Как только люди научились плавить олово и свинец, появилось ремесло
лудильщика, который занимается пайкой металлических изделий. Сейчас
пайка обыденное дело и для домашнего мастера, и для любого
специалиста-«технаря».
Перед тем, как паять,
поверхность соединяемых деталей зачищают напильником, наждачной
бумагой, обезжиривают бензином или другим органическим растворителем и
при помощи кисточки смазывают флюсом. Затем нагретый паяльник погружают
в порошок нашатыря или канифоли; если при этом появился лёгкий дымок,
значит, паяльник готов к работе. Паяльники бывают и совсем примитивные,
требующие подогрева в пламени, и электрические, а для точечного паяния
— с регулируемой мощностью нагрева.
Нашатырь или
канифоль очищают жало паяльника от оксидов металлов. Очищенный паяльник
опускают в припой и держат там, пока расплавленный припой не «залудит»
жало паяльника, полностью покрыв его блестящей плёнкой. Затем
захватывают жалом паяльника немного припоя, переносят его на место
пайки и разравнивают по поверхности — ведут «залуживание» места спая.
Потом таким же образом переносят на спай основную массу припоя,
требуемого для прочного соединения или покрытия металла. Когда припой
остынет, место спаивания протирают сырой тряпкой и зачищают наждачной
бумагой или напильником.
Зачем нужен флюс? Флюс
снимает остатки оксидных плёнок и жировых загрязнений и защищает
спаиваемые поверхности от окисления. Флюс чаще всего готовят, растворяя
30 г хлорида цинка и 10 г хлорида аммония в 60 мл воды. Часто
используют «паяльную жидкость» или «паяльную кислоту», которые получают
взаимодействием металлического цинка с концентрированной соляной
кислотой. Для этого кислоту наливают в стеклянную или фарфоровую
посуду, располагаются вдали от открытого огня (выделяющийся водород
огнеопасен) и добавляют порциями цинк. Начинается реакция химического
растворения цинка в кислоте, в результате образуется хлорид цинка и
выделяется водород. Когда выделение водорода замедляется, сосуд ставят
в тёплую воду. По окончании реакции жидкость сливают с остатка
не-растворившегося цинка и добавляют к ней нашатырь (на каждые 3 г
взятого металлического цинка — 2 г хлорида аммония). Можно эту жидкость
выпарить досуха и перед пайкой растворять 1 г сухой смеси солей в 2-3
мл воды.
Для спаивания тонких медных проводов флюс на
основе хлорида цинка непригоден, он быстро разрушает тонкую проволоку.
В этом случае применяют раствор канифоли в этиловом спирте или сосновую
смолу. Если под рукой нет вообще никакого флюса, то при пайке медных
или латунных деталей его может заменить раствор 1 таблетки аспирина в
10-20 мл воды.
Что такое припой? Этот сплав служит для
соединения спаиваемых металлов. Припои изготавливают в форме палочек,
полосок, листочков, а иногда в виде порошка. В быту применяют обычно
мягкие и легкоплавкие припои.
Мягкий припой «третник»
— это сплав 65% олова и 35% свинца, с помощью которого можно паять
практически все металлы и сплавы, кроме алюминиевых и самого алюминия.
Третник плавится около181 oС. Чтобы самостоятельно приготовить такой
припой, сначала в железной чашке расплавляют свинец, а затем к
полученному расплаву добавляют кусочки олова. Когда оно расплавится,
сплав тщательно перемешивают и выливают в форму для затвердевания.
Хорошие мягкие припои — сплавы олова, свинца и сурьмы, которые плавятся
при 220-280 oС.
Легкоплавкие припои имеют более
сложный состав и плавятся при более низкой температуре. Так, припой,
состоящий из 50% висмута, 25% свинца, 12,5% кадмия и 12,5% олова,
становится жидким при 65 oС. Ещё ниже (47 oС) температура плавления
легкоплавкого припоя, который содержит 44,7% висмута, 22,6% свинца,
19,1% цинка, 8,3% олова и 5,3% кадмия.
При
необходимости «спаивание» металлических деталей можно вести и без
паяльника, пользуясь смесями химических веществ, выделяющих «припой»
при нагревании. Примеры таких веществ — смесь «тиноль» и паяльные пасты.
Чтобы
приготовить тиноль, в эмалированную миску или кружку наливают 32 мл
концентрированной соляной кислоты и добавляют 12 мл воды, а затем
бросают туда 8,1 г цинка. После полного растворения цинка в кислоте
добавляют 7,8 г олова; снова начинается выделение пузырьков водорода.
Когда оно прекратится, жидкость упаривают на водяной бане до
сметанообразного состояния. Остывшую массу переносят в фарфоровую
ступку, добавляют 7,5 г нашатыря, 9,4 г канифоли, предварительно
растёртой в пудру, 29,6 г цинковой пыли, 14,8 г порошка олова, 7,4 г
порошка свинца и 10 мл безводного глицерина; смесь тщательно растирают.
Полученную кашицу (тиноль) хранят в банке с пластмассовой крышкой.
Как
паять с помощью тиноля? Место спая зачищают, а потом намазывают тинолем
и после этого нагревают пламенем свечи, спиртовки или даже лучинкой до
тех пор, пока через образовавшуюся на поверхности пасты корочку не
заблестит расплав. Когда спай остынет, его зачищают наждачной бумагой,
чтобы удалить корочку. Пайка тинолем получается очень прочной,
поскольку в составе пасты есть цинк. Для пайки радиодеталей берут
специальный тиноль, который готовят из 7,4 г порошка канифоли, 38 г
цинковой пыли, 14,8 г порошка олова, 7,4 г порошка свинца и 14 мл
безводного глицерина. Смесь тщательно перетирают в ступке.
Паяльные
пасты особенно удобны для пайки в труднодоступных местах. Их, как и
тиноль, наносят на место будущего спая и нагревают. Вот два рецепта
таких паст: # опилки олова или припоя-третника смешивают с несколькими каплями безводного глицерина до получения жидкой кашицы; # растворяют 10 г канифоли в 10 мл диэтилового эфира (Осторожно! Эфир огнеопасен!) и смешивают с 20 г оловянной пыли.
Амальгама
Герштейна. Чтобы получить этот препарат для холодной пайки, растворяют
в тёплой воде медный купорос и добавляют цинковые опилки. В результате
реакции медного купороса с цинком на дне сосуда осаждается порошок
металлической меди. Жидкость сливают, промывают порошок водой и
высушивают. В фарфоровую ступку засыпают 20-35 г полученного медного
порошка, добавляют 5 мл ртути и тщательно растирают. Хранят амальгаму
Герштейна в плотно закрытой склянке.
Чтобы спаять два
металла, намазывают амальгамой очищенные спаиваемые поверхности и туго
сжимают их на несколько часов. По истечение этого срока образуется
твёрдый и прочный «спай» металлов. Приготовление и использование
амальгамы Герштейна ведут только на открытом воздухе или там, где есть
вытяжка: металлическая ртуть чрезвычайно летуча, а её пары ядовиты.
Пайка
алюминия. В обычных условиях алюминий с трудом поддаётся пайке, так как
на его поверхности после очистки мгновенно снова образуется оксидная
плёнка. Поэтому после зачистки место будущего спая на алюминии или его
сплавах немедленно заливают заранее расплавленной канифолью. #
Пайку ведут мощным (не менее 100 Вт) паяльником, используя припой,
состоящий из 80% олова и 20% цинка или 95% олова и 5% висмута, и флюс
из парафина или стеарина. Припой набирают на паяльник и переносят на
защищённую канифолью поверхность спая. Залужённый таким образом
алюминий сравнительно легко поддаётся спаиванию: к его лужёной
поверхности можно припаять, например, медные провода. #
Применяется и другой способ: поверхность алюминия зачищают, смазывают
раствором канифоли в диэтиловом эфире и посыпают медными опилками, а
после этого залуживают место пайки обычным оловянным припоем. #
Третий способ пайки алюминия — электрохимический. Место спая зачищают и
наносят на него 3-4 капли концентрированного раствора медного купороса.
Затем алюминиевую деталь подключают к отрицательному полюсу батарейки
от карманного фонарика, а к положительному полюсу присоединяют кусочек
оголённой медной проволоки, которую вводят в каплю раствора купороса
так, чтобы конец проволоки не касался поверхности алюминия. Через
несколько минут на месте пайки осядет слой меди, к которому можно
припаять все, что требуется, обычным способом.
Эта
статья была написана в помощь тем, кто совсем не умеет паять, кто ни
разу не брал в руки паяльник, словом для тех, кому нужно научится
правильно паять.
Предлагаю сразу начать с практики. Кроме желания, терпения и прямых рук, нам понадобится следующее:
Сам
паяльник. Паяльники бывают разные, прежде всего обратим внимание на его
мощность. 3-10Вт предназначены для распайки супер-пупер мелких
микросхем, 20-40Вт считаются бытовыми и радиолюбительскими, 60-100Втные
сабжи покупают сотрудники автосервиса, для распайки толстых проводов,
ну а 100-250 используют для запайки кастрюль, радиаторов и и прочего
крупногабаритного хлама.
Что нужно паять моддерам?
Тонкие проводки, резисторы, светодиоды и прочую мелочь, поэтому
приобретаем 25 ваттный паяльник. Спросите, почему не больше? Всё
просто, все радиодетали не любят перегрева, и выходят от него из строя.
Вот так, не переусердствуйте.
Подставка для паяльника.
Включенный паяльник нагревается до 300 градусов. Его надо куда-то
класть, позаботьтесь словом. Включенный паяльник кладём на подставку,
справа от себя, на краю стола. Соблюдаем правила безопасности,
контролируем его сетевые провода и предупреждаем окружающих.
Припой.
Припой это сплав олова, свинца, кадмия и других легкоплавких металлов.
Существует много видов припоев. Есть совсем легкоплавкие, 65-70
градусов Цельсия, есть наоборот, тугоплавкие – им и 1000 не страшно.
Радиолюбители используют марку ПОС-61, её и покупаем. Рекомендую
приобретать в виде проволочки, толщиной со спичку - удобнее паять.
паялник и принадлежности для паяния
Флюс.
Флюс это некое связующее, обезжиривающее и защищающее от окисления
вещество, которое помогает припою прилипать к месту пайки, без него
нельзя. Их тоже много видов. Для разных металлов, разных припоев и
разных технологий. Радиолюбители пользуются маркой ЛТИ-120 или
спиртовым раствором канифоли, обычной канифолью, на худой конец.
Сделать флюс самому очень просто. Заполняем пузырёк наполовину спиртом,
насыпаем толчёной канифоли, взбалтываем до полного растворения.
Также,
рекомендую купить какой либо активный флюс. Он часто бывает полезен,
например, для пайки хромированных выводов некоторых выключателей и
разъёмов. На крайний случай, упрямый контакт можно припаять при помощи
таблетки обычного аспирина. Воняет противно – но паяет.
Ещё нам понадобится небольшой кусок тонкой фанеры, оргалита или плекса, чтобы не испортить стол.
Инструменты.
Маленькие кусачки - для проводов, выводов деталей и снятия изоляции,
напильник - для зачистки жала паяльника, пинцет - чтобы пальцы не
обжигать и медицинский скальпель.
Приборы.
Настоятельно рекомендую купить цифровой тестер. Всегда полезная вещь в
хозяйстве. И напряжение померить, и сопротивление…, да и стоит копейки.
Итак, начнём.
Если
паяльник новый, его надо сначала заточить и облудить. Это просто.
Включаем в сеть, ждём. После первого включения, нередко, бывает
выгорание смазки, небольшое выделение гари, не бойтесь, это не страшно.
После
прогрева сабжа, в течении 15-20 минут зачищаем рабочую поверхность
напильником, и быстро, пока медное жало не окислилась, мокаем в
канифоль, потом сразу в припой.
Круговыми движениями
руки помогаем процессу. Всё. Есть паяльники с жалом из металлокерамики,
их не зачищают напильником, их протирают специальной мокрой губкой. зачистка паяльника По мере выгорания медного стержня, такую процедуру придётся выполнять регулярно.
Лужение паяльника
Очень
важно, чтобы спаиваемые поверхности были чистыми, без краски, лака или
окислений. Если это не так – исправляем, при помощи надфиля, скальпеля
или мелкой наждачки. Наносим кисточкой немного флюса на спаиваемое
место, берём жалом паяльника немного припоя, пропаиваем. Всё просто, но
требуется навык. С первого раза красиво и качественно не получится.
К
паяемым деталям прикладываем жало паяльника всей лопаточкой, для
эффективной теплопередачи. Пайка должна быть быстрой и качественной. Не
забываем про перегрев деталей. Не получилось с первого раза, даём
радиодеталям остыть. Время прогрева подбираем экспериментальным путём -
если слишком быстро, то деталь не прогреется и пайка получится плохая.
Флюс наносим непосредственно перед пайкой, когда все приготовления деталей закончены, чтобы он не испарялся.
Хорошую
пайку видно сразу, припой ложится тонким и ровным слоем, блестит. Нет
наплывов, трещин и серых мест. Дополнительную крепость соединения
придаёт предварительная скрутка проводов.
Для получения хороших результатов рекомендую потренироваться на отслужившем магнитофоне. Чтобы
пропаянные детали не замкнулись между собой, или ещё куда либо,
надеваем кусочек изолирующей трубочки подходящего размера. Или
обматываем изолентой.
Меры предосторожности.
Ох,
сколько раз я обжигался об паяльник, сколько раз ронял его себе на
ногу, задев шнур... Однажды, на горячий паяльник умудрился сесть мой
волнистый попугай, вот крику было :) Словом отнеситесь серьёзно,
помните, что Ваша подруга или бабушка может не знать о "коварной"
сущности этого девайса.
Флюса наносим минимальное количество. При избытке – может брызнуть, при касании паяльником.
Припоя паяльником берём столько, сколько нужно на 1-2 пайки, излишек может капнуть и обжечь.
Паяние печатных плат.
Печатная
плата сильно облегчает процесс изготовления радиосхемы. Все
электрические соединения выполнены дорожками из медной фольги. Детали
надёжно закреплены и не боятся вибраций. В соответствующей статье мы
уже рассказывали, как можно самому сделать печатную плату.
Вставляем деталь в нужное место платы и подбираем нужную глубину посадки. Наносим флюс маленькой кисточкой. наносим флюс Берем
паяльником немного припоя и подносим к месту пайкитаким образом, чтобы
плоскость жала была обращена к детали, а сам паяльник находился под
углом 45 градусов.
паяние
При хорошем
флюсе, нормальном припое и нормально нагретом паяльнике пайка одной
контактной площадки занимает около секунды. Правильно выполненная пайка
не должна иметь каких либо наплывов, трещин и должна блестеть. Торчащие
ножки ликвидируем кусачками. После окончания монтажа и выполнения
пуско-наладчных работ, протираем плату спиртом. Применение ацетона не
рекомендую, некоторые детали и провода могут пострадать. Ну а элементы
содержащие механику, такие как реле, тумблеры и подстроечные резисторы,
вообще нельзя мыть ничем, их впаивают после промывки. Для начинающих рекомендую начать с опытов на макетной плате. Она изображена на картинке. Подбираем
оптимальное расположение деталей. Отпиливаем кусочек платы нужного
размера, впаиваем компоненты. Соединения делаем тонким проводом. Не
забываем про перегрев. Работаем аккуратно и внимательно, чтобы случайно
не замкнуть соседние контакты. Иногда полезно проверить замыкание
дорожек тестером, иногда на свет видно. Учимся и тренируемся. А сколько приятных минут(часов, дней) Вы проведёте в поисках неправильного соединения макетная печатная плата Ещё
одна хитрость на последок. Сейчас расскажу, как выпаять радиодеталь из
платы, или устранить досадное замыкание контактных площадок микросхемы. выпаивание детали с помощю оплётки Для
этого понадобится кусочек медной оплётки от экранированного провода.
Прикладываем оплётку в нужное место, капаем флюса, прижимаем паяльник,
и – вуаля! Припой впитался в неё. Остаётся покачать все ножки
пинцетом и извлечь детальку. Для этой цели есть и специальные
оловоотсосы, но мне удобнее по-старинке.
| 
