Что такое паяльная станция

Когда возможностей обычного паяльника становится недостаточно, имеет смысл задуматься об использовании специальной паяльной станции (ПС). Провести качественный монтаж на печатную плату некоторых элементов без специального оборудования бывает либо очень сложно либо и вовсе невозможно. Современные печатные платы, собираются на автоматизированных линиях при помощи специальных ПС. Логично, что для ремонта необходимо использовать подобные устройства. Тем более, что при нагревании обычным паяльником (пусть и с тончайшим жалом), велик риск перегреть сам элемент или текстолитовую основу, на которой он смонтирован.

Для чего и кому нужна паяльная станция.

Паяльная станция – это комплекс специализированных инструментов для выполнения операций одиночной и групповой пайки. И нужна она, прежде всего, тем, кому возможностей обычного паяльника уже мало.

Паяльная станция является более сложным устройством, чем простой паяльник. Соответственно, имеет перед ним ряд преимуществ:

• температура нагревательного элемента стабильна, электронный блок управления поддерживает заданный режим неограниченное время;
• наличие гальванической развязки от сети, что критично при пайке элементов запитанной схемы;
• необгораемое жало — если обращаться аккуратно, может прослужить очень долго.

В минимальный состав ПС входят следующие узлы?

• Паяльник со сменным жалом
• Блок регулировки
• Подставка
• Термофен
• Оловоотсос
• Очиститель жала

Основное преимущество паяльной станции перед паяльником заключается в наличии электронного блока управления режимами работы.

Электронный блок управления обеспечивает:

• Плавная и точная регулировка температуры
• Поддержание температуры в заданном диапазоне
• Защита от перегрузок в сети

Таким образом, паяльная станция обеспечивает пайку там, где критически важно исключить воздействие высоких температур на монтажные элементы и текстолитовую основу, сохраняя при этом высокую прочность и долговечность соединений.

Назначение отдельных модулей

Основным рабочим модулем паяльной станции является устройство питания с электронным или аналоговым блоком управления на основе автотрансформатора. Оно позволяет регулировать амплитуду подаваемого на нагревательный элемент напряжения и поддерживать температуру в заданном диапазоне. Паяльная станция может работать от напряжения 12В и 24В.

Следующие два устройства: паяльник и термофен. Оба предназначены для пайки элементов и различаются областью применения. Паяльник используется для пайки элементов с боковым расположением контактов, а фен для монтажа элементов с контактами под корпусом.

Подставка предназначена для безопасной фиксации паяльника и термофена в перерывах между выполнением пайки. Данное приспособление не является строго обязательным и входит в комплект поставки не всех ПС, но приобрести его крайне желательно. Безопасность и удобство работы при использовании подставки возрастает в разы.

Вакуумный оловоотсос. Необходим для очистки места пайки от остатков олова или припоя. Так же как и подставка, является опциональным элементом. Не влияет напрямую на процесс пайки, однако к приобретению крайне желателен, так как минимизирует следы ремонта и незаводского монтажа. Особенно актуально для неопытных радиомонтажников.

Очиститель жала. Наличие и применение обязательно! Дешевая ветошь из термостойкого материала для очистки паяльного жала от загрязнений и нагара. Вещь совсем уж дешевая, но экономить на жалах для паяльника поможет. Главное – не лениться и периодически их чистить.

Какие паяльные станции бывают

Строго классифицировать паяльные станции трудно из-за большого количества различных модификаций и способов применеия. Различные модели ПС отличаются друг от друга следующими параметрами:

• По количеству одновременно подключаемых к рабочей станции паяльников. Одно- и двухканальные соответственно. Чаще всего, второй канал служит для подключения дополнительного, демонтажного, паяльника.
• По типу управления рабочими режимами. Существуют цифровые и аналоговые модули управления. Цифровые более удобны в использовании и более точные.
• По типу нагревательного элемента. Жало с нихромовым нагревателем, керамическим нагревателем и индукционным нагревателем.
• По способу пайки. Различают контактные, бесконтактные и комбинированные станции.

У контактных ПС нагревательным элементом является жало. Бесконтактные могут нагревать элемент потоком горячего воздуха или инфракарасным излучением. Комбинированные сочетают в себе оба предыдущих вида.

Нужна ли калибровка паяльной станции?

Оговоримся сразу – в исправно работающей паяльной станции калибровка не требуется. Стабильность и точность поддержания режимов работы обеспечивается технологией изготовления самой станции на всем протяжении срока ее службы.

Если же оказывается, что ПС работает некорректно (частые явления – это слишком высокая или низкая температура нагревательного элемента, не соответствующая показаниям шкалы блока управления), то вероятнее всего, неисправен один из блоков. В данной ситуации никакая калибровка не принесет результата.

Немного по-другому дело обстоит с дешевыми китайскими паяльными станциями, которые в изобилии присутствуют на рынке. Низкое качество сборки многих моделей приводит к тому, что показания индикаторов температуры на блоке управления сильно отличаются от реальной температуры нагревательного элемента.

В этом случае, полезно провести небольшие измерения, чтобы определить: на какую величину «врет» шкала настройки.

Для измерения понадобится мультиметр с выносным термодатчиком и отвертка с тонким жалом. Следует включить паяльную станцию и дождаться ее прогрева до рабочей температуры. Далее, поднеся датчик вплотную к нагревательному элементу, необходимо сравнить показания на мультиметре с температурой, выставленной на шкале блока управления. В дальнейшем, при работе с паяльной станцией необходимо учитывать эту разницу и выставлять температуру пайки с поправкой на нее.

Паяльная станция что это такое

Обзор станции и советы по бесконтактной пайке

Рано или поздно перед человеком, занимающимся радиоэлектроникой встаёт вопрос о приобретении термовоздушной паяльной станции.

Данный прибор в основном служит для монтажа и демонтажа миниатюрных радиоэлектронных компонентов. К таким относятся SMD-резисторы и конденсаторы, всевозможные микросхемы в планарных корпусах, миниатюрные разъёмы, вроде microUSB и пр.

Выпаивать поверхностно-монтируемые электронные компоненты обычным паяльником либо невозможно – это приведёт к повреждению компонента, или очень трудоёмко.

Сначала немного теории.

Существует два основных подхода к пайке элементов смонтированных методом поверхностного монтажа (так называемого SMT – Surface Mount Technology). Одним из них является пайка горячим воздухом.

Для пайки разогретым воздухом применяются паяльные станции двух конструкций: турбинные и компрессорные.

В паяльных станциях компрессорного типа воздух нагнетается за счёт диафрагменного компрессора, который встроен в саму станцию.

В турбинных паяльных станциях в рукоятку фена встроен малогабаритный двигатель. На валу двигателя закреплена крыльчатка, которая и осуществляет прокачку воздуха через нагретую спираль. Проходя через спираль, воздух разогревается до нужной температуры.

На видео показано, как можно производить пайку горячим воздухом при монтаже миниатюрных конденсаторов на поверхность печатной платы.

Давайте познакомимся с термовоздушной паяльной станцией на примере модели Quick–858D.

Рассмотрим более подробно, и на наглядном примере, что же такое термовоздушная паяльная станция, и что необходимо знать для работы этим инструментом. Обычно такие приборы ещё называют станция–фен, поскольку она состоит только из термовоздушного фена, предназначенного исключительно для бесконтактной пайки.

Станция для пайки горячим воздухом QUICK-858D

Сама паяльная станция Quick–858D довольно компактна и не занимает много места. На передней панели расположены кнопки для установки требуемой температуры потока воздуха, регулятор скорости потока воздуха и трёхразрядный семисегментный индикатор, на котором отображается заданная температура. Также внизу слева установлена кнопка выключения питания прибора (Power).

Кнопками установки температуры можно задать значение в пределах от 100 0 до 450 0 С.

Панель управления паяльной станции

Поскольку у станции Quick–858D температура струи воздуха не зависит от скорости прокачиваемого через нагревательный элемент воздуха, то это удобно в работе. Можно выставить любую скорость потока, не боясь, что температура струи воздуха понизится.

Вместе со станцией идут три съёмных насадки из титанового сплава с разным диаметром сопла. Они имеют кодовые обозначения: A2064, A2127, A2084.

Сменные насадки для термофена

Если есть существенная необходимость в выпайке микросхем в корпусах SOIC, QFP, PLCC, BGA, то есть возможность установки требуемой насадки. Для станции Quick–858D подходят насадки от фирм PACE, HAKKO и LEISTER. К сожалению, сменные насадки имеют довольно высокую стоимость. Они изготавливаются из титанового сплава, который исключает их обгорание. Несмотря на это, в большинстве случаев при работе станцией Quick–858D дополнительных насадок не требуется, вполне хватает тех трёх, что идут в комплекте со станцией.

Также к термовоздушной станции Quick–858D подходят следующие типы насадок:

Код насадки	Тип корпуса микросхемы и размеры насадки
A3125	QFP 10 x 10
A3126	QFP 14 x 14
A3127	QFP 17,5 x 17,5
A3180	BQFP 17 x 17
A3181	BQFP 19 x 19
A3185	TSOP 13 x 10
A3187	TSOP 18,5 x 8
A3260	SOP 8,6 x 18
A3133	SOP 7,5 x 15
A3134	SOP 7,5 x 18
A3129	QFP 28 x 28
A3135	PLCC 17,5 x 17,5
A3265	QFP 32 x 32
A3191	SIP 25L
A3203	QFP 32 x 32

Дополнительную информацию по станции Quick–858D можно скачать здесь (инструкция и типы сменных насадок, подходящих для этой станции).

В настоящее время в продаже можно обнаружить «клоны» термовоздушной паяльной станции Quick–858D, выпускаемые под другими брендами, например, ELEMENT–858D.

Перед работой нужно выставить скорость потока горячего воздуха. Не старайтесь делать его слишком большим. Чем выше скорость потока воздуха, тем больше вероятность «сдуть» соседние элементы на плате. С другой стороны, чем выше скорость потока воздуха, тем быстрее прогревается место пайки. Поэтому в каждом конкретном случае необходимо найти некоторый баланс.

Иногда перед пайкой печатную плату необходимо прогревать, чтобы исключить температурный удар, связанный с резким перепадом температур. Кроме этого, следует знать, что при длительном и сильном нагреве любую печатную плату начинает коробить, она может деформироваться или даже расслоиться.

Чтобы исключить необратимое повреждение печатной платы применяется станция нижнего подогрева плат. Она равномерно подогревает печатную плату снизу. Благодаря равномерному и медленному прогреву исключается повреждение печатной платы из-за температурных перекосов.

Ещё раз хочу отметить, что применение нижнего подогрева справедливо в случае демонтажа крупных элементов. Для пайки небольших деталей, вроде SMD-резисторов, конденсаторов, малогабаритных микросхем и разъёмов, дополнительных инструментов не потребуется.

Отмечу, что термовоздушная станция не годится для демонтажа/монтажа (перепайки или реболлинга) достаточно габаритных компонентов, например, процессоров и контроллеров с материнских плат от компьютеров и ноутбуков, ремонта видеокарт или замены скалера на майн-плате ЖК-телевизора.

Для этих целей используются достаточно дорогие инфракрасные паяльные станции, которые оснащены нижним подогревом плат. В зависимости от комплектации они могут иметь и термофен.

Ручка-фен термовоздушной паяльной станции турбинного типа

Неподвижный воздух является теплоизолятором, поэтому повышая скорость потока воздуха, мы тем самым увеличиваем теплопередачу нагреваемому элементу и месту пайки.

Стоит учитывать и тот момент, что по пути к печатной плате (и, собственно, электронному компоненту) воздух очень сильно остывает. Поэтому при выпайке микросхем и малогабаритных smd-элементов стоит выставить на приборе температуру на 30 0 –50 0 C выше допустимой для данных элементов. Естественно, стоит понимать, что чем большее расстояние от сопла фена до элемента, тем сильнее будет остывать поток воздуха.

Сопло подачи горячего воздуха

Конечно, бесконтактная пайка процесс эмпирический. Каждый конкретный случай требует индивидуального подхода. Успех в работе термовоздушной паяльной станцией достигается в первую очередь опытным путём. Поэтому перед ответственной работой будет не лишним потренироваться в выпайке элементов со старых и ненужных плат. Именно так можно приобрести необходимый опыт.

Несколько советов по работе с термовоздушной станцией.

Следует проявлять аккуратность при выпаивании деталей с пластмассовыми частями. Такие детали, как смд-светодиоды, разъёмы, электролитические конденсаторы, имеют либо полностью пластмассовый корпус, либо его часть. Поэтому, в некоторых случаях, лучшим решением будет предварительная выпайка таких компонентов перед проведением основных работ. После замены компонента в планарном корпусе, можно безопасно впаять ранее выпаянные детали.

Так как температура 250 0 – 260 0 С градусов считается критической для большинства SMD-компонентов и микросхем, то температуру потока воздуха стоит выставлять в районе 300 0 – 350 0 С. Прибавка в несколько десятков градусов компенсирует падение температуры струи воздуха на пути к поверхности компонента.

Не стоит выставлять слишком большую скорость потока воздуха, особенно выпаивая мелкие детали. Сильный поток воздуха может раздуть соседние мелкие элементы и установить их на места будет проблематично.

В качестве вспомогательного инструмента при выпайке либо монтаже smd-элементов потребуется пинцет и, возможно, держатель плат.

Чтобы ускорить процесс выпайки миниатюрных элементов, например, тех же разъёмов microUSB, можно воспользоваться низкотемпературным сплавом Розе. Предварительно места пайки (контакты, выводы) пропаивают обычным паяльником для контактной пайки с использованием сплава Розе. Благодаря этому, «родной» припой разбавляется низкотемпературным, и его общая температура плавления снижается. После этого элемент выпаивают термовоздушной паяльной станцией.

Температуру на станции можно выставить в районе 150. 250 0 С. Процесс демонтажа происходит быстрее, так как получившийся припой расплавляется быстрее. Это позволяет избежать перегрева выпаиваемого элемента и исключить повреждение его пластиковых частей. Не менее важно и то, что тем самым мы оберегаем от перегрева соседние элементы и саму печатную плату.

Если у вас термовоздушная станция турбинного типа, то во время работы старайтесь держать фен подальше от мощных магнитов. Дело в том, что вентилятор, который встроен в тыльную часть фена, содержит небольшую плату с микросхемой.

В её состав входит что-то вроде датчика Холла. Если во время работы фена он попадёт в поле действия сильного магнитного поля, то, есть большая вероятность того, что он выйдет из строя.

При этом турбина перестаёт корректно работать (хаотически изменяется скорость вращения, наблюдается непостоянная скорость, турбина не работает вообще).

Неисправность турбины-вентилятора, которая нагнетает воздух, очень опасна тем, что спираль может перегореть из-за чрезмерного нагрева. Именно по этой причине также рекомендуется после работы устанавливать ручку-фен на держатель, прикреплённый к корпусу станции.

В держателе станции встроен постоянный магнит, под действием которого герконовый датчик в ручке-фене срабатывает. При этом нагревательная спираль отключается, а турбина обдувает её до тех пор, пока та не остынет. Если же выключить станцию кнопкой «Power» не дождавшись остывания спирали, то мы рискуем со временем «сжечь» спираль нагревателя.

Надеемся, что этот небольшой рассказ об одном из бесконтактных способов пайки поможет новичкам в радиоэлектронике быстрее освоить такой, без сомнения, интересный прибор, как термовоздушная паяльная станция.

Многие из нас, если и не брали сами в руки паяльник, то видели, как с ним работают другие. И все потому, что к такой операции, как технологическая пайка, в быту приходится прибегать довольно часто. Результат такой работы – неразъемное соединение деталей из различных материалов. Его получают, когда между этими деталями вводят расплавленный материал. Его называют припоем.

Если ранее в квартире был необходим паяльник, как и молоток с ножовкой, то сейчас все больше мы покупаем паяльные станции. Паяльная станция – это тоже электрический инструмент для пайки. Только у нее расширенные возможности, ведь в состав станции входит не только паяльник, но и управляющий блок.

Обычная паяльная станция состоит из нескольких частей. Это паяльник со сменным наконечником, который называется жалом; блок электронной регулировки, подставка для паяльника, термофен, оловоотсос для удаления излишнего припоя, очистители жал. Многие предпочитают паяльные станции паяльникам, поскольку встроенный блок электронной регулировки – с расширенными возможностями по сравнению с обычным паяльником. В подтверждение сказанного – плавная и точная регулировка температуры, защита от перегрузок и статического электричества.

Необходимо также отметить, что такие принадлежности, как термофен, подставка для паяльника, отсос для удаления припоя и всевозможные насадки, являются удобным дополнением к паяльной станции, позволяющим комфортно работать.

Существуют паяльные станции для монтажа, которые снабжены одним или двумя паяльниками, а также для демонтажа, которые оборудованы паяльником с отсосом припоя, термовоздушные, для пайки горячим воздухом с помощью термофена и даже инфракрасные.

Паяльные станции принято делить по числу подключаемых паяльников на одно- и двухканальные. В состав двухканальной паяльной станции могут входить монтажный и демонтажный паяльники, у которых различные мощности и рабочие диапазоны температур.

Качество пайки находится в прямой зависимости от технических параметров станции и конструктивных особенностей паяльника. Все параметры очень важно учитывать при покупке. Помните, что порой ремонтом приходится заниматься долго. То есть держать в руках паяльник приходится несколько часов. Значит, вопросы эргономики, веса и габаритов — отнюдь не пустяковые.

Сегодня паяльник уже стал обыденным инструментом, который годится только для решения бытовых вопросов по пайке. Для выполнения качественного восстановления и ремонта современных устройств необходимо иметь более профессиональное оборудование. В этой области для специалистов и новичков предлагается большой выбор видов различных приборов. Для ремонта сложных электронных устройств используются паяльные станции, получившие большую популярность, как у начинающих радиолюбителей, так и у профессионалов.

Классификация и устройство

Учитывая большой выбор разнообразных моделей паяльных станций в продаже, рассмотрим их виды, назначение и возможности.

Контактные паяльные станции

Этот вид станций по своему устройству напоминает паяльник, оснащенный электронным блоком регулировки температуры.

Контактные станции для пайки делятся на две категории, в зависимости от вида применяемого припоя:

• Станции для работы с оловянно-свинцовыми припоями .

• Станции для припоя без свинца . Этот вид станций отличается наличием нагревательного элемента мощностью до 160 ватт. Это обусловлено повышенной температурой плавления припоев без свинца, поэтому необходима большая мощность. Наличие регулятора температуры в этом виде паяльной станции позволяет применять их для пайки обычным легкоплавким припоем со свинцом.

Цифровые и аналоговые

Паяльные станции делятся на цифровые и аналоговые, в зависимости от принципа действия управляющих блоков.

У аналоговых станций температура стабилизируется следующим образом:

• Нагревательный элемент работает, пока сердечник паяльника не нагреется до определенной температуры, далее питание отключается.
• При снижении температуры ниже определенной границы нагревательный элемент подключается и начинает нагревать жало паяльника.

За функционированием паяльника следит электромагнитное реле, которым управляет электроника и термодатчик. Преимуществом аналоговой управляющей системы паяльной станции является низкая стоимость. Недостатком является низкая точность работы, приводящая к чрезмерному нагреву жала паяльника. Отсюда возникают другие проблемы: перегрев радиодеталей, частая смена жала.

Цифровая станция пайки работает за счет управления нагревателем с помощью PID-регулятора, который управляется с помощью программы, заложенной в микроконтроллере. Цифровой способ контроля значительно точнее аналогового.

Индукционные устройства

В этом виде паяльной станции жало паяльника нагревается за счет индукционной импульсной катушки, действующей от колебаний высокой частоты, которые образуют в покрытии из ферромагнетика вихревые токи. Нагревание осуществляется до температуры, называемой точкой Кюри. После этого магнитные свойства ферромагнетика меняются и нагрев прекращается.

Бесконтактные станции

Такие устройства используются для ремонтных и демонтажных работ со схемами, а также для замены микросхем с большим количеством выводов.

Бесконтактная станция для пайки бывает инфракрасной, термовоздушной или комбинированной, в зависимости от принципа работы.

• Инфракрасная станция включает в себя нагревательный элемент в виде инфракрасного керамического или кварцевого излучателя. По сравнению с термовоздушными паяльными станциями у инфракрасных станций есть свои достоинства :
  -разрешается работа со сложнопрофильными компонентами;
  — не нужно искать насадку для фена под определенную микросхему;
  — радиодетали во время пайки не сдуваются воздухом с платы;
  — равномерное нагревание места пайки.Стоит отметить, что инфракрасные станции имеют высокую стоимость, и являются профессиональным оборудованием. Начинающими любителями радиоэлектроники они применяются редко.

• Паяльная станция с феном (термовоздушная) . Контактные станции являются монтажными, а для демонтажа радиодеталей с большим числом выводов, как микросхемы, они не подходят. Для этого применяется специальное оборудование с термофеном. В отсутствии такого оборудования радиолюбители иногда используют промышленный фен или газовую горелку. Но это не профессиональный инструмент, который не позволяет добиться хорошего качества работы. Слишком мощная струя воздуха может сдуть радиодетали с платы. Поэтому лучше применять специально предназначенное для этого оборудование.Изображенная модель станции оснащена цифровыми контроллерами. Такое оборудование стоит больше простых моделей. Чаще всего фены комплектуются регулирующими поток воздуха насадками.

• Комбинированные паяльные станции сочетают в своем устройстве другие виды оборудования, например, термофен и паяльник.

Демонтажные станции

В конструкцию этого вида оборудования входит компрессор, действующий на всасывание. Нагретый припой с поверхности всасывается в отдельную емкость.

Дополнительное оборудование

Многие станции для пайки поставляются в комплекте с дополнительными устройствами, облегчающими работу. К ним относятся:

• Лампы для подсветки.
• Дымоуловители.
• Демонтажные пистолеты.
• Вакуумные пинцеты.
• Тепловые излучатели для разогрева монтажной платы.
• Фен для локального нагрева.
• Термопинцет для установки и демонтажа миниатюрных деталей.

Как выбирать паяльные станции

Основной задачей паяльной станции является обеспечение качественной пайки элементов. Это зависит от технических и конструктивных параметров:

• Вид нагревательного элемента . Изготовители сегодня представляют паяльные станции, оснащенные двумя видами нагревательных элементов: керамическими и нихромовыми . Первые из них нагреваются быстро, но слишком чувствительны к неравномерному нагреванию, и часто трескаются. Термостабилизация помогает керамическим нагревателям обеспечить хорошую отдачу тепла, долговечность и высокую мощность. Нихромовые элементы не могут обеспечить долгий срок службы нагревателя, поэтому их лучше применять для редкого использования. Однако, нихромовый нагреватель имеет низкую стоимость, в отличие от керамического.
• Интервал регулирования температуры .
• Скорость нагревания .
• Мощность . Качественная работа паяльной станции во многом зависит от ее мощности и вида пайки. Мощность является главным параметром при выборе оборудования для пайки. Это особенно важно при использовании паяльной станции для ремонта чувствительных устройств: навигаторов, планшетов или смартфонов.
• Напряжение .
• Параметры эргономики : форма, размеры, масса.
• Стандартная температура бессвинцовой пайки для оборудования должна составлять не менее 250 градусов.

Независимо от типа паяльной станции, необходимо заблаговременно запастись несколькими сменными жалами. Разные виды жал имеют разную площадь края, форму. Эти параметры влияют на окончательный результат работы. Чем больше площадь конца жала, тем лучше происходит теплообмен при пайке. Форма жала и его температура влияет на способность пайки определенных элементов и радиодеталей.

Добросовестные производители паяльного оборудования контролируют качество материала паяльных жал. При выборе паяльной станции большое значение имеет возможность замены деталей при выходе их из строя.

особенности классификация, применение, способы управления и выбор паяльных устройств

В жизни каждого домашнего мастера может возникнуть ситуация, когда решить ту или иную задачу можно наиболее эффективно только с помощью паяльного оборудования. Необходимо правильно выбрать это устройство, ведь хочется, чтобы приобретенное оборудование без каких-либо осложнений помогло удовлетворить возникшую потребность.

Каждому понятно, что без знания технических характеристик паяльного оборудования крайне сложно выбрать среди всего разнообразия подобных устройств наиболее подходящий вариант.

Важно помнить, что качество пайки зависит не только от исполнения паяльника, но и от особенностей прилагаемых к нему комплектующих, которые у самой бюджетной модели представлены контрольно-управляющим модулем и пружинным держателем.

Для удовлетворения бытовых потребностей такой паяльный прибор подходит лучше всего. Он сможет поддерживать в процессе работы необходимую температуру для эффективного выполнения операций, а также защитит от перегрузок и статики.

Если сравнить паяльный прибор в подобной комплектации со стандартной паяльной станцией специального назначения, то можно узнать, что по дополнительной оснастке оба этих прибора ничем не отличаются. Последняя обычно поставляется с термопинцетом, феном локального подогрева, тепловым излучателем, вакуумным пинцетом и вспомогательной арматурой.

Классификация паяльных приборов

Паяльная станция позволяет выполнять узкоспециализированные задачи, поэтому она более предпочтительна. Эти устройства можно классифицировать в зависимости от целей использования. Именно они и определяют комплектационный набор конкретной модели. Существует несколько видов паяльных устройств:

• Термовоздушная. Прибор, который поставляется с феном и позволяет выполнять пайку горячим воздухом.
• Индукционная. Небольшое по размерам устройство, которое, несмотря на это, обладает довольно большим рабочим потенциалом и выносливостью.
• Импульсная. Предназначена для монтажа и демонтажа современных схем.
• Инфракрасная. Наиболее подходящий вид устройств для проведения в домашних условиях ремонта мобильного телефона или планшета.

Технологические особенности применения

На основании такого признака, как тип пайки, эти устройства можно разделить на две основные группы — свинцовые и бессвинцовые.

Свинцовые станции

В конструкции устройств, предназначенных для свинцовой пайки, предусмотрен специальный модуль, позволяющий выбирать желаемый уровень нагрева жала. Они могут быть выполнены в двух вариантах — использующих для работы электроэнергию и в виде станций индукционного типа.

Говоря об индукционных станциях, нужно отметить, что возможность использования этих устройств для выполнения необходимых манипуляций обеспечивает переменное магнитное поле.

В процессе работы обработка каждого элемента пайки выполняется с индивидуально подобранной мощностью, что делается в автоматическом режиме. Такая возможность заложена производителем в самом приборе, он может без участия пользователя определить теплоемкость компонента пайки.

Индукционные станции для пайки более удобны в эксплуатации и имеют высокий уровень теплоотдачи.

Бессвинцовые станции

Если требуется выполнить пайку мелких элементов схемы или труднодоступных компонентов, то в этом случае используют способ бесконтактной пайки. По такому принципу работают термовоздушные и инфракрасные паяльные станции.

Работа инфракрасного оборудования для пайки осуществляется за счёт использования свойств инфракрасных лучей, вырабатываемых керамическими или кварцевыми элементами. Станции инфракрасного типа используются главным образом для монтажа и демонтажа элементов компьютерных схем и материнских плат.

В основу работы станций термовоздушного типа положен принцип точечной передачи горячего воздуха. Благодаря этому они могут без особых усилий прогревать труднодоступные элементы, не задев при этом соседние контакты.

Чаще всего работники мастерских по ремонту бытового электронного и мобильного оборудования используют именно этот вид паяльных устройств.

Эксплуатация различных видов паяльного оборудования

Ввиду разнообразия разновидностей паяльного оборудования подобрать прибор для пайки, максимально удовлетворяющий стоящим задачам, бывает непросто. Собираясь приобрести ту или иную модель, советуем первым делом изучить их технические возможности и рекомендованную производителем область применения.

Домашние мастера, которым приходится выполнять мелкие операции паяльником, часто оказываются в ситуации, когда происходит перегрев чувствительных элементов прибора, но ничего поделать с этим не могут из-за отсутствия возможности правильно настроить температуру рабочего жала.

Тем, кто сталкивается с этим достаточно часто, обязательно стоит подумать о том, чтобы приобрести именно паяльную станцию с феном взамен обычного паяльника.

Такие станции поставляются с блоком питания, который позволяет по своему усмотрению настраивать напряжение, а также температурный режим прибора.

Однако не стоит рассчитывать, что после покупки паяльной станции с системой термостабилизации вы сможете обеспечить для себя комфортные условия работы. Прежде чем остановить выбор на определенной модели, необходимо сравнить все предлагаемые станции по такой характеристике, как мощность. Особенно об этом нужно побеспокоиться мастерам, которые собираются использовать тугоплавкие припои.

Если этому моменту не уделить внимание, то во время работы такой станцией могут возникнуть следующие негативные последствия:

• вследствие превышения допустимой температуры пайки компоненты схемы начнут перегреваться;
• из-за сильного перегрева значительно уменьшится срок службы жала паяльника;
• резко сократится долговечность нагревательного элемента;
• постоянный перегрев дорожек на плате;
• низкое качество пайки.

Если подобные ситуации приходится наблюдать довольно часто, то стоит подумать о замене используемого оборудования на специальные устройства для бессвинцовой пайки. Они не только обладают более высоким показателем мощности, но и могут быть использованы и для свинцовой пайки.

Способы управления паяльными приборами

Помня о том, что именно паяльные станции чаще всего используются при изготовлении и ремонте электроники и в них заинтересованы не только профессионалы, но и любители, производители решили создать для них новый тип устройств, обладающих более широким функционалом и сочетающим возможности оборудования разных типов.

Одна из особенностей таких устройств заключается в том, что к ним можно подключить несколько модулей, превращающих их в устройства для выполнения контактной или бесконтактной пайки, а также совершения других операций благодаря прилагаемому комплекту насадок и наконечников.

Рассматривая различные модели оборудования для пайки, необходимо особое внимание обратить на способ управления станции. В зависимости от этого можно выделить два типа устройств — цифровые и аналоговые.

При использовании приборов аналогового типа обязательно постоянное присутствие рядом с ними мастера, поскольку по достижении определенной температуры прибор должен быть отключён, иначе это приведет к перегреву паяльного жала.

В то же время у обесточенного устройства температура начинает снижаться и для возобновления пайки придётся подождать некоторое время, пока температура опять не поднимется до рабочей температуры.

В цифровых станциях работу поддерживает специальное программное обеспечение, которое следит за температурой нагрева жала и регулирует его при необходимости.

Из этого следует, что лучше всего выбирать для пайки устройства с цифровым режимом контроля, ведь в этом случае мастер может рассчитывать на более стабильный и точный уровень поддержания необходимой температуры.

Принципы выбора паяльных устройств

Современное оборудование для пайки предназначено для выполнения качественного соединения элементов. И для того чтобы оно могло наиболее эффективно справляться с этой задачей, при его выборе необходимо обращать внимание на следующие конструктивные и технические особенности:

• Тип нагревательного элемента. На сегодняшний день в магазинах можно приобрести два вида паяльных устройств в зависимости от используемого в них типа нагревателя — керамические и нихромовые. Керамическим нагревателям требуется минимум времени для нагрева, однако, они отличаются неустойчивостью к неравномерному прогреву и могут треснуть. Однако если паяльное оборудование оснащено системой термостабилизации, то такие нагреватели могут демонстрировать хорошую теплоотдачу, высокую мощность и долговечность. По сравнению с ними нагреватели из нихрома не обладают столь длительным сроком службы, поэтому выбирать их следует, если прибором для пайки планируется пользоваться нечасто. Главное достоинство нагревателей из нихрома — более низкая цена по сравнению с керамическими.
• Диапазон регулируемых температурных режимов.
• Скорость разогрева.
• Мощность. Для обеспечения качественной работы паяльного оборудования необходимо учитывать цели его использования. Если говорить конкретнее, то нужно учитывать тип пайки, который нужно выполнить, а также компоненты, с которыми предстоит работать. Исходя из этого, становится понятно, что именно на мощность нужно обращать в первую очередь внимание при выборе станции. Особенно об этом следует помнить тем покупателям, которые выбирают оборудование для ремонта чувствительных видов аппаратуры — навигаторов, планшетов и пр.
• Напряжение.
• Эргономические параметры — форма, размеры и вес.

А также не следует оставлять без внимания и объективные факторы, которые смогут помочь в выборе подходящего устройства для пайки:

• Если исходить из действующих в мире стандартов, то все работы, связанные с изготовлением и ремонтом электроники, должны проводиться с использованием метода бессвинцовой пайки. Поэтому в выбираемом оборудовании максимальный температурный режим не должен превышать отметку 250 градусов Цельсия.
• Расположение микросхем в корпусе типа BGA. На первый взгляд может показаться, что в этом есть определенный смысл, ведь так можно уменьшить габариты изделия. Но в то же время возникает и негативный момент — пайка становится более трудоемкой операцией из-за труднодоступности компонентов.

Другие важные моменты выбора

Невзирая на то, какой тип паяльного оборудования вы решили приобрести, вы в любом случае должны позаботиться о наличии запасного комплекта сменных жал.

Рабочие жала для станции могут иметь различную форму и площадь краев, которые в свою очередь могут повлиять на конечный результат.

Дело в том, что с увеличением площади края улучшается теплообмен во время пайки. К тому же форма жала может ограничить перечень элементов, которые с его помощью можно обрабатывать, а также максимально допустимый температурный режим.

Всё это учитывают хорошие производители и заботятся о том, чтобы используемые для изготовления паяльных жал материалы обладали хорошей теплоотдачей.

Домашние мастера, которым приходится работать паяльником, не всегда довольны получаемым результатом. Дело в том, что с помощью обычного паяльника не всегда можно наиболее эффективно и качественно выполнить ту или иную задачу.

Именно поэтому специалисты советуют приобрести специальную паяльную станцию, которая благодаря своим техническим и конструкционным особенностям может помочь добиваться более качественного результата с меньшими временными затратами.

Выбирая устройство для пайки, нужно также не забыть и про жала для работы. Учитывая, что это один из главных рабочих элементов, он также может в значительной степени повлиять на конечный результат.

Паяльная станция, ее устройство, мощность и другие важные характеристики

В основном паяльные станции используются в профессиональной среде, хотя приобрести их может каждый. Это довольно мощное оборудование, которое сгодится для множества различных операций, в том числе и для восстановления сложной техники. Станция может включать в себя не только стандартный паяльник, но и термовоздушный фен.

Кроме того, в любой станции есть так называемый контрольно-управляющий модуль и гальваническая развязка от сети. Наличие гальваноразвязки сводит к минимуму возможные негативные последствия от пайки (чёрный дым или удар тока).

Также паяльную станцию отличает от обыкновенных паяльников стабильность температуры при работе, что критично при пайке печатных плат.

Контактные и бесконтактные

Сейчас паяльные станции представлены в значительном разнообразии. Их можно разделять на группы по нескольким параметрам. К примеру, они бывают контактные и бесконтактные.

Контактная станция – это обыкновенный, имеющий при пайке прямой контакт с поверхностью, паяльник, оснащённый электронным блоком управления и регулирования температуры. То есть, это самая стандартная разновидность, которая подойдёт даже для начинающих.

Контактные станции в свою очередь можно разделить на два подвида в зависимости от используемого припоя. В одних моделях паяют только припоями с содержанием свинца, в других – еще и бессвинцовыми.

В последних модификациях нагревательный элемент обладает мощностью до 160 Ватт. В данном случае повышенные мощности совершенно необходимы, потому что температура плавки припоев без свинца довольно высока.

Что касается бесконтактных станций, то они могут применяться, среди прочего, для операций с микросхемами. Бесконтактная установка для пайки может быть термовозодушной, инфракрасной или же комбинированной, и у каждой из этих трёх разновидностей свой принцип действия.

Инфракрасные приборы и фены

Станции термовоздушного вида (иногда их называют просто фенами) работают так. Сначала сильный поток воздуха, генерируемый компрессором, пройдя через нагревательную спираль, приобретает нужную температуру, а затем струя горячего воздуха направляется в область пайки.

Термовоздушная станция даёт возможность осуществлять пайку в труднодоступных зонах с единовременным прогреванием сразу нескольких поверхностей. Всякая термовоздушная установка обладает мощностью, которой достаточно для пайки припоями любого типа, как со свинцом, так и без него.

Пайка горячим воздухом имеет обширное применение, допустим, в сфере ремонта бытовых электроприборов и мобильников. Однако термовоздушными установками практически невозможно производить монтаж и демонтаж микросхем (даже формата BGA) – это серьёзное ограничение.

В станциях инфракрасного типа обязательно присутствует нагревательный элемент в виде инфракрасного излучателя, сделанного из керамики или кварца. И благодаря этому инфракрасные установки имеют некоторые преимущества перед термовоздушными аналогами:

• возможна пайка сложнопрофильных компонентов;
• нет необходимости подыскивать насадку для термофена под определённую микросхему;
• никакие радиодетали в ходе пайки не выдуваются нагретыми воздушными потоками с печатной платы;
• зона пайки нагревается очень равномерно.

Инфракрасные станции стоят недёшево и считаются оборудованием для истинных профессионалов. Новички в пайке и радиоэлектронике в большинстве своём такими устройствами не пользуются.

Следует сказать несколько слов и о комбинированных паяльных станциях. Они называются так, потому что сочетают в своей конструкции несколько типов оборудования, допустим, паяльник и фен.

Аналоговые и цифровые

Классифицировать паяльные станции возможно и в зависимости от механизма стабилизации температуры и принципа работы управляющих блоков. По данным параметрам выделяют следующие виды современных паяльных станций:

• аналоговые;
• цифровые.

У аналоговых моделей нагревательный элемент находится во включённом состоянии, пока паяльник не прогреется до определённой температуры, затем питание прекращается. Когда температура снижается до заранее установленной планки, нагревательный элемент вновь включается и продолжает разогрев.

К достоинствам аналоговых станций можно отнести доступную стоимость. А минусом таких моделей считается невысокая точность работы, которая порой приводит к перегреву паяльного жала и радиодеталей.

Цифровая паяльная станция характеризуется тем, что контроль и управление нагревателем здесь происходит посредством PID-регулятора. А этот регулятор в свою очередь управляется программой, заложенной в микроконтроллере. В целом цифровой метод стабилизации температуры гораздо точнее аналогового.

Монтажные и демонтажные

Также возможно разделить все паяльные станции на монтажные и демонтажные.

Монтажными называются любые станции, осуществляющие пайку деталей. Однако при этом не все они могут отпаять какой-либо элемент от общей конструкции.

Для подобных целей созданы специальные демонтажные станции. В их конструкцию включён компрессор, работающий на отсасывание припоя. То есть разогретый припой с рабочей поверхности удаляется в особую ёмкость.

Также существуют монтажно-демонтажные установки для пайки, выполняющие сразу обе функции. В их комплектации есть как монтажный, так и демонтажный паяльники (они, кстати, имеют различные мощности).

Ремонтные

Кроме того, в профильной литературе и в интернете встречаются упоминания о ремонтных паяльных станциях. Их используют для осуществления ремонта всевозможных электронных устройств или на тех производствах, где необходимо автономное или единовременное выполнение разных операций, связанных с пайкой.

Говоря иначе, ремонтная многофункциональная паяльная станция представляет собой единую установку, в которой комбинируется несколько инструментов разного назначения.

Плюс ко всему бывают паяльные станции 2 в 1 и 3 в 1. Модели 2 в 1 совмещают в себе функции фена и паяльника. А паяльная станция 3 в 1 содержит в себе ещё и блок питания.

И ещё одно дополнение. Практически все паяльные установки работают на электроэнергии. Но некоторых интересует, бывают ли газовые паяльные станции. На самом деле здесь есть некоторая путаница в терминах.

Для выполнения значительных объёмов работ на стройках или в коммунальном хозяйстве, для пайки толстых медных труб иногда используют мощные аппараты с газовыми стационарными баллонами. Их, конечно, можно назвать паяльными станциями, но по факту это просто большие и мощные газовые горелки.

На что обращать внимание при подборе и покупке

Качество пайки находится в прямой и жёсткой зависимости от параметров паяльного оборудования и его конструктивных особенностей, и всё это крайне важно учесть при покупке.

Мощность

Прежде всего, нужно обратить внимание количество функций и режимы, в которых работает станция, а также на номинальную потребляемую и продуцируемую мощность.

Для ремонтирования печатных плат и монтажа элементов, имеющих чувствительность к статическому электричеству, применяются паяльники с мощностью от 24 до 40 Ватт.

Для работы с шинами питания и проводниками нужны паяльники от 40 до 80 Ватт. Паяльные инструменты на 100 Ватт и больше, как правило, используют для крупногабаритных конструкций из цветмета, которые в принципе обладают значительной теплопроводностью.

Комплектация

Не меньшую роль здесь играет и комплектация, в частности, следует обратить внимание на количество жал в заводском комплекте. Жала могут отличаться друг от друга формой и площадью края.

Эти их характеристики заметно отражаются на конечном итоге пайки. Чем большей площадью обладает окончание жала, тем лучше осуществляется теплообмен.

Наличие или отсутствие индикации температуры жала на экране также является важным параметром. При прочих равных условиях лучше выбрать модель, в которой такая индикация присутствует.

Даже вес и габариты паяльной станции имеют большое значение. Ведь иногда при ремонте держать в руках инструмент приходится несколько часов.

Также, подбирая себе паяльное устройство, стоит поинтересоваться, существует ли возможность замены запчастей при их поломке и как легко найти и купить эти запчасти.

Выбор флюса

Необходимо добавить, что в дальнейшем, для работы, обладателю паяльной установки придётся постоянно приобретать и расходные материалы, такие как флюс. И здесь тоже важно сделать грамотный выбор.

Функциональное назначение флюса – предотвращать окисление спаиваемых поверхностей.

Марок флюса в магазинах очень много, но в их основе практически всегда одни и те же ингредиенты. Это может быть сосновая или еловая канифоль, спиртовой раствор канифоли, специальная паяльная кислота (она считается самой мощной и активной).

Что понимается под распиновкой

Распиновкой называется описание всех контактов электрического соединения (допустим, разъёма) в паяльных станциях.

Распиновка может понадобиться для сборки и ремонтирования устройств, содержащих больше одного вывода. В распиновке все контакты соединения чётко идентифицируются, и это позволяет мастеру легко в них ориентироваться.

Распиновка паяльной установки может быть представлена в формате таблицы или чертёжной схемы. Одно описание включает в себя номер контакта, его наименование и функцию, цвет провода и прочие параметры.

На чертеже, там, где без этого не обойтись, также разъясняют сторону соединения (то есть указывается, с какой именно стороны изображён разъём).

Вдобавок ко всему для ремонта профессионалам и любителям пайки может понадобиться общая схема паяльной станции.

Сейчас схемы ко многим заводским моделям находятся в свободном доступе, при желании их можно найти и использовать для ремонта, доработки и переустройства паяльного оборудования.

Термовоздушная паяльная станция.

Обзор станции и советы по бесконтактной пайке

Рано или поздно перед человеком, занимающимся радиоэлектроникой встаёт вопрос о приобретении термовоздушной паяльной станции.

Данный прибор в основном служит для монтажа и демонтажа миниатюрных радиоэлектронных компонентов. К таким относятся SMD-резисторы и конденсаторы, всевозможные микросхемы в планарных корпусах, миниатюрные разъёмы, вроде microUSB и пр.

Выпаивать поверхностно-монтируемые электронные компоненты обычным паяльником либо невозможно – это приведёт к повреждению компонента, или очень трудоёмко.

Сначала немного теории.

Существует два основных подхода к пайке элементов смонтированных методом поверхностного монтажа (так называемого SMT – Surface Mount Technology). Одним из них является пайка горячим воздухом.

Для пайки разогретым воздухом применяются паяльные станции двух конструкций: турбинные и компрессорные.

• В паяльных станциях компрессорного типа воздух нагнетается за счёт диафрагменного компрессора, который встроен в саму станцию.

• В турбинных паяльных станциях в рукоятку фена встроен малогабаритный двигатель. На валу двигателя закреплена крыльчатка, которая и осуществляет прокачку воздуха через нагретую спираль. Проходя через спираль, воздух разогревается до нужной температуры.

На видео показано, как можно производить пайку горячим воздухом при монтаже миниатюрных конденсаторов на поверхность печатной платы.

Давайте познакомимся с термовоздушной паяльной станцией на примере модели Quick–858D.

Рассмотрим более подробно, и на наглядном примере, что же такое термовоздушная паяльная станция, и что необходимо знать для работы этим инструментом. Обычно такие приборы ещё называют станция–фен, поскольку она состоит только из термовоздушного фена, предназначенного исключительно для бесконтактной пайки.

Станция для пайки горячим воздухом QUICK-858D

Сама паяльная станция Quick–858D довольно компактна и не занимает много места. На передней панели расположены кнопки для установки требуемой температуры потока воздуха, регулятор скорости потока воздуха и трёхразрядный семисегментный индикатор, на котором отображается заданная температура. Также внизу слева установлена кнопка выключения питания прибора (Power).

Кнопками установки температуры можно задать значение в пределах от 100⁰ до 450⁰С.

Панель управления паяльной станции

Поскольку у станции Quick–858D температура струи воздуха не зависит от скорости прокачиваемого через нагревательный элемент воздуха, то это удобно в работе. Можно выставить любую скорость потока, не боясь, что температура струи воздуха понизится.

Вместе со станцией идут три съёмных насадки из титанового сплава с разным диаметром сопла. Они имеют кодовые обозначения: A2064, A2127, A2084.

Сменные насадки для термофена

Если есть существенная необходимость в выпайке микросхем в корпусах SOIC, QFP, PLCC, BGA, то есть возможность установки требуемой насадки. Для станции Quick–858D подходят насадки от фирм PACE, HAKKO и LEISTER. К сожалению, сменные насадки имеют довольно высокую стоимость. Они изготавливаются из титанового сплава, который исключает их обгорание. Несмотря на это, в большинстве случаев при работе станцией Quick–858D дополнительных насадок не требуется, вполне хватает тех трёх, что идут в комплекте со станцией.

Также к термовоздушной станции Quick–858D подходят следующие типы насадок:

Код насадки	Тип корпуса микросхемы и размеры насадки
A3125	QFP 10 x 10
A3126	QFP 14 x 14
A3127	QFP 17,5 x 17,5
A3180	BQFP 17 x 17
A3181	BQFP 19 x 19
A3185	TSOP 13 x 10
A3187	TSOP 18,5 x 8
A3260	SOP 8,6 x 18
A3133	SOP 7,5 x 15
A3134	SOP 7,5 x 18
A3129	QFP 28 x 28
A3135	PLCC 17,5 x 17,5
A3265	QFP 32 x 32
A3191	SIP 25L
A3203	QFP 32 x 32

Дополнительную информацию по станции Quick–858D можно скачать здесь (инструкция и типы сменных насадок, подходящих для этой станции).

В настоящее время в продаже можно обнаружить «клоны» термовоздушной паяльной станции Quick–858D, выпускаемые под другими брендами, например, ELEMENT–858D.

Перед работой нужно выставить скорость потока горячего воздуха. Не старайтесь делать его слишком большим. Чем выше скорость потока воздуха, тем больше вероятность «сдуть» соседние элементы на плате. С другой стороны, чем выше скорость потока воздуха, тем быстрее прогревается место пайки. Поэтому в каждом конкретном случае необходимо найти некоторый баланс.

Иногда перед пайкой печатную плату необходимо прогревать, чтобы исключить температурный удар, связанный с резким перепадом температур. Кроме этого, следует знать, что при длительном и сильном нагреве любую печатную плату начинает коробить, она может деформироваться или даже расслоиться.

Чтобы исключить необратимое повреждение печатной платы применяется станция нижнего подогрева плат. Она равномерно подогревает печатную плату снизу. Благодаря равномерному и медленному прогреву исключается повреждение печатной платы из-за температурных перекосов.

Ещё раз хочу отметить, что применение нижнего подогрева справедливо в случае демонтажа крупных элементов. Для пайки небольших деталей, вроде SMD-резисторов, конденсаторов, малогабаритных микросхем и разъёмов, дополнительных инструментов не потребуется.

Отмечу, что термовоздушная станция не годится для демонтажа/монтажа (перепайки или реболлинга) достаточно габаритных компонентов, например, процессоров и контроллеров с материнских плат от компьютеров и ноутбуков, ремонта видеокарт или замены скалера на майн-плате ЖК-телевизора.

Для этих целей используются достаточно дорогие инфракрасные паяльные станции, которые оснащены нижним подогревом плат. В зависимости от комплектации они могут иметь и термофен.

Ручка-фен термовоздушной паяльной станции турбинного типа

Неподвижный воздух является теплоизолятором, поэтому повышая скорость потока воздуха, мы тем самым увеличиваем теплопередачу нагреваемому элементу и месту пайки.

Стоит учитывать и тот момент, что по пути к печатной плате (и, собственно, электронному компоненту) воздух очень сильно остывает. Поэтому при выпайке микросхем и малогабаритных smd-элементов стоит выставить на приборе температуру на 30⁰–50⁰C выше допустимой для данных элементов. Естественно, стоит понимать, что чем большее расстояние от сопла фена до элемента, тем сильнее будет остывать поток воздуха.

Сопло подачи горячего воздуха

Конечно, бесконтактная пайка процесс эмпирический. Каждый конкретный случай требует индивидуального подхода. Успех в работе термовоздушной паяльной станцией достигается в первую очередь опытным путём. Поэтому перед ответственной работой будет не лишним потренироваться в выпайке элементов со старых и ненужных плат. Именно так можно приобрести необходимый опыт.

Несколько советов по работе с термовоздушной станцией.

• Следует проявлять аккуратность при выпаивании деталей с пластмассовыми частями. Такие детали, как смд-светодиоды, разъёмы, электролитические конденсаторы, имеют либо полностью пластмассовый корпус, либо его часть. Поэтому, в некоторых случаях, лучшим решением будет предварительная выпайка таких компонентов перед проведением основных работ. После замены компонента в планарном корпусе, можно безопасно впаять ранее выпаянные детали.

• Так как температура 250⁰ – 260⁰С градусов считается критической для большинства SMD-компонентов и микросхем, то температуру потока воздуха стоит выставлять в районе 300⁰ – 350⁰С. Прибавка в несколько десятков градусов компенсирует падение температуры струи воздуха на пути к поверхности компонента.

• Не стоит выставлять слишком большую скорость потока воздуха, особенно выпаивая мелкие детали. Сильный поток воздуха может раздуть соседние мелкие элементы и установить их на места будет проблематично.

• В качестве вспомогательного инструмента при выпайке либо монтаже smd-элементов потребуется пинцет и, возможно, держатель плат.

• Чтобы ускорить процесс выпайки миниатюрных элементов, например, тех же разъёмов microUSB, можно воспользоваться низкотемпературным сплавом Розе. Предварительно места пайки (контакты, выводы) пропаивают обычным паяльником для контактной пайки с использованием сплава Розе. Благодаря этому, «родной» припой разбавляется низкотемпературным, и его общая температура плавления снижается. После этого элемент выпаивают термовоздушной паяльной станцией.

  Температуру на станции можно выставить в районе 150…250⁰С. Процесс демонтажа происходит быстрее, так как получившийся припой расплавляется быстрее. Это позволяет избежать перегрева выпаиваемого элемента и исключить повреждение его пластиковых частей. Не менее важно и то, что тем самым мы оберегаем от перегрева соседние элементы и саму печатную плату.

• Если у вас термовоздушная станция турбинного типа, то во время работы старайтесь держать фен подальше от мощных магнитов. Дело в том, что вентилятор, который встроен в тыльную часть фена, содержит небольшую плату с микросхемой.

  В её состав входит что-то вроде датчика Холла. Если во время работы фена он попадёт в поле действия сильного магнитного поля, то, есть большая вероятность того, что он выйдет из строя.

  При этом турбина перестаёт корректно работать (хаотически изменяется скорость вращения, наблюдается непостоянная скорость, турбина не работает вообще).

  Неисправность турбины-вентилятора, которая нагнетает воздух, очень опасна тем, что спираль может перегореть из-за чрезмерного нагрева. Именно по этой причине также рекомендуется после работы устанавливать ручку-фен на держатель, прикреплённый к корпусу станции.

  В держателе станции встроен постоянный магнит, под действием которого герконовый датчик в ручке-фене срабатывает. При этом нагревательная спираль отключается, а турбина обдувает её до тех пор, пока та не остынет. Если же выключить станцию кнопкой «Power» не дождавшись остывания спирали, то мы рискуем со временем «сжечь» спираль нагревателя.

Надеемся, что этот небольшой рассказ об одном из бесконтактных способов пайки поможет новичкам в радиоэлектронике быстрее освоить такой, без сомнения, интересный прибор, как термовоздушная паяльная станция.

Главная &raquo Радиоэлектроника для начинающих &raquo Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

 

Разберем что такое паяльная станция ? Для чего нужна ?

Смотрите также обзоры и статьи:

Сегодня мы говорим о продвинутых инструментах, но прежде несколько слов, объективно, не предвзято, о том, почему появилось на рынке такое оборудование, и чем не всегда практичны сетевые устройства, подключающиеся напрямую в розетку 220В. Немного коснемся термовоздушных, инфракрасных моделей и как их функционал влияет на цену.

Такие устройства, по-прежнему являются самыми распространенными инструментами для создания неразъемного соединения, как выводов радиодеталей на печатной плате, так и проводов в электротехнических работах, и даже при пайке ведер, кастрюль и радиаторов.

Чем может нас не устраивать простейший паяльный прибор ?

1. Ограниченная функциональность. Вы не сможете выставить точную температуру нагрева — для этого потребуется как минимум симисторный регулятор температуры или хотя простейший однополупериодный диодный выпрямитель, как в «пистолетах» со ступенчатым переключением мощности путем нажатия на кнопку.
2. Паяние это процесс с перерывами. Даже если радиолюбитель увлечен своим хобби, а мастер сервисного центра зарабатывает деньги на ремонте аппаратуры, чаще или реже, устройство надо периодически выключать. Постоянно выдергивать вилку сетевого шнура, да еще и несколько раз в день, это не разумно. Представим себе, что то же самое мы делаем с телевизором. Для этого должна быть как минимум кнопка с фиксацией или выключатель.
3. Каждый из расходников для пайки, требует индивидуального температурного режима, а задать нагрев на кончике жала — главной «ударной силы», не представляется возможным. Теоретически это можно сделать если подключить термопару и измерить температуру контактным методом.

Но существует другой, «продвинутый» вид оборудования, в котором все указанные причины устранены, а пользоваться комфортно.

Устройство, особенности, разновидности

Основа для управления и поддержания необходимых режимов — блок управления, который имеет общий включатель и терморегулятор. Внутри находится трансформатор, так как приборы работают от пониженного напряжения 12 или 24 вольта. Это дает 2 больших плюса в плане электробезопасности:

• обеспечивается гальваническая развязка от сети 220 В;
• низкое напряжение не приведет к удару током.

Терморегулятор предназначен для настройки температуры, плавной или ступенчатой, в зависимости от модели. Одно дело паять SMD-светодиоды на ленте или микросхемы на материнской плате, другое отпаивать толстые обмотки телевизионного трансформатора с наплывами старого олова или утолщенные выводы силовых тиристоров, диодов или транзисторов.

Помимо этого, могут быть функции запоминания температуры и программирования кнопок. Некоторые оборудуются процессором, благодаря которому реализуются функции измерения и отображения, а также важные дополнительные опции: компенсация потери мощности, чтобы по данным датчика температуры, микропроцессор оперативно выдал команду нагревателю, чтобы жало имело постояную температуру, даже если коснулось холодного участка.

Если посмотреть на фильтры при выборе товаров в интернет-магазинах Украины, можно заметить, что существуют как простые станции, так и термовоздушные, основной ключевой элемент которых — фен горячего воздуха, в зависимости от модификации с шлангом, соединенным с мембранным насосом в корпусе или вмонтированной турбиной с электродвигателем постоянного тока и крыльчаткой и нагревательной спиралью.

 

Это специальное устройство, которое разогревает воздушной струей 200-400 ℃. Термофен будет очень полезен при работе с мелкими или сложными электронными компонентами, например SMD. 

У некоторых разновидностей на корпусе присутствует еще и специальный инфракрасный преднагреватель — это так называемый нижний подогрев, на который ложится печатная плата и фиксируется в держателе.

Это вспомогательное устройство, обеспечивающее более лояльный температурный режим для фена, поскольку если поверхность горячая от инфракрасного излучения, время работы нагревателя значительно сокращается, температуру на нем при помощи регуляторов можно поставить ниже, а значит продлить срок службы, избежать микродеформаций стеклотекстолита.

Как и любые другие радиолюбительские инструменты, их можно поделить на три ценовые категории: дешевые, средние и дорогие, при этом каждая из них отличается не только стоимостью, но и принципом работы и набором функций.

1. Дешевые обычно состоят из корпуса, а из функций — у них есть возможность регулировать температуру, может быть светодиодная индикация температурного режима и несколько программируемых кнопок.
2. Средней ценовой категории могут быть укомплектованы феном и включать другие дополнительные функции: выход USB для питания электронных гаджетов, вольтметр, амперметр. Отличаются более точной регулировкой температуры. Часто оборудуются микропроцессором, который управляет нагревом, а также отслеживает температуру с помощью встроенных термопар.
3. Дорогие – наиболее функциональные. К тому же практически все они являются полуавтоматическими и в качестве нагревателя используется ИК излучатель. У них есть нижний, а иногда и верхний подогрев, несколько термопар для контроля температуры и, конечно же, управляющий электронный модуль, который следит за всем процессом пайки от начала и до конца. Некоторые инфракрасные станции подключаются к ПК для более точного контроля процесса пайки.

В чем отличие паяльных станций от паяльников? Ликбез для начинающих

Во времена, когда интегральные микросхемы казались редчайшими священными артефактами, а SMD-компонентов не было и в помине, главным и универсальным оборудованием большинства ремонтных бюро была пара-другая обыкновенных паяльников. Никто не сомневался в их универсальности и надежности, они были верными друзьями, готовыми всегда прийти на помощь и не подводящими ни при каких условиях. Но развитие технологий производства, миниатюризация и оптимизация энергоэффективности постепенно делали свое дело. Компоненты становились всё меньше, разглядывать их без увеличительного стекла было всё труднее, и вот, паяльники всё же… начали подводить.

Мало того, что паяльником стало значительно сложнее попасть в нужную точку на плате (а если вдруг придется паять им размеры типа 0603, или — страшно представить — еще меньше, это вообще походит на зверское издевательство, и всемирный заговор начинает казаться не таким уж бредовым), так еще и резкий нагрев мелкие детали переносят значительно хуже. Продержал паяльник на секунду дольше, чем положено – меняй микросхему, а ведь она еще даже залудиться не успела!

Вот такого рода трудности и размышления сподвигли выдающиеся умы собрать огромное разнообразие всяческих паяльных станций на любой вкус. В какой-то момент их стало так много, что процесс выбора подходящей паяльной станции стал угрожающе сложным и непонятным.

Но угрожающая сложность и непонятность нивелируются, если быть подкованным в типах паяльных станций, их характеристиках, особенностях и сферах применения. Итак, чем же отличаются паяльные станции?

Во-первых, все паяльные станции делятся на контактные, термовоздушные и инфракрасные.

Контактная паяльная станция — это, по сути, паяльник с регулировкой температуры. Соответственно, в задачи этой паяльной станции входит весь спектр работ паяльника, но с возможностью выбора подходящего температурного режима для той или иной задачи. В нерегулируемых паяльниках значение температуры может доходить до 500 градусов и выше, при этом мелкие компоненты можно (и нужно) спаивать при относительно небольших температурах, около 250-300 градусов. Контактная станция дает возможность соблюдать такие режимы. Кроме того, контролируемая температура значительно уменьшает износ жала, нагревательного элемента и всей конструкции паяльника, так что он прослужит дольше и качество работ, сделанных с его помощью, будет значительно отличаться в лучшую сторону.

Термовоздушная паяльная станция — это станция, в которую включен термофен. Чаще всего он идет в комплекте с паяльником, но есть и исключения. На это стоит обращать внимание — входит ли в состав станции паяльник.

Термофен делает работу с миниатюрными компонентами еще проще (а в случае самых мелких деталей — это единственный инструмент, с помощью которого их можно отпаять и запаять). Если нужно выпаять, например, микросхему с 40 выводами, термофен справится с этим буквально за минуту.

К термофенам существует большое количество насадок, которые упрощают работу с определенным типом деталей на плате. При частой работе с конкретными однотипными изделиями купить нужную насадку не помешает.

Инфракрасная станция обычно покупается в сервисные центры и другие специализированные предприятия. Ее основной рабочий элемент — инфракрасная лампа, нагревающая определенный участок платы. Действие похожее на термофен, только при этом отсутствует воздушный поток, который может сдуть мелкие детали, и не так сильно нагреваются сами компоненты (припой нагревается намного быстрее) за счет того, что инфракрасные лучи неодинаково воздействуют на разные материалы. Как правило, в комплекте этих станций присутствует еще преднагреватель, подогревающий платы снизу, и знакомый паяльник. А стоит всё это вместе весьма и весьма недешево. И чем больше разных настроек и возможностей программной автоматизации у станции, тем она дороже.

Теперь разберем наши станции по частям. Первый в очереди — паяльник.

Главное, чем они отличаются между собой (кроме мощности) — тип нагревательного элемента. В самых простых паяльниках он нихромовый. Паяльник с нихромовым нагревателем долго нагревается, не очень хорошо держит тепло и не очень экономичен — зато им можно хоть стены долбить.

Паяльники чуть подороже — это так называемые “псевдокерамические”: нихром здесь заключен в керамическую оболочку. Немного более быстрый нагрев и чуть лучшее удержание температуры уравновешиваются присущей керамике хрупкостью — с этими паяльниками нужно обращаться бережно.

В настоящих керамических паяльниках нагреватель выполнен в виде специальных полупроводниковых трубочек, залитых керамическим кожухом. Они могут практически мгновенно набирать температуру, стабильность температуры тоже на высоте.

Экзотика паяльного мира — индукционный нагреватель. Принцип его работы схож с индукционной плитой. Жало помещено внутрь катушки. Большая переменная частота, проходящая через катушку, создает магнитное поле, осуществляющее нагрев наконечника.

Еще одна особенность паяльников — тип используемого жала. Подавляющее большинство паяльных станций работают с жалом типа 900-M (900-M-T). Достоинства этого типа — доступность сменных жал, их дешевизна, легкость в замене. Недостатки — не очень хорошая передача тепла от нагревателя к кончику жала, трудность в контроле температуры и быстром реагировании на ее изменение, так как термопара стоит в нагревателе, с которым у жала вполне может быть существенная разница температур.

Относительно новый, но активно приживающийся на рынке тип — T12. Оригинальная особенность этих жал в том, что нагреватель и термопара в них встроены прямо в жало. Это дает возможность заметно более быстрой реакции на изменения температуры. Минус в том, что встроенный нагревательный элемент заметно повышает на них цену.

А чем отличаются термофены?

Основная разница в их структуре — это компрессорный или турбинный (мембранный) тип нагнетания воздуха.

В первом варианте специальный компрессор находится внутри корпуса паяльной станции. Он прокачивает воздух в фен через воздушный шланг. У этого типа сам термофен меньше в размерах и удобнее, но его производительность тоже страдает, а станция из-за громоздкого компрессора весит значительно больше турбинных моделей.

Второй тип называется так, потому что непосредственно внутри ручки фена вентилятор (турбина) накачивает воздух и прогоняет его через нагревательный элемент. От станции к фену в этом варианте идет только провод управления. Достоинства — меньший размер станции, большая производительность. Недостатки — не такая удобная для удержания форма.

По схеме поддержания температуры станции можно выделить три категории, в порядке увеличения качества: симисторная регулировка, регулировка с помощью ШИМ-контроллера со считыванием ошибок, ПИД-регулировка, самостоятельно предсказывающая изменения температуры.

Первая регулировка не имеет датчиков температуры, её изменение происходит путем уменьшения общей мощности. Очевидный недостаток — если нужна небольшая температура, придётся мириться со значительно более длительным нагревом и уменьшенной нагревательной способности.

Второй тип (ШИМ-регулировка) применяется в большинстве паяльных станций, представленных на рынке. Контроллер следит за изменением температуры, и если она меньше заданной — включает нагреватель на полную мощность, пока он не нагреется до нужного значения.

Последний тип можно встретить в станциях более высокой ценовой категории. ПИД-регулирование следит не только за температурой, но и за скоростью её изменения — это позволяет подавать на выход такую мощность, чтобы температура оставалась на одном уровне даже с учётом быстрого охлаждения жала.

Помимо вышеперечисленного, существуют еще станции с дополнительными примочками: дымопоглотителями, встроенными лабораторными блоками питания и другими приспособлениями. Специфические особенности лучше выбирать специально под свои задачи.

Зная, чем одна паяльная станция принципиально отличается от другой, выбрать значительно легче, не правда ли?