воскресенье, 2 ноября 2014 г.

Пайка электронных компонентов: материалы для пайки и последующей обработки.

По просьбе подписчика моей группы во вконтакте (Страйкбол - ремонт и апгрейд) расписываю как паять электронику, чем паять, чем отмывать и как защитить от внешнего воздействия и почему я делаю именно так. Цикл постов начнем с рассмотрения пайки как таковой.


В целом пайка процесс простой, но очень ответственный. От неправильно проведенной пайки может сдохнуть всё устройство.
Поэтому несколько простых правил пайки:
  • паять надо тогда, когда детали уже имеют устойчивый электрический контакт;
  • паять надо быстро, но так, чтобы пропаялась (не надо греть излишне долго);
  • если при пайке припой крошится, а не плавится в сверкающую ртутеподобную каплю, значит температура паяльника или его мощность недостаточна для пайки;
  • если деталь не берёт припой (не залуживается), значит мало флюса или он выгорает (слишком высокая температура паяльника);
  • если деталь не берёт припой с обычной канифолью, значит надо зачистить деталь;
  • если зачищенную деталь не берет припой с канифолью, значит нужен специализированный флюс;
  • если паяли активным или активированным флюсом, то пайку надо промыть;
  • если вы купили совсем китайский припой, выбросите его без жалости.
Для пайки нам понадобится некоторое количество материалов и паяльник.

Припой.

Во-первых нужен хороший припой. Вот уже несколько лет пользуюсь исключительно припоем 60/40 (состав: олово 60%, свинец 40%) от Asahi Solders.


По отзывам еще вроде неплохи припои марки Svetozar. Ну и всякие серьезные брэнды типа Multicore Solders и другие промышленные гиганты тоже делают исключительно хорошие припои.

Всякие "зелёные" бессвинцовые припои имеют более высокую температуру плавления и намного бОльшую ломкость - пайки прошатся, трескаются и вообще они отвратительны.  Даже оловянно-серебряные припои избегаю , хотя катушечка такого припоя от Asahi тоже есть для залуживания износившихся контактов - этот припой практически не окисляется.

Толщина припоя - 1мм (наиболее универсальная) или 0.8мм и тоньше для пайки мелких деталей.

Флюс.

Второй нужный компонент - флюс. Это специальная "субстанция", которая при пайке будет удалять окислы с поверхности спаиваемых деталей, обеспечивая залуживание поверхности. Без флюса пайка возможна, но крайне затруднена.


Из соображений минимализма последующих действий я пользуюсь только неактивированными или безотмывными флюсами. Из простейших это еловая или сосновая канифоль и паяльный жир (представляет собой смесь жиров и канифоли - он дольше "выгорает" с жала паяльника).

Для удобства нанесения и дозирования можно растворить толчёную канифоль в спирте, ацетоне или растворителе 646 (предпочитаю вариант с ацетоном). Спирто-, ацетоно- или 646-канифоль удобно держать во флакончике от лака для ногтей. Прямо сразу герметичная емкость и средство нанесения. От лака можно легко отмыть тем же ацетоном или 646м.

Если надо спаять окисленные детали можно применять активированный флюс ЛТИ-120, представляющий собой жидкость. Это фактически спиртоканифоль + активаторы, улучшающие удаление окислов с поверхности. У него ровно один недостаток: его надо отмывать после пайки. Особенно проблематично это сделать после залуживания многожильных проводов, так как он из-за капиллярного эффекта "затягивается" вглубь проводов. Поэтому залуживаю провода исключительно с паяльным жиром.

Для пайки плат можно применять смываемый флюс ФТС, который можно отмыть просто горячей водой. Отмывка также обязательна. Применяю только для общего лужения платы после травления, саму пайку выполняю с канифолью или паяльным жиром.

Для особенно "упорных" поверхностей можно применять активные флюсы и паяльную кислоту. Вот их надо отмывать начисто. Хорошо, что как правило такие поверхности можно вместо применения аццких флюсов просто зачистить и паять себе с канифолью.

Особняком стоит пайка таких материалов как сталь, нержавеющая сталь и алюминий. Для них применяют специализированные флюсы. Причем, как правило для каждого материала лучше всего подходит флюс именно для этого материала.

Был у меня флюс для алюминия, который изумительно паял алюминий (насколько это вообще возможно). Я его куда-то задевал, поэтому на радиорынке купил новый, для алюминия и нержавейки. Алюминий он паял, но крайне неохотно.

Электрокадило.

В простонародьне называется Паяльник. Уйма вариантов, зависящих от того, что же вы будете паять. Мне вполне для 98% случаев хватает паяльной станции Lukey 852D+, имеющей как традиционный паяльник, так и "фен" для пайки горячим воздухом. Остальные случаи покрывает советских времён 80 Вт паяльник.


У китайцев сейчас есть недорогие альтернативы паяльным станциям. К примеру вот паяльник с терморегулятором и сменными жалами за 10 долларов:

http://www.banggood.com/907-Constant-Temperature-Electric-Soldering-Iron-Lead-free-22OV-60W-p-920554.html

В целом сейчас купить относительно пристойный паяльник не так уж и сложно. Предпочтение я бы все же отдавал моделям с возможностью регулировки температуры мощностью от 50 Вт.


Как паять.


Есть два стиля пайки: традиционный, с набором флюса на жало паяльника и современный, ориентированный на современные припои с флюсом внутри.

Традиционный способ:

Разогреваем паяльник и пока он греется подготавливаем спаиваемые поверхности, если это не сделано.

Еще раз напомню, что паять нужно тогда, когда уже есть электрический контакт между деталями. Провода для этого можно скрутить или в крайнем случае крепко прижать друг к другу с приличной площадью соприкосновения.

Набираем на жало припой.

Окунаем жало в флюс (жидкий флюс должен быть уже нанесен на детали, макать в него не надо).

Переносим жало на спаиваемые детали.

Держим до расплавленя припоя и еще чуть-чуть. Мера придёт со временем. Тут главное не передержать (перегреем детали) и не недодержать (холодная пайка очень непрочная). Немного передержать лучше, чем недодержать.

Убираем паяльник  и ждем несколько секунд, удерживая детали на месте. Нужно для затвердевания припоя. Необходимо избежать смещения деталей в процессе остывания припоя любой ценой. Конец остывания видно - по поверхности припоя пробегает эдакая "волна" и он меняет свой внешний вид с очень блестящего на менее блестящий.

Нетрадиционный способ отличается тем, что мы соединяем деталя, подносим к ним паяльник и припой с флюсом внутри и одновременно разогреваем детали и плавим флюс. При этом удаётся точно дозировать количество припоя (увы, только если правильно выбрана толщина припоя и температура паяльника).

Отмывка флюса.


Достаточно ответственное действо, так как придаёт изделию профессиональный вид, а также в случае активированных/активных флюсов удаляет остатки злобной химии, способной разъесть пайку, плату или провод.

Тут также широкий простор для выбора. Отмывать можно спиртом (изопропиловый неплохо работает), ацетоном, 646 растворителем или хитрыми смесями типа спирт+бензин "калоша".

  

В основном всё же пользуюсь изопропиловым спиртом. Вспомогательные средства - старая зубная щетка и ушные палочки с ватой. Капаю спирт на плату и разгоняю ватной палочкой, которая же и забирает растворенный флюс. Повторяю quantum satis.

Особенно упорные "отложения" можно отмывать со щеткой (зубной щеткой, к примеру), собрав размазанный флюс палочками для ушей.


Паечные хитрости рассматриваются ЗДЕСЬ.