Уважаемые подписчики и читатели! Мы подумали и решили подготовить для вас мини-курс. На нём мы разберём азы пайки — от теории до практики. А если думаете, что пайка — просто склеивание двух деталей, то ошибаетесь.
Это целая технология создания крепкого и неразъёмного соединения с помощью специального низкотемпературного сплава — припоя. Благодаря флюсу — катализатору процесса, металлы соединяются на молекулярном уровне.
Наш курс состоит из 8 частей, и сегодня разберём, что такое припой и флюс.
Что такое пайка? Не путаем со сваркой!
Представьте, что вам нужно соединить две металлических детали. Можно сварить, но это навсегда и безвозвратно. Пайка — это соединение с помощью припоя. Её главная фишка, что сами детали не плавятся, а плавится припой. Он «вживляется» в структуру металла на молекулярном уровне, создавая крепкое и надёжное соединение.
А теперь представьте, что вы пытаетесь приклеить деталь на грязную поверхность. Не получится! Так же и с пайкой. Любой металл при контакте с воздухом покрывается тонкой оксидной плёнкой, мешающей сцеплению припоя с поверхностью. Для очистки поверхности понадобится флюс.
Что такое припой и флюс? Объясняем просто
Припой — это металлический сплав, чаще на основе олова. В него добавляют свинец, другие металлы, чтобы снизить температуру плавления и сделать процесс проще. Для пайки электроники обычно используют мягкие (легкоплавкие) припои с температурой плавления до 450 °C.
При выборе припоя обратите внимание на его состав. Классический сплав – припой ПОС-61 в катушке (61% олова, 39% свинца). Это универсальное решение, доступное по цене, хороший вариант для начинающих.
Даже лучший припой не работает без незаменимого помощника — флюса.
Флюс — это химическое вещество, очищающее металл от оксидной плёнки. Он вступает в реакцию с оксидами при нагреве, убирает их и позволяет припою идеально «растечься» по поверхности. Этот процесс в пайке называется «смачиванием».
Важно помнить, что флюс работает только с оксидами. Видимую грязь, жир или пыль нужно убирать заранее. Для этого чаще всего используют изопропиловый спирт.
Когда смачивание прошло успешно, припой «внедряется» в структуру металла. Такое соединение уже нельзя просто так удалить — оно становится единым целым. Качественный паяный шов всегда гладкий, блестящий и имеет форму аккуратного конуса.
Флюс бывает в виде жидкости, пасты или даже внутри припоя (в виде тонкой жилы). Идеальный флюс легко удаляется после пайки и не оставляет липких следов, которые могут испортить плату. Отличные варианты для старта — флюс для пайки BGA ATTEN AT-H20 в шприце или универсальный флюс для пайки ATTEN AT-H40, выпускается в виде пасты в банке.
3 главных метода нагрева
Чтобы припой расплавился, нужно тепло. Тепло может передаваться тремя способами:
- Контактный нагрев. Самый распространённый метод, которым пользуются все начинающие. Источник тепла — паяльник. Он нагревается и напрямую контактирует с местом пайки. Это универсальный и эффективный способ.
- Конвективный нагрев. Тут на помощь приходит термовоздушная паяльная станция или фен. Горячий воздух нагревает всю область пайки. Этот метод незаменим для работы с мелкими компонентами, которых нельзя коснуться паяльником.
- Инфракрасный нагрев. Это уже для профи. ИК-излучатель нагревает детали на расстоянии. Метод используется для пайки крупных компонентов, для которых требуется точный контроль температуры по всей площади.
Независимо от методов нагрева, пайка требует немного времени на освоение, но результат того стоит.
Так нужна ли пайка?
Если кратко, то пайка не всегда нужна. Есть способы соединения проще, не требующие вложений в оборудование. У них есть плюсы и минусы.
Итак, соединения без пайки — к таким методам относятся скрутки, клеммники, специальные разъёмы.
Плюсы:
- экономия — не нужно покупать дорогое оборудование, достаточно отвёртки, кусачек или даже просто рук;
- простота — справится даже новичок, не нужно учиться, как правильно держать паяльник;
- быстрая разборка — если нужно что-то проверить или поменять, вы легко разъедините провода.
Минусы:
- ненадёжность — соединения держатся за счёт механического усилия, со временем могут ослабнуть, особенно из-за вибрации;
- отсутствие защиты — место контакта остаётся открытым, воздух и влага вызывают коррозию, что ухудшает качество электрического сигнала;
- недолговечность — соединения, особенно из мягких металлов (алюминия), могут со временем ослабевать.
Соединения с помощью пайки — когда нужна максимальная надёжность.
Плюсы:
- долговечность — пайка создаёт неразъёмное соединение, защищённое от внешних воздействий;
- прочность — паяный шов выдерживает серьёзные механические нагрузки и вибрацию;
- надёжный электрический контакт — припой обеспечивает низкое сопротивление, что гарантирует стабильную работу устройства.
Минусы:
- затраты — придётся вложиться в оборудование (паяльник, припой, флюс) и расходные материалы;
- время на обучение — для получения качественного результата нужно потренироваться.
Если надёжность не критична, можно обойтись без пайки. Если устройство должно быть долговечным, работать без сбоев, пайка — лучший выбор.
Теперь, когда вы знаете о главных компонентах пайки, можно переходить к самому интересному. В следующей части мы разберём технологию и методы пайки для начинающих, поможем выбрать способ монтажа.
Не пропустите продолжение! А пока можете заглянуть в наш блог, где вас ждёт ещё больше полезных статей.