Как паять провода к плате

Базовые принципы пайки намного легче, чем вы думаете. В этой статье вы узнаете, как правильно паять и что нужно, чтобы припаять провод к плате. Этот навык пригодится при пайке электросхем.

Шаг 1: Припой

Что нужно для паяния проводов? В простейшей робототехнике используется в основном трубчатый припой 0,8 мм 60/40. Можно использовать припой и другого диаметра, чуть больше или чуть меньше. Однако соотношение олова и свинца должно быть 60/40.

Так как в припое содержится свинец, примите меры предосторожности:

1. Всегда мойте руки с мылом после использования припоя, чтобы смыть все остатки свинца.
2. Не прикасайтесь к глазам и слизистым покровам во избежание попадания на них свинца.

Шаг 2: Включаем паяльник

Прежде чем приступить к пайке, включите паяльник и дайте ему нагреться до нужной температуры. Если у вашего прибора есть регулятор температуры, выставьте его на 300-350°С, в этом диапазоне происходит пайка большинства сплавов.

Если ваш паяльник не обладает возможностью регулировать температуру, просто дайте ему нагреться в течение пяти минут, а затем можете попробовать паять.

Шаг 3: Учимся держать ручку

Всегда держитесь за изолированную рукоятку! Металлическое жало чрезвычайно горячее, и прикосновение к нему вызовет тяжелые ожоги.

Очень часто рекомендуют держать ручку паяльника как ложку, однако мне удобнее держать ее как пишущую ручку. Попробуйте сами и решите, как вам удобнее.

Шаг 4: Всегда ставьте паяльник на подставку

Всегда ставьте прибор на подставку, если вы закончили работать с ним на данный момент.

Просто отложенный в сторону паяльник может стать причиной катастрофы, поэтому возьмите себе за правило всегда возвращать его на подставку.

Поскольку вы собрались творить, а не разрушать, приучите себя всегда быть на чеку во время работы с паяльником, вплоть до его полного остывания. И никогда не отвлекайтесь, если держите паяльник в руке.

Шаг 5: Лужение наконечника

Если вы используете новый прибор, вам нужно будет покрыть тонким слоем олова – залудить его. Этот слой облегчит работу с припоем при пайке.

Шаг 6: Оголяем провода

Чтобы спаять провода вместе нужно сначала снять с них изоляцию.

Шаг 7: Скручиваем провода

Оголенные концы двух проводов скрутите вместе.

Шаг 8: Припой

Прикоснитесь жалом к скрутке, чтобы провода нагрелись. Прижимайте припой к скрутке до тех пор, пока он не расплавится, и они не спаяются вместе. Как только припой и провода сплавятся вместе, уберите припой и паяльник.

Шаг 9: Отрезаем лишнее

Отрежьте лишнюю длину спаянной скрутки. Вам нужно лишь основание паяного соединения, где два провода становятся единым целым.

Шаг 10: Чистим паяльник

Теперь вы знаете как правильно пользоваться паяльником, и помните, что после любой пайки жало нужно почистить. Для этого просто проведите жалом по специальной чистящей подушке. Если у вас ее нет, воспользуйтесь слегка влажной губкой.

Рассказываю как сделать какую-либо вещь с пошаговыми фото и видео инструкциями.

Успех операции пайки зависит от чистоты жала. Перед первым применением, жало необходимо заточить, придав ему нужную форму в зависимости от характера предстоящей работы. Эту операцию можно проводить различными инструментами, но чаще всего применяется напильник.

Вторая необходимая операция – жало паяльника нужно блудить, то есть – удалить пленку окисла и покрыть поверхность рабочей части устойчивым слоем припоя. Это делается погружением жала в канифоль при первом же нагреве, после чего, сразу же протереть жало о деревянную поверхность или специальную губку. Затем, жало нужно покрыть припоем, погрузив его в расплавленный (паяльником) припой.

Для соединения проводов этим способом, нужно произвести следующие операции:

1. Освободить концы проводов от изоляции, если она имеется. Эту операцию лучше всего производить специальным инструментом, который называется кримпер, при выполнении зачистки ножом существует опасность повреждения провода, что негативно скажется на соединении – его долговечности и характеристиках сети с таким соединением.
2. Облудить оголенные концы, при этом:
3. Зачистить провод от лакового покрытия (если оно имеется).
4. Поместить оголенный конец провода на кусочке канифоли и нагреть его паяльником до расплавления флюса, осторожным движением извлечь кончик наружу и дать ему остыть.
5. Набрать на кончик паяльника каплю припоя и нанести его на провод, добиваясь ровного покрытия провода припоем.
6. Операцию повторить со вторым концом провода.
7. Приложить спаиваемые концы друг к другу, набрать на кончик паяльника каплю припоя и нанести его на место соединения, добиваясь равномерного монолитного слоя.
8. В ряде случаев, лучше и надежнее скрутить соединяемые провода, что повысит прочность паяного соединения.

Как припаять провода

К наушнику и штекеру

Снять наружную оплетку с кабеля, зачистить концы проводов. Лаковое покрытие снять механическим способом при помощи ножа. Облудить концы и припаять их соответственно к каналам. Левый канал маркируется красной плеткой, правый – зеленой. При наличии общего канала, его провод обычно применяется без изоляции.

К плате

При выполнении этой операции, подготовка конца провода к пайке такая же, как в описанных выше примерах. Особенностью этой операции является то, что нельзя перегревать проводник на плате, он может перегореть.

Поэтому, рядом с местом пайки нужно установить теплоотвод. В качестве такового можно использовать пинцет, которым можно удерживать припаивыемый конец с упором к проводнику на плате. Место пайки должно быть обездвижено до полного застывания припоя.

К светодиодной ленте

Очень важная операция – зачистка контактов на светодиодной ленте. Они покрыты силиконом, и малейший остаток его на ленте может привести к непоправимым последствиям. Контакты на проводах зачистить коротко и облудить.

Провода разделить между собой, разрезав изоляцию примерно на 1,5-2 см. Надеть на кабель термоусадочную трубку, соответствующую размерам светодиодной ленты. Надеть на разрезанные оконцовки трубки меньшего диаметра.

К динамику

Особенность этой операции состоит в том, что подводящие провода динамиков очень тонкие и работают в условиях постоянной вибрации. К тому же, они приклеены к мембране. Перед выполнением пайки, нужно аккуратно отделить провод, зачистить конец, облудить. Подобрать похожий провод и припаять его к оборванному концу. Второй конец припаять к контакту динамика, оставив небольшую петлю. Готовый проводник приклеить к мембране клеем «Супермомент».

Необходимые материалы и инструменты

Основным инструментом при пайке является паяльник.

Их разновидностей множество и применяются они в зависимости от характера выполняемого пайкой соединения:

Паяльники ЭПСН

Наиболее распространенный вид этого инструмента, в котором нагрев стержня производится нагревательным элементом из нихрома. Как правило, эти приборы оснащены терморегуляторами, предотвращающими перегрев паяльника и перегорание спирали нагрева.

В качестве терморегулятора применяется обычно проверенная временем термопара. Конструктивно, эти паяльники исполняются в различных вариантах. Наиболее простые имеют спираль из нихрома, которая намотана на диэлектрический материал и при нагревании передает тепло сердечнику. В этих изделиях в качестве сердечника обычно применяется медный стержень, поскольку медь имеет высокую теплопроводность.

Керамические

В качестве рабочего органа применяют наконечник из этого материала, к которому подведены контакты. При пропускании тока, наконечник нагревается до нужной температуры. Керамические нагревательные элементы считаются наиболее совершенными и долговечными, при условии правильной эксплуатации. В таких приборах возможен широкий диапазон регулировки температуры и мощности рабочего органа.

Индукционные

Нагрев наконечника производится через индукционную катушку. При прохождении через нее тока, на поверхности наконечника индуцируются вихревые токи, быстро производящие нагрев рабочего органа.

Когда сердечник разогревается до определенной температуры, его ферромагнитное покрытие перестает индуцировать вихревые токи и он охлаждается до достижения температуры индукции блуждающих токов. Таким образом, терморегуляция производится плавно, и инструмент поддерживает практически постоянную температуру.

Импульсные паяльники

Составляют отдельную категорию подобных инструментов. Они характерны тем, что нагревательный элемент в них включен в электросхему и при прохождении по нему тока мгновенно нагревается. В схеме питания предусмотрен высокочастотный трансформатор, предназначенный для понижения напряжения, и частотный преобразователь, повышающий частоту до 20-40 кГц.

Таким образом, нагрев рабочего наконечника производится в течение нескольких секунд, пока удерживается в нажатом состоянии кнопка пуска. При ее освобождении паяльник отключается. Современные изделия этого типа позволяют паять достаточно крупные детали, а не только работать с электронными схемами.

Газовые

Применяются как автономные приборы. Работа производится в струе пламени от газовой горелки. Заправка производится от обыкновенного баллончика с газом для зажигалок.

Аккумуляторные

Также принадлежат к классу автономных устройств. Их мощность обычно составляет порядка 15 ватт, используются при мелких ремонтах электронных устройств.

Паяльные станции

В продаже имеются два вида этих приборов:

1. Термовоздушные – нагрев зоны пайки производится потоком горячего воздуха с температурой до 300 о С, фокусируемого соплом паяльника. Давление создается либо крыльчаткой в корпусе паяльника (турбинные), либо компрессором (компрессорные).
2. Инфракрасные – в них нагрев осуществляется потоком инфракрасного излучения.

Припои

Это материал, соединяющий две детали в процессе пайки.

В зависимости от химического состава различают два вида:

1. Легкоплавкие с температурой плавления до 400 о С.
2. Тугоплавкие, у которых этот показатель выше 400 о С.

Выбор нужного припоя зависит от характеристик спаиваемых материалов, условий и назначения пайки и многих других параметров. Выпускаются в виде проволоки, трубочек, пластинок, паст и в других формах.

В качестве припоев применяются легкоплавкие металлы и их сплавы:

Активно применяются сплавы этих металлов с флюсами, которые позволяют объединять две основных операции: лужение и собственно пайку.

Флюсы

При нагревании во время пайки, неизбежно окисление поверхности соединяемых деталей, которое препятствует растеканию припоя по поверхности проводников и снижает адгезию припоев с металлу. Для защиты поверхности применяются флюсы. Расплав флюса уничтожает оксидную пленку, улучшая спаиваемость.

В качестве флюсов применяются:

1. Канифоль – переработанная смола хвойных деревьев, показатель качества – светлый тон.
2. Флюс спиртоканифольный – смесь канифоли (10-60 %) со спиртом, активно применяется в радиомонтаже.
3. Флюсы ЛТИ – смесь канифоли и спирта с добавлением триэтаноламина, применяется для пайки железа, меди, латуни и других металлов.
4. Паста паяльная из смеси флюса, олова и свинца с добавлением до 2% серебра, применяется в радиомонтаже.
5. Паяльный жир и паяльная кислота – применяются для пайки деталей из железа, активно снимая слой окисла с поверхности.
6. Бура – высокотемпературный флюс (температура плавления около 900 о С) для пайки деталей из железа, чугуна, меди латуни и других материалов.

Перечень далеко не полон, разновидностей флюсов очень много.

Стоимость

Наименование	Изображение	Назначение	Цена (руб)
Монтажный бинокуляр		Защита глаз при пайке, увеличение видимости рабочего поля при монтаже мелких деталей	350
Набор для пайки (6 предметов) ZD-151 REXANT		Установка деталей, зачистка контактов и мест пайки и другие вспомогательные операции	500
Подставка под паяльник «Чугун квадрат» ZD-10A REXANT		Хранение паяльника при нагреве и между выполнением операций	550
Браслет антистатический ZD-152REXANT		Заземление статических зарядов	300
Держатель «третья рука» с линзой и подставкой под паяльник ZD-10A REXANT		Удерживание деталей при работе, подсветка. Применяется в электронном монтаже и часовом деле	1200
Оловоотсос для припоя ZD-108 REXANT		Удаление излишков припоя или флюса при монтаже/демонтаже в электронике	350
Губка для очистки жала паяльника 40х70 мм ZD-929 REXANT		Зачистка жала паяльника от остатков припоя и флюса	80

В таблице приведены примеры исполнения приспособлений, на самом деле, эти изделия выпускается в неисчислимом количестве разновидностей и множеством производителей.

Как припаять провод без паяльника?

Для соединения проводов без пайки есть несколько способов:

1. Тщательно зачистить и обезжирить концы соединяемых проводов, выполнить скрутку. Нанести на нее несколько капель клея «Контактол», дать высохнуть. Заизолировать место соединения.
2. Выполнить скрутку, предварительно подготовив места соединения, подсоединить провода к мощному блоку питания (5-6 вольт, 4-5 ампер). На второй контакт подключить массивный проводник, например – гвоздь. Прикоснуться гвоздем к скрутке. Образуется дуга, которая надежно сваривает провода. Место соединения заизолировать.

У профессионалов заголовок статьи может вызвать снисходительную улыбку. Казалось бы, чего тут сложного? Зачистил контакты, зачерпнул носиком паяльника немного припоя, и приложил к точке соединения. Для опытного радиолюбителя этот процесс действительно не вызывает проблем. Но если все (в том числе профессионалы) знают, как правильно паять паяльником, откуда берутся не пропаянные платы, замыкания соседних контактов между собой, и детали, вышедшие из строя от перегрева?

Наш материал расскажет начинающим мастерам, как научиться паять традиционными и нестандартными способами, а для тех, кто считает себя профессионалом, поможет повысить квалификацию.

Что такое пайка

Не ссылаясь на «википедию», объясним своими словами. Пайка, это соединение металлических контактов с помощью токопроводящего расплава, с последующим его застыванием. При этом, в отличие от сварки, ни одна из соединяемых деталей не должна плавиться в процессе. Разумеется, после застывания токопроводящего расплава (припоя), должна быть обеспечена надежная электропроводимость соединения. Сопротивление контактов не может влиять на характеристики электросхемы.

Общие правила работы с паяльником (подробно все эти пункты мы рассмотрим в обзоре)

• Место соединения должно быть механически зачищено от загрязнений, защитного покрытия и окислов (если позволяют размеры и конструкция деталей и проводников). На чем можно акцентировать внимание: некоторые металлы в принципе не могут быть очищены от оксидной пленки, по крайней мере на воздухе. Только под непрерывным слоем специальных флюсов (речь идет об алюминии и сплавах на его основе). Дело в том, что «крылатый металл» окисляется моментально.
• Для обезжиривания точки соединения применяются специальные очистители: флюсы. Они не должны оказывать разрушающего воздействия на металл, с которым вы работаете. Даже если место соединения кажется идеально чистым, пайка без флюса практически невозможна. При касании нагретого жала паяльника, происходит термическое окисление.

Важно: металлы, применяемые в электротехнике (алюминий, медь, серебро, золото), в чистом виде обладают неплохой адгезией. Стандартные припои как бы прилипают к поверхности, надежно фиксируясь после застывания. Слой оксидной пленки не просто препятствует «прилипанию», он еще и является диэлектриком.

А флюсы при нагреве активируют свои очистительные свойства, и не просто удаляют невидимые загрязнения, но и препятствуют окислению.

Для различных материалов разработаны специальные флюсы. Используются даже кислоты.

Форма и размеры рабочего кончика жала паяльника должны соответствовать контактам и условиям пайки. Материал не имеет значения: это может быть медь, керамика, или твердые сплавы, покрытие серебряным напылением.

Повторимся, это лишь теоретические основы, из которых пока не ясно, как паять паяльником. Подробные инструкции увидите далее.

Подбираем паяльник

Если вы не занимаетесь радиоделом профессионально (скорее всего это так, иначе вы не изучали бы этот материал), у вас в арсенале обычный паяльник в одном экземпляре. О паяльной станции речь и вовсе не идет, поскольку это достаточно дорогой (хотя и очень удобный комплект). Но для начинающего мастера это излишество.

Вернемся к паяльникам. Классика — это нихромовый нагреватель и медное жало. На самом деле, это лучшее сочетание, но для ручного управления. Никакого контроля за температурой, плавный медленный нагрев. При этом медное жало отлично держит градус, и зачастую компенсирует теплоотвод в месте пайки. Еще одно преимущество — мягкий материал позволяет формовать любую конфигурацию наконечника. Можно буквально расклепать и выпилить жало под конкретный вид пайки.

Единственный недостаток — медь быстро выгорает, и такой тип жала фактически является расходным материалом. Его постоянно приходится обтачивать напильником.

Совет: прежде чем формировать кончик напильником, обязательно поработайте молотком. После уплотнения медного стержня он продержится дольше. Немного потерянного времени с лихвой компенсируется удобством работы.

На иллюстрации изображена классическая форма «отвертки». Универсальный кончик для большинства любительских работ.

Если ваш «нагревательный прибор» оснащен регулятором температуры — необходимо учитывать инертность меди. Заданную цифру он набирает медленно, и также неторопливо остывает.

Керамическое жало с серебряным напылением — это современный аксессуар. Если стоит вопрос, как работать с деталями SMD формата, или как выпаять микросхему из двухсторонней платы — это ваш вариант. Однако им не так удобно паять мощные теплоемкие провода и контакты.

Такой паяльник моментально греется, и на нем можно точно контролировать градусы (при наличии регулятора).

Способ нагрева может быть любым. Такой же керамический нагреватель, как и жало, или нихромовый. Еще на медных паяльниках применяются индукционные нагреватели, но это скорее экзотика.

Как выпаять микросхему паяльником

Подцепив микросхему отверткой и оказывая на нее небольшое давление, одновременно прогревая ноги микросхемы, расположенные с одной из сторон паяльником, можно постепенно ее выпаять. Как это сделать более подробно показано в видео внизу статьи (смотрите начиная с 15 мин 15 сек).

Как припаять или выпаять микросхему без паяльника

Вы уже поняли, что для успешной пайки требуется разогрев детали до температуры плавления припоя. Его можно расплавить с помощью тепловой пушки, или паяльного фена. Это аналог фена строительного, только он компактный и часто оснащен специальными формованными соплами.

С его помощью прогревается рабочая зона, при этом припой плавится не в определенной точке, а на относительно большой площади. Это эффективный способ, особенно если необходимо выпаивать микросхему (все ножки нагреваются одновременно). Но при таком способе есть риск повредить саму деталь от перегрева.

Если вы извлекаете неисправный элемент — нет проблем.

Вообще, паяльный фен необходимо использовать только в случаях, когда традиционный способ пайки невозможен. Например, при монтаже SMD деталей (кто не знает — у них нет ножек) на радиаторную пластину.

Выбор флюса

Речь пойдет о пайке медных деталей. Для железа и алюминия существуют специальные кислотные составы, это тема отдельного материала.

На самом деле, это личное предпочтение каждого. Надо просто попробовать различные составы, и определить для себя лучший. Кому-то нравится паяльный жир (консистенция, как у солидола), некоторые любят жидкий флюс. Мы расскажем о традиционной канифоли.

Точнее — как правильно с ее помощью паять.

Этот флюс на основе сосновых смол, обладает отличными чистящими свойствами. Он обеспечивает механическую, и химическую очистку, кроме того, хорошо защищает поверхность от окисления при нагреве. Недостаток один: в чистом виде канифоль твердая. Это значит, что ее нельзя заранее нанести на соединяемые детали. Однако технология есть:

• коснувшись канифоли жалом паяльника, набираем на него припой;
• погружаем ножки детали или провод во флюс с помощью паяльника (он плавится), при этом поверхность покрывается тонким слоем припоя;
• аналогично наносим припой на место пайки;
• состыковываем залуженную деталь (провод) с местом пайки;
• касаемся паяльником флюса, затем набираем припой, снова макаем в канифоль;
• сразу же переносим жало в зону пайки.

Таким способом паяют детали уже многие десятилетия. При определенной сноровке, ограничений по выбору материалов для соединения нет. Именно такая методика идеально подходит для тренировок. Если вы ее освоите — остальные способы будут казаться еще проще.

Совет: для очистки поверхностей пайки, на которых есть слой окисла, подойдет обычный аптечный аспирин. Он содержит в себе ацетил салициловую кислоту. Его надо растереть в порошок, и нанести на контакты.

Пайка с помощью жидких или пастообразных флюсов

Преимущество таких составов в том, что их можно предварительно нанести на точку соединения. То есть, флюс начинает работать еще до нагрева. При касании паяльником, происходит вторая ступень реакции, и жидкий флюс служит смазкой для растекания припоя.

Еще один плюс — пастообразный или жидкий очиститель увеличивает пятно контакта. Основная проблема пайки не плоских предметов — площадь передачи тепла от паяльника минимальна. Если место касания смочено флюсом — температура передается эффективнее.

Единственный недостаток: нет механического воздействия на поверхность.

Информация: некоторые профессионалы старой закалки растворяют сосновую канифоль спиртом или более жидким флюсом, и получается эффективный состав практически без недостатков.

Каким припоем паять

Эти сплавы изготавливаются на основе олова, свинца, меди, никеля, или серебра. Для работы с монтажными платами и бытовой проводкой применяется оловянно-свинцовый припой (ПОС). Несмотря на большое разнообразие, их можно разделить на два вида:

• мягкие (температура плавления до 300°C);
• твердые (температура плавления свыше 300°C).

Форма выпуска любая: кусковая, проволока, порошок, паста. Универсальный вариант — проволока до 2 мм в диаметре. Ее удобно набирать на жало паяльника или вводить непосредственно в зону пайки.

Интересное предложение от производителей — паяльная паста, или порошок. Это мелкодисперсный припой, в который для вязкости добавляют жидкий флюс. Получается консистентный состав с высокой адгезией, которым можно паять без предварительного флюсования. Просто наносим пасту на контакты, и производим нагрев.

Можно работать без традиционного паяльника, с помощью паяльного фена. Благодаря тонкому помолу, припой плавится быстро, и моментально растекается по рабочей зоне (с помощью флюса).

Для начинающего мастера это неплохой вариант. Работать просто, но вы не сможете научиться качественно паять в тяжелых условиях: когда под рукой нет хорошего флюса и припоя.

Как паять медью

Медь, никель или серебро, используют в качестве основы для специализированных припоев, которые не применяются в бытовой электронике. Медные припои имеют температуру плавления 800–900°C, поэтому работать с ними в относительно нежных печатных платах невозможно. С их помощью в электротехнике припаивают контактные площадки, основное применение — сборка медных труб. Состав выпускается в виде проволоки.

Практические советы в нестандартных ситуациях

• Установка и демонтаж элементов с двумя ножками выполнить несложно. А как выпаять микросхему из платы паяльником, ведь надо одновременно греть несколько ножек? Используйте теплопроводный предмет большой площади. Например, медную оплетку.
• Если после удаления деталей из платы, отверстие оказалось закрыто припоем, используйте зубочистку.
• Для фиксации элементов перед пайкой можно использовать зажим «третья рука».

Несмотря на обилие теоретических советов, научиться правильно паять поможет только практика. Возьмите неисправную монтажную плату от любой электроники, несколько раз демонтируйте и припаяйте компоненты. То же самое относится к сращиванию проводов. Достаточно пары метров использованной проводки, чтобы получить практический навык. После чего приступайте к реальной работе.

Видео по теме