Что нужно для пайки микросхем: правила работы паяльником и паяльной станцией — Концессии и государственно-частное партнерство в ЖКХ

Содержание

Пайка для начинающих / Хабр

Мои отношения с радио- и микроэлектроникой можно описать прекрасным анекдотом про Льва Толстого, который любил играть на балалайке, но не умел. Порой пишет очередную главу Войны и Мира, а сам думает «тренди-бренди тренди-бренди…». После курсов электротехники и микроэлектроники в любимом МАИ, плюс бесконечные объяснения брата, которые я забываю практически сразу, в принципе, удается собирать несложные схемы и даже придумывать свои, благо сейчас, если неохота возиться с аналоговыми сигналами, усилениями, наводками и т.д. можно подыскать готовую микро-сборку и остаться в более-менее понятном мире цифровой микроэлектроники.

К делу. Сегодня речь пойдет о пайке. Знаю, что многих новичков, желающих поиграться с микроконтроллерами, это отпугивает. Но, во-первых, можно воспользоваться макетными платами, где просто втыкаешь детали в панель, без даже намека на пайку, как в конструкторе.

Так можно собрать весьма кучерявое устройство.

Но иногда хочется таки сделать законченное устройство. Опять-таки, не обязательно «травить» плату. Если деталей немного, то можно использовать монтажную плату без дорожек (я использовал такую для загрузчика GMC-4).

Но вот паять таки придется. Вопрос как? Особенно, если вы этого никогда раньше не делали. Я, возможно, открою Америку, но буквально несколько дней назад я сам для себя открыл волшебный мир пайки без особого геморроя.

До сего времени мое понимание сути процесса ручной пайки было следующим. Берется паяльник (желательно с жалом не в форме шила, а с небольшим уплощением, типа лопаточки), припой и канифоль. Для запайки пятачка, ты берешь капельку припоя на паяльник

, макаешь паяльник в канифоль, происходит «пшшшшш», и пока он идет, ты быстро-быстро касаешься паяльником места пайки (деталь, конечно, должна быть уже вставлена), и после нескольких мгновений разогрева припой должен каким-то волшебным образом переходить на место пайки.

Увы, у меня такой метод работал очень плохо, практически не работал. Детали нагревались, но припой никуда с паяльника не переходил. Очевидно, что проблема была в катализаторе, то есть канифоли. Того «пшшшшш», что я делал, опуская конец паяльник в канифоль, явно не хватало, чтобы «запустить» процесс пайки. Пока ты тащишь паяльник к месту пайки, вся почти канифоль успевает сгореть. Именно поэтому, кстати, мне была совершенно непонятна природа припоя, внутри которого уже содержится флюс (какой-то вид катализатора, типа канифоли). Все равно, в момент набирания припоя на паяльник весь флюс успевает сгореть.

Экспериментальным путем я нашел несколько путей улучшить процесс:

Лудить места пайки заранее. Реально, при пайке деликатных вещей, типа
микросхем это крайне непрактично. Тем более, обычно, их ножки уже
луженые.
Крошить канифоль прямо на место пайки. Аккуратно кладешь кристаллик канифоли прямо на место пайки, и тогда «пшшшшш» происходит прямо там, что позволяет припою нормально переходить с паяльника. Увы, после такой пайки плата вся обгажена черными заплесами горелой канифоли. Хотя она и изолятор, но порой не видно дефектов пайки.Поэтому плату надо мыть, а это отдельный геморрой. Да и само выкрашивание делает пайку крайне медленной. Так я паял Maximite.
Использовать жидкой флюс. По аналогии с выкрашиваем канифоли, можно аккуратно палочкой класть капельку жидкого флюса (обычно, он гораздо «сильнее» канифоли), и тогда будет активный «пшшшшш», и пайка произойдет. Увы, тут тоже есть проблемы. Не все жидкие флюсы являются изоляторами, и плату тоже надо мыть, например, ацетоном. А те, что являются изоляторами все равно остаются на плате, растекаются и могут мешать последующей внешней «прозвонке». Выход — мыть.

Итак, мы почти уже у цели. Я так подробно все пишу, так как, честно, для меня это было прорыв. Как я случайно открыл, все, что нужно для пайки несложных компонент — это паяльник, самый обычный с жалом в виде шила:

и припой c флюсом внутри:

ВСЕ!

Все дело в процессе. Делать надо так:

Деталь вставляется в плату и должна быть закреплена (у вас не будет второй руки, чтобы держать).
В одну руку берется паяльник, в другую — проволочка припоя (удобно, если он в специальном диспенсере, как на картинке).
Припой на паяльник брать НЕ НАДО.
Касаетесь кончиком паяльника места пайки и греете его. Обычно, это секунды 3-4.
Затем, не убирая паяльника, второй рукой касаетесь кончиком проволочки припоя с флюсом места пайки. В реальности, в этом месте соприкасаются сразу все три части: элемент пайки и его отверстие на плате, паяльник и припой. Через секунду происходит «пшшшшш», кончик проволочки припоя плавится (и из него вытекает немного флюса) и необходимое его количество переходит на место пайки. После секунды можно убирать паяльник с припоем и подуть.

Ключевой момент тут, как вы уже поняли, это подача припоя и флюса прямо на место пайки. А «встроенный» в припой флюс дает его необходимое минимальное количество, сводя засирание платы к минимуму.

Ясное дело, что время ожидания на каждой фазе требует хотя бы минимальной практики, но не более того. Уверен, что любой новичок по такой методике сам запаяет Maximite за час.

Напомню основные признаки хорошей пайки:

Много припоя еще не значит качественного контакта. Капелька припоя на месте контакта должна закрывать его со всех сторон, не имея рытвин, но не быть чрезмерно огромной бульбой.
По цвету пайка должна быть ближе к блестящей, а не к матовой.
Если плата двухсторонняя, и отверстия неметаллизированные, надо пропаять по указанной технологии с обоих сторон.

Стоит заметить, что все выше сказанное относится к пайке элементов, которые вставляются в отверстия на плате. Для пайки планарных деталей процесс немного более сложен, но реален. Планарные элементы занимают меньше места, но требуют более точного расположения «пятачков» для них.

Планарные элементы (конечно, не самые маленькие) даже проще для пайки в некотором роде, хотя для самодельных устройств уже придется травить плату, так как на макетной плате особого удобства от использования планарных элементов не будет.

Итак, небольшой, почти теоретический бонус про пайку планарных элементов. Это могут быть микросхемы, транзисторы, резисторы, емкости и т.д. Повторюсь, в домашних условиях есть объективные ограничения на размер элементов, которых можно запаять обычным паяльником. Ниже я приведу список того, что лично я паял обычным паяльником-шилом на 220В.

Для пайки планарного элемента уже не получится использовать припой на ходу, так как его может «сойти» слишком много, «залив» сразу несколько ножек. Поэтому надо предварительно в некотором роде залудить пятачки, куда планируется поставить компонент. Тут, увы, уже не обойтись без жидкого флюса (по крайне мене у меня не получилось).

Фаза 1

Капаете немного жидкого флюса на пятачек (или пятачки), берете на паяльник совсем немного припоя (можно без флюса). Для планарных элементов припоя вообще надо очень мало. Затем легонько касаетесь концом паяльника каждого пятачка. На него должно сойти немного припоя. Больше чем надо, каждый пятачек «не возьмет».

Фаза 2

Берете элемент пинцетом. Во-первых, так удобнее, во-вторых пинцет будет отводить тепло, что очень важно для планарных элементов. Пристраиваете элемент на место пайки, держа его пинцетом. Если это микросхема, то надо держать за ту ножку, которую паяете. Для микросхем теплоотвод особенно важен, поэтому можно использовать два пинцета. Одним держишь деталь, а второй прикрепляешь к паяемой ножке (есть такие пинцеты с зажимом, которые не надо держать руками). Второй рукой снова наносишь каплю жидкого флюса на место пайки (возможно немного попадет на микросхему), этой же рукой берешь паяльник и на секунду касаешься места пайки. Так как припой и флюс там уже есть, то паяемая ножка «погрузится» в припой, нанесенный на стадии лужения. Далее процедура повторяется для всех ног. Если надо, можно подкапывать жидкого флюса.

Когда будете покупать жидкий флюс, купите и жидкость для мытья плат. Увы, при жидком флюсе лучше плату помыть после пайки.

Сразу скажу, я ни разу не профессионал, и даже не продвинутый любитель в пайке. Все это я проделывал обычным паяльником. Профи имеют свои методы и оборудование.

Конечно, пайка планарного элемента требует куда большей сноровки. Но все равно вполне реально в домашних условиях. А если не паять микросхемы, а только простейшие элементы, то все еще упрощается. Микросхемы можно покупать уже впаянные в колодки или в виде готовых сборок.

Вот картинки того, что я лично успешно паял после небольшой тренировки.

Это самый простой вид корпусов. Такие можно ставить в колодки, которые по сложности пайки такие же. Эти элементарно паяются по первой инструкции.

Следующие два уже сложнее. Тут уже надо паять по второй инструкции с аккуратным теплоотводом и жидким флюсом.

Элементарные планарные компоненты, типа резисторов ниже, весьма просто паяются:

Но есть, конечно, предел. Вот это добро уже за пределами моих способностей.

Под занавес, пару дешевых, но очень полезных вещей, которые стоит купить в дополнение к паяльнику, припою, пинцету и кусачкам:

Отсос. Изобретателю этого устройства стоит поставить памятник. Налепили много припоя или запаяли не туда? Сам припой, увы, обратно на паяльник не запрыгнет. А вот отсосом убирается элементарно. Одной рукой разогреваете паяльником место «отпайки». Второй держите рядом взведенный отсос. Как «оттает», нажимаете на кнопку, и припой прекрасным образом спрыгивает в отсос.
Очки. Когда имеешь дело с ножками и проводами, может случиться, что разогретая ножка отпружинит, и припой с нее куда-то полетит, возможно, в глаз. С этим лучше не шутить.

Успехов в пайке! Запах канифоли — это круто!

что следует знать о тонкостях процедуры?

Пайка микросхем сегодня – незаменимая процедура, в которой постоянно нуждается современная радиоэлектроника. Радиоэлектронная аппаратура вроде мобильных устройств, телефонов и тому подобного, требует применения радиоэлементов (микросхем) в корпусе типа bga.

Этот корпус дает возможность экономить значительное место на печатной плате путем размещения выводов на нижней поверхности элемента, а также выполнения данных выводов в облике плоских контактов, с покрытием припоя в виде полусферы.

В корпусе подобного рода выполняются полупроводниковые микросхемы. Пайка данного элемента осуществляется посредством нагрева корпуса элемента, и, как правило, подогрева печатной платы, разъемов, с помощью горячего воздуха, а также инфракрасного излучения.

Оборудование для пайки

Пайка bga-элементов может сопровождаться некоторыми сложностями, а поэтому в большинстве случаев для осуществления данной процедуры применяется в основном дорогостоящее оборудование.

Однако в пайке bga-микросхем, разъемов, может применяться минимальный простой набор инструментов и материалов. Таким образом, можно использовать следующее оборудование: фен, микроскоп, пинцет, флюс, вата, жидкость для удаления флюса, монтажное шило, предназначенное для коррекции элемента на плате, фольга для тепловой защиты.

Безусловно, данный набор вспомогательных предметов для пайки может отличаться в зависимости от выбора пайщика, дополняться другим инструментами и материалами, к примеру, паяльной станцией.

Пайка дома

В условиях стремительного развития технического прогресса постоянно наблюдается потребность в усовершенствовании сферы радиоэлектроники и смежных областей. Так, в последнее время наблюдается тенденция к увеличению плотности монтажа, вследствие чего появились на свет корпуса типа bga для микросхем.

Таким образом, размещение выводов под корпусом микросхемы дало возможность разместить достаточное количество выводов в незначительном объеме. Многие современные мобильные устройства или просто электронные устройства испытывают острую потребность в данных корпусах. Если у вас имеется компьютер, вам может понадобится соединение разъемов bga и мн. др.

Вместе с тем, пайка и ремонт подобных микросхем становятся более сложными процедурами, поскольку обработка микросхем, компьютерных разъемов, с каждым днем становится требовательной к большей аккуратности пайщика, а также знаниям технологического процесса. Но все-таки пайка может выполняться в домашних условиях и для этого понадобится определенный набор инструментов.

Для работы понадобятся:

Паяльная станция, в набор которой есть термофен;
Паяльная паста;
Трафарет для нанесения на микросхему паяльной пасты;
Шпатель для нанесения паяльной пасты;
Флюс;
Пинцет;
Оплетка для снятия припоя;
Изолента.

Порядок выполняемой работы:

Организуйте рабочее место, положив набор инструментов в удобном для вас положении. Перед тем, как начать работу с микросхемой, сделайте риски на плате по краю корпуса микросхемы.
Температура горячего воздуха, который выдувает фен, должна колебаться в диапазоне 320-350 гр. С. Температура выбирается в зависимости от размера чипа. Желательно, чтобы фен выдувал воздух с минимальной скоростью, поскольку в противном случае с большой вероятностью горячий воздух может попросту сдуть рядом находящиеся мелкие детали. Фен необходимо держать перпендикулярно по отношению к плате. Термофен должен греть на протяжении одной минуты, а воздух направляться не по центру, а больше по краям, охватывая весь периметр. В таком случае существует высокая вероятность перегреть кристалл. Стоит отметить особую чувствительность памяти к температурному перегреву.
Далее микросхема поддевается за край, после чего поднимается над платой. Наиболее важно в этот момент – не прилагать особых, чрезмерных усилий: если припой расплавился не полностью, существует вероятность отрыва от дорожки.
По окончании отпайки микросхема и плата могут поддаваться работе. Если на данном этапе нанести флюс, после чего прогреть поверхность, вы увидите, как припой образует неровные шарики.
Нанести спиртоканифоль (во время пайки на плату использовать спиртоканифоль нежелательно по причине низкого удельного сопротивления), после чего греем.
Аналогичная процедура проделывается с микросхемой
Следующим этапом нужно очистить платы, а также микросхемы от старого припоя. Стоит отметить, что достаточно хорошие результаты показывает в данном деле пайка паяльником. Но в конкретном случае применяем термофен. Крайне нежелательно повредить паяльную маску, так как потом тиноль будет растекаться по дорожкам.
Далее следует накатка новых шаров. Таки образом, вполне возможно применение новых готовых шаров (достаточно трудоемкая процедура). Используем «трафаретную» технологию, позволяющую получить шары быстрее и качественнее. Стоит отметить, что при этом желательно воспользоваться качественной паяльной пастой, так как от паяльной пасты многое зависит в процессе пайки. Понять, что вы пользуетесь качественной паяльной пастой можно путем нагрева небольшого количества материала паяльной смеси: качественная паста образует гладкий шарик, в то время как некачественный продукт распадается на многочисленные мелкие шарики. Интересно знать, что некачественной паяльной пасте не помогает даже температура нагрева 400 гр. С.
Затем микросхема закрепляется в трафарете, после чего приступаем к нанесению паяльной пасты, намазывая ее на палец, либо с помощью шпателя.
Придерживаем трафарет с пинцетом и расплавляем пасту, при этом температур, которую выдувает фен, должна составлять максимально 300 гр. С. Термофен следует держать перпендикулярно и только перпендикулярно (не забывайте, т. к это важно). Трафарет следует придерживать пинцетом до полного затвердевания припоя.
После того как припой остыл, можно приступать к снятию крепежной изоленты, после чего в дело вступает фен, температура нагрева которого составляет 150 гр. С. Таким образом, аккуратно нагреваем трафарет до плавления флюса.
Отделяем микросхему от трафарета и можем наблюдать, как вышли ровные и аккуратные шарики. Так, микросхема полностью готова к установке на плату.
В том случае, если риски на плате, о которых говорилось в самом начале, не выполнены, позиционирование делится следующим образом: микросхема переворачивается выводами вверх, после чего прикладывается краешком к пятакам; засекаем, в каком месте должны быть края схемы; микросхема устанавливается по рискам на плату, при этом постараться шарами поймать пятаки по максимальной высоте; прогреваем микросхему до расплавления припоя. Флюс должен наноситься в небольшом количестве. Температура воздуха, которую выдувает термофен, должна составлять на данном этапе 320-30 гр. С.

Пайка подобным образом может производиться в домашних условиях. Все что требуется – поочередность и правильность действий.

микрочипов для пайки вручную! : 6 шагов (с иллюстрациями)

Введение: ручная пайка крошечных микросхем!

Вы когда-нибудь смотрели на микросхему, которая меньше кончика вашего пальца и не имеет контактов, и задавались вопросом, как вы вообще сможете припаять ее вручную? в другой инструкции Колина есть хорошее объяснение того, как сделать свою собственную пайку оплавлением, но если ваш чип не BGA, и вам нужен метод, который быстрее и не будет выделять столько ядовитых паров в воздух, читайте дальше. ..

п.с. вот что вам нужно:
— паяльник (тонкий наконечник)
— микроскоп (или очень, очень хорошее зрение)
— немного флюса поможет (флюсовая ручка)

Шаг 1: Проверьте чип

Убедитесь, что знаете какая ориентация чипа должна быть на печатной плате. На этом изображении вы можете видеть маленькую точку слева от «CYG». По соглашению для чипов маленькая точка указывает на верхний левый угол чипа, и вы можете взглянуть на схему компоновки печатной платы, чтобы понять, как чип должен быть ориентирован на плате.

Шаг 2. Залудите контакты (и, возможно, контактные площадки)

Переверните микросхему вверх дном и нанесите небольшое количество припоя на каждый из контактов. Вы можете сделать то же самое и для доски, если хотите. Убедитесь, что вы нагреваете металл контактной площадки достаточно, чтобы расплавить сам припой, а не плавить припой непосредственно кончиком утюга. После того, как вы залудите все контактные площадки, используйте флюсовый карандаш, чтобы нанести немного флюса на плату, где будет крепиться чип.

Шаг 3. Установите чип на место

Переверните чип лицевой стороной вверх и осторожно вставьте его на место с помощью пинцета, пока он не окажется в центре того места, где он должен находиться.

Шаг 4: соедините верх с низом

Теперь самое интересное. Один за другим вам нужно нагреть шарики припоя, которые вы создали, чтобы они соединились с чипом *и* платой. Вы можете сделать это, касаясь контактных площадок/контактов со стороны жалом паяльника, а иногда покачивая им вверх и вниз, чтобы способствовать формированию соединения. Хороший трюк для первого контакта, который вы припаиваете (это может быть любой контакт, на самом деле не имеет значения, какой), состоит в том, чтобы крепко удерживать чип на месте с помощью пинцета (приколите его к плате) и прикоснитесь к горячему. гладьте штифт/площадку в одном углу, пока припой не перекроет зазор. С любым контактом вам, возможно, придется покачивать его вверх и вниз или добавлять немного припоя (см. рисунок), чтобы его соединить. Но не добавляйте слишком много, иначе вы рискуете перемкнуть контакты, которые не должны быть перемкнуты. Даже с одним подключенным контактом чип будет достаточно стабильным, чтобы вы могли делать все остальное, не удерживая его нажатым. Вы можете обойти чип, подключая каждый контакт к плате, пока не получите их все. См. следующий шаг, чтобы убедиться, что вы все успешно подключили.

Шаг 5: Проверьте свою работу

Теперь вы можете наклонить чип вверх и посмотреть на точки соединения, чтобы убедиться, что все соединения выполнены успешно. Увеличьте масштаб настолько, чтобы вы могли видеть, идет ли припой от контакта к контактной площадке или нет. Для тех, у кого их нет, добавьте еще немного припоя на контактную площадку и покачивайте утюгом вверх и вниз, пока он не соединится, как сталагит, встречающийся со сталагмитом.

Шаг 6: Действуйте!

Если все выглядит хорошо, попробуйте! С микроконтроллером первое, что нужно сделать, это попробовать запрограммировать его и посмотреть, будет ли он реагировать. Оттуда вы можете проверить, может ли он взаимодействовать с вещами, к которым он подключен (светодиодами, датчиками, исполнительными механизмами и т. д.). Удачной пайки!

Инструменты для пайки, которые сделают вашу жизнь проще

Единственные инструменты для пайки, которые вам действительно понадобятся, чтобы начать паять, это паяльник и немного припоя. Если вы просто хотите начать, это то, что я рекомендую вам получить.

Несмотря на то, что с помощью паяльника можно многое сделать, несколько дополнительных инструментов могут облегчить задачу.

В этой статье я покажу вам основные инструменты для пайки.

Паяльник

Без паяльника мало что можно паять.

Но паяльник не обязательно должен быть дорогим. Вы можете найти паяльники менее чем за 10 долларов, которые подойдут большинству начинающих. Но по мере того, как вы прогрессируете и хотите делать более продвинутые доски, вы, возможно, захотите вложить немного больше.

Я написал руководство о том, как найти лучший паяльник для ваших нужд. Прочтите эту статью, если вы хотите паять, но не знаете, какой паяльник выбрать.

Несмотря на то, что это не «инструмент», вам также понадобится припой для пайки.

Кусачки для проволоки

Кусачки для проволоки — очень удобный маленький инструмент для пайки. Используйте его для обрезки длинных ножек компонентов или для зачистки конца провода.

Они также называются кусачками заподлицо, бокорезами, электронными ножницами, кусачками и т. д.

Я никогда не вкладывал много денег в этот инструмент. Самый дешевый доступный, как правило, достаточно хорош для большинства вещей. Например этот от Hakko.

Я сторонник старой школы и предпочитаю кусачки. Но вы также можете облегчить себе жизнь с помощью инструмента для зачистки проводов.

Паяльные инструменты Для распайки

Иногда ошибаешься. Или вам нужно заменить компонент в цепи. Это означает, что вам нужно отпаять, чтобы исправить это.

Для распайки я использую два инструмента: присоска и фитиль .

Присоска для припоя

Присоска для припоя или насос для припоя представляет собой механический вакуумный насос. Он высасывает припой из места пайки. Просто нагрейте место пайки, чтобы припой стал жидким, а затем отсосите его припоем. Я использую этот инструмент, когда мне нужно удалить много припоя за один раз.

Вот хороший комплект с припоем и фитилем.

Фитиль для припоя

Фитиль для припоя — еще один инструмент для удаления припоя. Он состоит из медных нитей, которые будут поглощать припой из паяного соединения.

Я использую фитиль для удаления небольшого количества припоя. Например, чтобы удалить «перемычки» между выводами на микросхеме. Или если на большом паяном соединении осталось немного припоя, который просто не высосет припой.

Вот хороший комплект с припоем и фитилем.

Пинцет

Пинцет великолепен. Вы можете использовать их, чтобы удерживать компоненты на своих местах и не обжечь пальцы при пайке.

Если вы когда-нибудь паяли компоненты для поверхностного монтажа, они очень пригодятся для размещения небольших компонентов.

USB-микроскоп

Мой USB-микроскоп оказал неоценимую помощь в некоторых ситуациях отладки компонентов с мелким шагом. С его помощью вы можете, например, обнаружить крошечные паяные соединения между выводами, которых там быть не должно. Это также очень полезно для людей, у которых есть проблемы со зрением.

Это не то, что должно стоить сотни долларов. Вы можете найти микроскопы, которые достаточно хороши менее чем за 50 баксов. Например, этот USB-микроскоп для электроники получил много хороших отзывов.

Влажная губка

Влажная губка очень полезна для очистки жала паяльника. Наконечник горячий, а это значит, что он очень быстро окислится и загрязнится. Чистый наконечник быстрее передает тепло и облегчает пайку.

Губка в любом случае очень дешевая, поэтому всегда держите ее вместе с другими инструментами для пайки.

Обратите внимание, что если вы покупаете подставку для паяльника, губка обычно входит в комплект.

Подставка для паяльника

Паяльник сильно нагревается, поэтому важно размещать его в безопасном месте между пайкой. Для этого очень удобна подставка под паяльник. Поскольку он занимает много места, я не беру его с собой в путешествия, но он всегда есть у меня на рабочем столе в Норвегии.

Стоит всего около 5 баксов, поэтому я думаю, что стоит его приобрести. Вот подставка для паяльника от Elenco, которая идеально подходит для любителей.

Защитные очки

Во время пайки я очень рекомендую пару защитных очков. Хорошо, я признаю, что сам не *всегда* использую их. Но последствия попадания горячего припоя в глаза могут быть ужасными. Поэтому, пожалуйста, используйте их. И я также сделаю все возможное, чтобы не забыть использовать их с этого момента.

Пара обычных очков лучше, чем ничего. Но если вы хотите выглядеть как ученый, вот пара по разумной цене от Amston.

Где вы покупаете инструменты для пайки?

Необходимые инструменты обычно можно купить в местном хозяйственном магазине. Но вы также можете купить инструменты в интернет-магазине. Я составил список рекомендуемых мест, где можно приобрести инструменты и компоненты для электроники.