Чтобы осуществить крепление элементов методом пайки, необходимо использовать специальные материалы, которые обладают более низкой температурой начала плавления. Многие радиолюбители используют старый подход – припой. Вместе с ним необходимо применять флюс или кислоту.
Ускорить процесс пайки помогают современные составы – пасты. Они изначально включают в себя все нужные компоненты и не требуют каких либо добавок.
Каковы особенности этого материала и как правильно наносить паяльную пасту, мы попробуем разобраться.
Паяльная паста и ее свойства
Изначально данные составы использовались в технологиях типа SMT. В настоящее время их сфера распространения существенно расширилась. Паста включает такие основные компоненты:
- Припой в виде порошка с разной степенью дробления. Как правило, выбираются сплавы, включающие олово, свинец, серебро. Особое распространение получили бессвинцовые пасты.
- Флюс для обезжиривания.
- Необходимые добавки для связывания. Они упрощают монтаж и крепление smd-компонентов на платах. Для больших размеров платы требуется более вязкая паста.
- Активаторы и дополнительные компоненты.
Качественная пайка обеспечивается в том случае, если соблюдены срок и условия хранения. У большинства компонентов срок годности не превышает полгода. Для хранения и перевозки необходимо обеспечить режим от +2 до +10оС.
На фото паяльной пасты можно увидеть типичные их модификации. Однако при выборе нужно обращать внимание на соответствие материала таким требованиям:
- высокий уровень проведения паяльных работ с прочностью получаемых соединений, недопущением разбрызгивания и образования шариков;
- необходимые клеящие параметры, благодаря которым элементы удерживаются до проведения пайки;
- устойчивость к растеканию во время начального нагревания;
- отсутствие или минимальное количество остающегося после работ легко удаляемого флюса;
- применимость технологии дозирования или печати трафаретного типа;
- допустимость к хранению длительное время.
Разновидности
На рынке широко представлена продукция лучших производителей паяльной пасты под брендами Qualitek, UNIVERSAL, Felder, HERAEUS, ALPHA и т.д. Вся ассортиментная линейка может делиться на группы по видам:
- По химическому составу флюса – галогенсодержащие и без галогенов.
- По потребности в отмывании – требующие обработки и не требующие. Пасты первого вида могут отмываться водой (водорастворимые) или специальными жидкостями.
- В зависимости от припоя – содержащие свинец и бессвинцовые.
- По температуре – низко, средне и высокотемпературные.
Если паста не смывается водой, то в ее составе присутствует канифоль. В таком случае промывать детали надо при помощи растворителей.
Важно учитывать такую особенность – повышение степени паяемости элементов и smd компонентов сопровождается падением надежности крепления. А, например, галогенсодержащие составы улучшают параметр технологичности, но характеризуются несколько низкой надежностью.
Важные технические характеристики
Если вас интересует вопрос, какую паяльную пасту выбрать, то необходимо обратить внимание на физико-химические свойства смеси. Они зависят от наличия связующих компонентов, влияющих на консистенцию, клеящие параметры, уровень адгезии.
К таким свойствам относят:
- состав элементов – присутствие или отсутствие свинца, наличие легирующих добавок;
- величина припойных частиц по IliS;
- форма частичек, что влияет на возможности дозировки;
- вязкость, влияющая на технологию нанесения – потребность в дозаторе или трафарете;
- уровень паяемости, определяемый окисленностью и загрязненностью припойных частиц.
Если безотмывочные пасты не вызывают коррозии, то водосмывные способны вызвать такие процессы на месте пайки, поскольку включают в себя некоторые органические компоненты.
Технология использования пасты
Если вы еще не пользовались данным составом, то вам поможет наша инструкция для работы с паяльной пастой:
- сначала надо вычистить плату, обезжирить и тщательно просушить;
- установить плату горизонтально и зафиксировать в таком положении;
- в заданных соединительных точках равномерно наносится паста без пропусков;
- мелкие и smd элементы ставятся на плату;
- в некоторых случаях для большей надежности требуется обработка пастой ножек микросхем;
- в случае нижнего подогрева платы необходимо запустить фен и теплым потоком прогреть верхний участок с крепящимся элементом;
- после испарения флюса следует увеличить температуру до уровня плавки припоя;
- паять надо постоянно контролируя процесс;
- дать остыть и промыть плату.
Для манипуляций с микросхемами требуется использовать паяльник на +250 — +300 Со. Допускается применения модели 20-30 Вт и 12-36 В.
Не следует брать паяльники с конусными насадками. Повышение эффективности манипуляций обеспечивается применением очень тонкой проволоки для контакта жала с пастой.
Припаять SMD- компоненты можно так:
- поместите их на контактную площадку;
- нанесите пасту на ножки;
- под влиянием паяльника с заданной температурой паста растекается по контактному участку;
- оставьте элементы для остывания.
Обратите внимание!
Чтобы припаять провода, паяльную массу наносят на провода в области соединения. Затем к пасте прикладывается паяльник.
Изготовление в домашних условиях
Часто готового паяльного материала не оказывается под рукой, поэтому целесообразно знать, как сделать паяльную пасту своими руками. Для этого нужно подготовить прутик оловянно-свинцового припоя и жир для пайки. Если второго компонента у вас нет, то заменить его смогут обычный вазелин плюс флюс ЛТИ-120.
Припой нужно тщательно измельчить при помощи напильника, надфиля и механической насадки с дрелью. Крошка должна получиться мелкой. Ее собирают в емкость и добавляют вазелин в соотношении 1:1, а также немного флюса.
Ингредиенты перемешиваются. Для качественного смешивания смесь следует подогреть на водяной бане. Хранить ее можно в большом медицинском шприце. С помощью него затем паста и будет наноситься на требуемые участки.
Фото паяльной пасты
Обратите внимание!
Обратите внимание!
Требования к паяльным пастам
- не должны окисляться , сильно и быстро расслаиваться;
- желательно долго сохранять свои реологические свойства (то есть способность к вязкому течению и деформации);
- не должны растекаться далеко за пределы первоначально нанесенной дозы;
- не должны оставлять твёрдых неудаляемых остатков после пайки;
- должны обладать клеящими свойствами;
- не должны разбрызгиваться при воздействии достаточно концентрированного источника нагрева;
- не должны ухудшать технических характеристик платы ;
- должны отмываться в стандартных растворителях .
Характеристики паяльных паст
Основные физико-химические свойства паяльных паст определяются благодаря введению в порошок припоя 4 - 15 % связующих веществ. Именно они (иногда с добавлением растворителя) придают пасте нужную консистенцию, препятствуют её расслоению и растеканию, придают клеящие свойства, адгезию к подложке. Связующее вещество нейтрально по отношению к припою в ходе хранения и пайки, а при нагреве улетучивается или расплавляется без образования трудноудалимых твердых остатков. В качестве связующих веществ используются органические смолы или их смеси, разбавители и другие вещества. К ним добавляются пластификаторы , тиксотропные вещества. Последние препятствуют оседанию частиц порошка припоя во время хранения, обеспечивают заданный диапазон вязкости.
Нанесение паяльной пасты
Стандартное нанесение паяльных паст производится с помощью трафаретной печати. Альтернативой этому процессу является поточечное нанесение капель пасты диспенсером , однако это менее продуктивно. Станки трафаретной печати по принципу действия мало отличаются от аналогичных станков для полиграфических работ, но сами трафаретные формы обязательно выполняются из металлических листов. Такие станки снабжаются системой очистки трафаретов, предотвращающей загрязнение поверхности платы паяльной пастой.
Примечания
Источники
- В. Кузьмин «Материалы для пайки электронных узлов при производстве современных РЭА», Электронные компоненты, № 6, 2001 г.
- А. Медведев «Обновление технологий в российской электронной промышленности», Технологии в электронной промышленности, № 1, 2006 г.
- А. Большаков «Подходит ли Ваша паста для дозирования? Факторы, влияющие на правильный выбор», Технологии в электронной промышленности, № 2, 2005 г.
Wikimedia Foundation . 2010 .
- Паялпан
- Пвани
Смотреть что такое "Паяльная паста" в других словарях:
паяльная паста - Пастообразная смесь порошкового припоя с флюсом и связующим веществом или с одним из них. Примечание Под связующим веществом понимают вещество, входящее в паяльную пасту для образования связи между частицами припоя. [ГОСТ 17325 79] Тематики… … Справочник технического переводчика
Паяльная паста - 117. Паяльная паста D. Lötpaste E. Brazing (soldering) paste Пастообразная смесь порошкового припоя с флюсом и связующим веществом или с одним из них. Примечание. Под связующим веществом понимают вещество, входящее в паяльную пасту для… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ПАЯЛЬНАЯ ПАСТА - пастообразная смесь порошков припоя и флюса … Большой энциклопедический политехнический словарь
Печатная плата - со смонтированными на ней электронными компонентами … Википедия
Радиолюбители давно облюбовали такое новшество как паяльная паста. Изначально она была придумана для пайки SMD компонентов при машинной сборке плат. Но сейчас такую пасту многие применяют для обычной ручной пайки деталей, проводов, металлов и т.п. Оно и понятно – все в одном под рукой. Ведь почти фактически паяльная паста - это смесь флюса с припоем.
На самом деле, чтобы сделать паяльную пасту для нужд радиолюбителей, потребуется не так уж много сил, времени и ингредиентов.
Для изготовления паяльной пасты нам потребуется:
- Вазелин медицинский. Используется как загуститель;
- Флюс ЛТИ-120 или другой жидкий.
- Пруток оловянно-свинцового припоя;
- Паяльный жир. А уж если найдете «активный жир» так вообще красота.
Как сделать паяльную пасту?
Весь процесс необыкновенно прост.Начинаем мы с измельчения припоя. Я взял толстый трубчатый кусок и начал его измельчать напильником, надфилем и механической насадкой на дрель. Что будете использовать вы – решать вам. Но я за механику, так как ручной труд слишком долог и кропотлив.
Чем меньше крошка – тем лучше. Требуется небольшое количество.
Затем добавляем вазелин в пропорции 1:1 и немного флюса ЛТИ (эти два ингредиента можно заменить паяльным жиром).
Все тщательно перемешиваем.
Для лучшего размешивания смесь можно нагреть на водяной бане или обычным паяльником, убавив его нагрев до 90 градусов Цельсия.
Далее для хранения перекладываем получившуюся пасту в шприц с толстой специализированной иглой. Или вообще без иглы.
На этом паста готова к использованию.
Испытание пасты пайкой
Нанесем немного пасты на место пайки и припаяем паяльником.Пайка деталей к поверхности печатной платы осуществляется главным образом пи помощи паяльной пасты. Состав паст может сильно различаться, но в основном главные компоненты - припой, флюс и связующее вещество. Любая паста для пайки внешне представляет собой густую и вязкую смесь химических веществ.
Особенные качества материалов для пайки
Известно, что соединения элементов при помощи пайки, возможно при использовании материала с меньшей температурой плавления. Для простых любительских схем до сих пор применяют припой совместно с флюсом или кислотой. Паста, содержащая в себе оба компонента, а также различные добавки, значительно ускоряет процесс пайки сложных печатных плат c smd элементами. Широко используется на производствах электроники.
Рассмотрим основные составляющие пасты для пайки:
- порошкообразный припой разного качества дробления;
- флюс;
- связующие компоненты;
- разнообразные добавки и активаторы.
В качестве материала припоя выбирают разнообразные сплавы с оловом, свинцом и серебром. В последнее время наиболее актуальными являются без свинцовые паяльные пасты.
В составе каждой паяльной пасты используется флюс, играющий роль обезжиривателя. Кроме того необходимо связующее клейкое вещество, которое облегчает установку и фиксацию smd компонентов на печатные платы. Чем больший размер платы и насыщеннее элементная плотность, тем важнее использовать более вязкие паяльные пасты.
Большое влияние на качество пайки smd компонентов влияет срок годности пасты. Так как в составе обычно находятся активные химические компоненты, срок использования и хранения ее совсем небольшой, не более 6 месяцев. При хранении и транспортировке необходимо сохранять температуру от +2 до +10. Только при соблюдении всех условий возможна качественная пайка.
Разнообразие паяльных паст
В зависимости от использования различных компонентов выделяют несколько видов паяльных паст:
- отмывочные;
- без отмывочные;
- водорастворимые;
- галогеносодержащие;
- без содержания галогенов.
Свойства меняются от использования флюса, входящего в ее состав. Любая паста, которая не смывается водой, содержит в себе канифоль. Для промывки изделий от такой пасты необходимо использовать растворитель.
Общее правило для содержащихся элементов и smd компонентов - чем лучше паяемость, тем меньше надежность. Соблюдение компромисса между этими важными свойствами - залог эффективного функционирования. Применение галогеносодержащих паст значительно увеличивает технологичность, но несколько снижает надежность.
Способы применения паст для пайки
Для того чтобы получить качественное и надежное соединение smd элементов на печатной плате необходимо выполнить определенные действия:
- качественная очистка и обезжиривание печатной платы с последующим просушиванием;
- фиксирование платы в горизонтальном положении;
- равномерное и тщательное нанесение паяльной пасты в места соединения;
- установка мелких и smd элементов на поверхность платы; для более надежной пайки рекомендуется дополнительно нанести пасту на ножки микросхем;
- при нижнем подогреве платы, включается фен и осторожным потоком теплого воздуха прогревается верхняя часть с установленными элементами;
- после того как испариться флюс, температура фена увеличивается до температуры плавления припоя;
- визуально контролируется процесс пайки;
- после остывания, производится окончательная промывка печатной платы.
Основные хитрости качественной пайки
Для того чтобы качественно произвести соединение элементов при помощи пасты для пайки, следует позаботиться о некоторых моментах. В первую очередь важно очистить и обезжирить плату, особенно если заметны окислы, или плата долгое время лежала без использования. При этом желательно залудить все контактные площадки легкоплавким припоем.
Паяльная паста должна иметь удобную консистенцию. То есть она не должна быть слишком жидкой или слишком густой. Больше всего подходит «сметанная» структура, которая будет хорошо смачивать поверхность. Смачиваемость играет огромную роль в надежности и качественности паяного соединения.
При пайке smd элементов важно нанести тонкий слой пасты. Толстый слой может замкнуть выводы микросхем. Пайка простых элементов такой тонкости не подразумевает.
Если печатная плата имеет значительные размеры желательно использовать нижний подогрев феном, утюгом или при помощи специальных средств температурой от 150 градусов по Цельсию. Если это не предусмотреть, возможно коробление платы.
Излишки и остатки припоя легко удаляются паяльником с разнообразными насадками. Для примера, для удаления остатков веществ, применяемых при пайке, между ножек микросхем удобно использовать жало «волна».
Про этот метод пайки я знаю очень дано. Однажды даже пробовал, просто ради эксперимента припаять пару деталек с помощью паяльной пасты, но сейчас, наконец-то, я подошел к данному методу более менее серьезно и с практическими целями.
Пайка паяльной пастой - способ наиболее близкий к тому, как паяют платы на производстве. Все платы в ваших телефонах, ноутбуках, телевизорах и других приборах спаяны именно этим способом. Надо сказать, что процесс весьма завораживающий и выглядит как волшебство:)
Разумеется, дома в кустарных условиях, техпроцесс несколько отличается от того, что используют на заводах, но общий принцип тот же.
Для начала нам понадобится трафарет для пасты. В промышленности трафареты делают из тонкой нержавеющей стали, вырезая в них дырки лазером или химическим травлением. Изготовление такого можно заказать и себе, но стоит это довольно дорого. Я же заказал трафареты из каптона, которые весьма дешево делают вот эти ребята . Один такой трафарет обошелся примерно в 230 рублей. Вероятно в дальнейшем я буду использовать стальные, но пока для пробы я решил остановиться на этом варианте.
Для крепления трафарета я соорудил простейший "прибор". Печатные платы на этом фото нужны исключительно для того, чтобы точно позиционировать ту плату, которую мы будем паять. Я использовал их потому, что их толщина точно совпадает с толщиной целевой платы.
Ставим плату, которую мы собираемся паять в устройство. При этом все дырки в трафарете точно попадают напротив контактных площадок деталей.
А вот и сама паста, куплена с ебея. Паста представляет собой смесь маленьких шариков припоя и флюса. Паст этих миллион видов и говорят подобрать хорошую целая проблема. Эта паста свинцовая, бывают бессвинцовые - они хуже по многим характеристикам, но не такие вредные. Вероятно в дальнейшем я перейду на бессвинцовые.
Паста оказалась достаточно жидкая. После пары попыток удалось нанести ее так, чтобы она попала на все контактные площадки. Конечно тут нужна некоторая сноровка. Наносится паста с помощью пластиковой карточки, хотя может быть имеет смысл использовать что-то более мягкое.
Поднимаем трафарет и достаем плату. Картинка из разряда "как оно выглядит на самом деле", ибо в идеале оно должно выглядеть несколько аккуратнее:)
Дальше расставляем компоненты. Я не стал паять всю плату, а просто расставил несколько не самых ценных деталек для пробы. Расстановка оказалась весьма простой и после пары деталек процесс пошел весьма быстро и аккуратно. только потом уже заметил, что поставил конденсатор на размер больше чем надо, ну да ладно.
После этого плату нужно нагреть. На производстве это делают в специальных печах, где процесс нагрева и охлаждения очень точно контролируется по термопрофилю. Дело это не простое, тонкостей там море, для разных плат, паст, компонентов нужны разные термопрофили. Такие печки существуют и для "домашнего" пользования, а некоторые даже умудряются делать их из обычных печек для приготовления еды и тостеров. Я же за неимением всего этого грел паяльным феном.
Процесс преобразования пасты выглядит очень забавно, я даже не пожалел и запаял потом еще одну плату, засняв на видео (в конце поста).
Визуально качество пайки получается практически заводское. В любом случае выглядит оно в разы аккуратнее чем при пайке паяльником. При этом, конечно на пайку уходит в разы меньше времени, т.к. не надо вручную паять каждый контактик. Особенно порадовало качество пайки контактов с хорошим теплоотводом. Паяльником их практически не реально аккуратно запаять.
Поскольку паста довольно точно дозирована - все точки пайки получаются одинаковыми и аккуратными. За счет сил поверхностного натяжения компоненты сами занимают ровное положение, даже если изначально были поставлены немного криво.
А вот и обещанное небольшое видео!
Резюме: способ однозначно стоит использовать, если нужно спаять больше чем 1-2-3-10 плат. Затраты времени -10, аккуратность +20:)
П.С. Пасту можно наносить и без трафарета из шприца, но это не очень удобно. Есть специальные пневматические дозаторы, но это не очень дешево. Также для расстановки можно пользоваться не пинцетом а вакуумными манипуляторами. Мне вот как раз один едет с ебея, как приедет - протестирую и напишу.
П.С.2. Напоминяю, что свинец является вредным, а в виде такой пасты - особенно. Ни в коем случае нельзя есть, пить, курить во время работы с пастой. Любые загрязнения рабочего места - удалять. Пары - не вдыхать и вообще проверивать. Тоже самое касается работы с обычным припоем.
Loading...