Термопинцет для smd компонентов своими руками

Автор: justatom
Опубликовано 04.05.2016.
Создано при помощи КотоРед.

Термопинцет своими руками

Термопинцет – экзотика до тех пор, пока не начнется работа с SMD.
Вот тут-то и возникает нужда. Как правило при замене (тяга поживиться, снимая "хабар" с битых плат вряд ли оправдана).
Хотя. Хотя, если уж откровенно, счистить левый компонент вполне можно и "вилкой".
Но если все-таки нельзя, то нужен сабж.

А он – хороший или по меньшей мере приемлемый, ибо "плохой" в данном случае означает "никакой" – весьма недешев.
"Пэйс", к примеру – где-то в районе 40К за паяльник + еще столько же за станцию.

Хотя, если уж честно-честно, мотивация данного проекта была чуточку другой.
Работа с сетевым электричеством.
Первый опыт.
Ибо пинцет замышлялся регулируемым.

Итак.
Берется обычный паяльник. Два. Как оказалось впоследствии, отечественные дешевые для такого дела – не самый лучший выбор.
И практически сразу же после знакомства у паяльника откусывается часть "гарды":

Далее, в меру искусности тентаклей, из подручных деревяшек, оказавшимся в наличии инструментом вытачиваются рукоятки.
Паяльники укладываются в эти колыбельки (хочется верить, что идеально) и основательно приматываются изолентой.
Уже кое-что.

Сзади они скрепляются прецизионной шкатулочной петелькой, а спереди сдерживаются достаточно мягкой пружинкой:

И вот вам в итоге – квадрокоптер Можайского, но вполне плавающий:

Нужно, правда, еще жала изготовить.
Почему нет? В меру вашей фантазии.
На любой вкус.
Нужно лишь заметить, что обгорают они быстро. Это вам не япона-мода. (

Фиксация в пинцетской плоскости желательна.
Но не обязательна. Если обоим жалам есть обо что упереться на плате.
Так бывает не всегда. Но довольно-таки часто.
Легкость выпаивания деталек зависит от структуры плат.
Любительские – мгновенно. А вот с мощными полигонами, многослойные – как повезет.
Но все равно можно.

В итоге – счастливый обладатель пинцета счастливо обладает очищенной платой.
А может даже – и детальками.

Далее.
Закономерно возникает желание контролировать температуру жал.
Значит, нужна схема.
И она возникла.
Моя первая схема для сети 220В.
Как следствие неуверенности (220!) – перестраховки по поводу и без.

К примеру, трансформатор безопасности на период сборки и отладки.
Настоящий суровый радиолюбитель, я уверен, не знает, что это. Читая сей текст, он лишь снисходительно усмехается.
Или – расчет резистора на управление триаком. Он взят практически по НИЖНЕЙ границе тока. И ток там ведь не постоянный, а лишь на момент включения (хотя включается на каждом периоде). И резисторы при светодиодах (хотя, я использую очень чувствительные). И радиаторы для триаков – они не нужны при такой слабой нагрузке. Короче – 1001 перестраховка.

Подумал, что скомканно описал саму схему и добавил этот кусок; eсли разжевываю тривиальщину, просто пропустите его.
МК (ардуино) управляет оптопарой MOC3041 (кстати, из даташита на нее пришли и резистор 39 Ом с конденсатором 0.01мФ – для гашения инерции триака "The 39 ohm resistor and 0.01 мF capacitor are for snubbing of the triac and may or may not be necessary depending upon the particular triac and load used". Не требующаяся подстраховка. Кстати, в схеме оттуда ограничительний резистор вообще полагается 360 Ом, но об этом я уже посожалел).
Программа для ардуино – простейшее чередование напряжения и пауз, циклически выбирается нажатием кнопки, отображается цветными светодиодами на демо-макетке – предусмотрено три режима-температуры, где паузы длиннее, а нагревы короче. Не думаю, что код кому-то интересен, там все элементарно. Для жизненности, конечно, нужна еще калибровка каждого из паяльников и введение поправочного коэффициента. Но я этого не делал.
На рисунке показана схема для одного жала. Для другого – то же самое, но с учетом, что трансформатор безопасности – общий для обоих половинок.
Саму печатку не показываю. Уж извините, мне просто стыдно за реализацию 🙁 – она на очень большом текстолите, с дублирующими участками, некрасиво, неоптимально и т.д.
Уверен, каждый из вас это сделает в разы лучше. Если захочет.
Трансформатор безопасности составлен из двух одинаковых тороидальных трансов на 120Вт каждый, подключенных друг к другу понижающими обмотками.
Вот так.

___ > UPDATE

Так или иначе, схема была создана.
"Мозгом" послужил ардуино. Лениво было сажать МК на плату. А если бы решился, то взял бы tiny13 – выбор режима был бы одновременно и индикацией. Какой-нибудь галетник. Функционал минимальный.

Для демо же красиво мерцали три цветные и одна белая лампочки:

Разумеется, живьем все выглядит менее уютно (тест, где вместо паяльников лампочки по 40Вт):

И, наконец, финальный тест.
Разные режимы – разные температуры.
В перспективе можно подумать и о термопарах с полной автоматикой. Помечтать.

Все работает.
Не в пример какой-нибудь дешевой УИХУА, от которой после пары попыток загорается искреннее желание хватить изделие об стену. От души.

В заключение.
Отечественные паяльники хороши именно как паяльники. Нормальны.
А вот в составе термопинцета они, мягко говоря, не идеальны.
Фиксация жала недостаточна. Гуляет. Нужна конструкция иная.
Но ничего.
Ничего.

Поверхностно-монтируемые компоненты в своем названии предусматривают установку на поверхность платы, а не в отверстия, как старые элементы. SMD (поверхностно-монтируемые элементы) легче, дешевле, меньше, и могут быть размещены ближе друг к другу. Эти факторы, а также другие, повлияли сегодня на широкое распространение компонентов без выводов.

Существует много относительно недорогих инструментов и простых методов для пайки и распайки SMD.

Инструменты для пайки SMD

1. Регулируемый по температуре паяльник. Инструмент за 10 баксов без контроля температуры на самом деле не наилучший тренажер, чтобы научиться паять SMT. Вам не нужна дорогая паяльная станция, но у вас должна быть возможность контролировать температуру.

Относительно недорогой регулируемый паяльник за 50 долларов имеет ручку ступенчатого контроля температуры от 0 до 5. Поставляется с привычным жалом ST3 в форме клина, которое может быть слишком широким для чип компонентов, но оно всё же довольно часто используется для пайки. Многим людям будет более комфортно работать с конусными жалами ST7 или ST8. Насадка миниволна ST5 удобна для пайки деталей в корпусах QFP, QFN, PLCC, SOIC. Небольшое углубление в её срезанной поверхности позволяет удержать припой в количестве, достаточном для распределения по всему ряду выводов микросхемы.

1. Припой. Для ручной пайки поверхностно-монтируемых элементов, нам нужен оловянно-свинцовый сплав 60/40 в виде проволоки диаметром в 0,015 дюйма (0,4 мм). Свинца в сплаве может быть больше и проволока понадобиться толще, если вам нужно закрепить на плате разъём.

1. Распаечная тесьма. Это одна из вещей, которая просто незаменима для ручной пайки. Также известная как скребок припоя — помогает удалять припой. Она сплетена из тонких медных проволок в длинную косичку, и иногда имеет флюс внутри.

1. Пинцет. Захваты с плоскими наконечниками необходимы для перемещения и удерживания миниатюрных чип компонентов. Очень удобны такие с загнутыми концами. Вы можете приобрести такие примерно за 5 долларов.

Некоторые люди используют вакуумный пинцет, чтобы забирать и ставить на место мелкие компоненты.

1. Флюс. Его не всегда используют при ручной пайке плат с SMD, но некоторые люди не могут обойтись без него. Флюс можно применять даже с готовыми проволочными припоями, так как чем тоньше проволочка, тем меньше в ней этого растворителя. Во время пайки ножки элементов прогреваются больше чем один раз, поэтому важно добавлять немного флюса извне.

1. Лупа с фонариком. Вам в любом случае понадобиться много света и увеличительное стекло при пайке миниатюрных элементов. Есть хорошие линзы на голову подобные OptiVisors, увеличивающие в 2,5 раза, в них встроены лампы освещения.

Чтобы проверить свою работу вам понадобится лупа с 10 кратным увеличением. Такие лупы тоже есть со встроенным фонариком.

Техника удаления припоя тесьмой

Чтобы сделать распайку, положите медную косичку на ножки элемента и проведите по ней горячим паяльником. Тепло и флюс перетянет олово на неё. Используйте другой конец косички, если кажется что ничего не получается (с катушки отрезается небольшой её кусочек).

В зависимости от обстоятельств косичку нужно поднимать выше, при этом тепло будет удаляться по ней вверх от области касания паяльника.

Чтоб очистить тесьму, вам нужно добавить флюса побольше.

Пайка двухконтактных элементов

Такие элементы, как резисторы и конденсаторы часто растрескиваются из-за неравномерного нагрева. Паяйте два их противоположных конца одновременно. Используйте пинцет, чтобы удерживать деталь на плате. Подайте немного припоя на одну сторону, чтобы образовалась аккуратная галтель между концом элемента и контактной площадкой. В идеале должна получиться именно плавная перемычка, а не огромный шарик олова на конце.

Если все не так, используйте медную тесьму, чтобы удалить лишний припой.

Пайка SOIC и других микросхем с множеством ножек

Используйте пинцет или вакуумную присоску для удерживания SOIC (малого контура интегральную микросхему) на плате. Припаяйте один из выводов микросхемы, желательно чтоб это была ножка питания. Затем прихватите другой вывод питания с противоположной стороны. Проследите, чтобы все остальные ножки выстроились над своими контактными площадками.

Подсоединяйте остальные ножки — начиная с крайних, не припаянных контактов, проведите волну припоя, подавая при необходимости оловянную проволоку к жалу паяльника. Сделайте эту операцию как можно быстрее, не допустив перегрева микросхемы.

Удаление наплывов

Когда вы закончите пайку, осмотрите ножки чип элементов. Маленькие мостики между ними могут быть легко удалены, быстрым прогревом их паяльником, смоченным во флюсе. Толстые перемычки удаляются знакомым нам способом — с помощью распаечной тесьмы.

Автор: Алексей Алексеевич, г. Пермь.

В этой статье будет рассмотрена небольшая инструкция по пайки smd компонентов. Вы научитесь паять многоногие микросхемы, а так же познакомитесь с основными моментами и возможными трудностями, которые могут возникнуть в процессе пайки и узнаете как их избежать. В статье наглядно показано как паять SMD компоненты своими руками, а так же рассказывается о необходимом оборудовании и припоях, надеюсь надеюсь будет полезно!

С каждым днем все чаще радиолюбители используют в своем творчестве SMD детали и компоненты. Не смотря на размеры, работать с ними проще: не нужно сверить отверстия в плате, откусывать длинные вывода и т.д. Осваивать пайку SMD компонентов нужно обязательно, так как она точно пригодится.

Данный мастер-класс рассчитан не на новичков в пайке, а скорее на любителей, которые хорошо паяют но испытывают небольшие затруднения с пайкой многоногих микросхем или контроллеров.

Что понадобится для пайки SMD компонентов

Паяльник с регулятором температуры и толщиной жала

Губка для очистки жала

Оплётка для выпайки

Пинцет радиомонтажный

Припой трубчатый или другой

Флюс паста

Флюс жидкий

А лучше всего купить готовый набор для пайки SMD компанентов, где есть все необходимые инструменты и принадлежности.

Это минимальный набор, без дорогих паяльных станций, фенов и оловоотсосов.

Паяем SMD компоненты своими руками

Итак, начнем с самого сложного — пайка контроллера в корпусе QFP100. С чип резисторами и конденсаторами, думаю, и так все понятно. Главное правило тут: много флюса не бывает или флюсом пайку не испортишь. Избыточное нанесение флюса не дает олову обильно растекаться по контактом и замыкать их. Ещё есть второе второстепенное правило: даже мало припоя бывает много. В общем, дозировать и наносить его на жало нужно очень осторожно, чтобы не переборщить, иначе зальет все сразу.

Лужение площадки

Опытные радиолюбители не всегда выполняют подобный шаг, но на первых парах я рекомендую его сделать.

Нужно залудить плату, а именно место куда будет припаян контроллер. Конечно, площадка скорей всего залужена, особенно если плата сделана на производстве. Но со временем на контактах появляется оксидная пленка, которая может вам помешать. Нагреваем паяльник до рабочей температуры. Площадку обильно смазываем флюсом. На жало наносим немного припоя и лудим дорожки.

Лишний припой удаляем с помощью ПЩ провода. Он отлично впитывает припой благодаря эффекту капиллярности.

Устанавливаем и выравниваем контроллер

Когда площадка подготовлена, пришло время установить контроллер. Тут есть хитрость, большинство паяльщиков устанавливают микросхему и пинцетом выравнивают ее контакты по дорожкам. Но делать это очень сложно, так как даже небольшое подергивание рукой откидывает контроллер на значительное расстояние. Делать это будет гораздо проще, если смазать по диагонали уголки флюсом-пастой.

Теперь устанавливаем контроллер и корректируем пинцетом.

Как только микросхема встала — припаиваем контакты по диагонали.

Проверяем, все ли контакты попали на свои места.

Пайка SMD контактов микросхемы

Тут уже можно использовать как жидкий, так и тягучий флюс. Очень обильно наносим его на контакты.

Смачиваем каплей припоя жало, лишнее очищаем губкой.

И, аккуратно проводим по смазанным контактам.

Торопиться в этом деле не нужно.

Удаление лишнего флюса и припоя

Посте пропайки всех контактов, пришло время удалять лишний припой. Наверняка несколько контактов, да слиплись.

Очень обильно смачиваем контакты жидким флюсом. Жало паяльника полностью очищаем губкой от припоя и проходимся по слипшимся контактам. Лишний припой должен втянуться на жало. Чтобы удалить лишний флюс используйте СБС — спирто-бензиновую смесь, смешанную 1:1.

И тщательно всё протираем!

Смотрите видео с мастер-классом:

Обязательно посмотрите видео, где наглядно видно движение паяльника и все манипуляции.