурный профиль. В случае светодиода подайте тепло снизу печатной платы.

Горячая пластина для пайки:

Этот процесс аналогичен пайке горячим воздухом, но вместо ручного нагрева компонентов по одному здесь используется нагретый слой для нагрева всей печатной платы, что позволяет паять все компоненты сразу.

Вы можете купить имеющуюся в продаже станцию ​​с подогревом или изготовить ее самостоятельно, используя простой утюг для одежды. Это очень быстрый и чистый метод по сравнению с двумя другими, упомянутыми выше. Единственным недостатком является то, что этим методом можно припаять только одну сторону печатной платы, а это неприятно!

инструментов:

Для чистой пайки всегда необходимы соответствующие инструменты. Также это облегчит нашу жизнь.

Пинцет:

Пинцет очень важен при пайке компонентов поверхностного монтажа.Потому что вы просто не можете схватить SMD резистор или конденсатор или какие-либо компоненты голыми руками. Также это поможет вам правильно выровнять компоненты. Кроме того, использование пинцета при работе с компонентами устраняет риск повреждения деталей статическим электричеством.

Поток:

Хорошее количество флюса всегда делает пайку аккуратной и качественной. Флюс удаляет окисление на плате и предотвращает окисление паяных соединений и обеспечивает лучшую адгезию. Перед нанесением паяльной пасты на печатную плату используется жидкий флюс.Флюс бывает разных форм, таких как паста, ручка и шприцы. Ручка Flux в основном используется в процессе пайки SMD.

Трафарет:

Трафарет для печатной платы – это не что иное, как лист нержавеющей стали, на котором вырезаны отпечатки компонентов. Трафареты используются таким образом, чтобы они были выровнены по плате, чтобы они соответствовали отпечаткам, и паяльная паста может быть легко нанесена на контактные площадки. Трафарет для печатной платы не требуется, но он, безусловно, пригодится, если на печатной плате слишком много посадочных мест или вам нужно массово производить ту же плату.

Подставка для пайки:

Подставка для пайки помогает удерживать печатную плату на месте во время пайки. На рынке представлено несколько вариантов таких стендов. Некоторые из них поставляются со встроенной лупой, которая хорошо подходит для пайки SMD. Также купите стойку, которая будет более прочной и менее подвижной при пайке.

Оплетки для демонтажа / Насос:

Они могут очень пригодиться, если вам нужно немного переделать вашу печатную плату, и это сделает переделку легкой задачей, если вы знаете, как их использовать.