Паяльная станция

Устройство и принцип работы

В первую очередь, следует сказать, что устройство и принцип работы паяльной станции могут различаться в зависимости от конкретной модели, а также фирмы-производителя. В то же время существует несколько стандартных положений, отклонения от которых не допускаются ни в коем случае.

Так, к обязательным составляющим устройства относятся:

• контрольный блок, благодаря которому пользователь может осуществлять регулировку рабочих параметров оборудования;
• паяльник для стандартной контактной работы с помощью низкотемпературного припоя;
• фен, благодаря которому возможно осуществлять нагревание той или иной части сборного предмета (при этом сам по себе процесс нагревания является бесконтактным);
• термопинцет (чаще всего данный элемент используется для припаивания и удаления тех или иных деталей);
• инфракрасный источник, благодаря которому пользователь может осуществлять нагрев платы до температуры, в данный момент необходимой пользователю;
• пневматический механизм, обеспечивающий удаление нежелательных излишков расплавленного олова;
• браслеты, снимающие статическое напряжение;
• дополнительные комплектующие.

Если говорить о непосредственном принципе работе устройства, то важно отметить, что основой паяльной станции с феном является блок управления. Именно благодаря ему все детали и элементы объединяются воедино

Важную роль выполняет датчик температуры, являющийся неотъемлемым элементом всей станции в связи с тем, что паяльник является встроенным, а не классическим. Благодаря датчику пользователь может устанавливать температуру на том уровне, которая необходима в каждом конкретном случае. Кроме того, благодаря наличию датчика обеспечивается стабильность работы агрегата. Для того чтобы установить температуру на необходимом для вас уровне, следует использовать специально предназначенную для данных целей поворотную ручку (обычно она расположена на передней панели управляющего блока).

Некоторые модели паяльных станций с феном в свою комплектацию включают сменные жала. Данные элементы значительно облегчают выполнение пайки электронных комплектующих.

Внутри блока управления в обязательном порядке наличествует особый мембранный насос. Данный элемент обеспечивает приток воздуха к фену. При этом сам фен обладает насадками (которые могут иметь самую разнообразную форму). Эти насадки способствуют нагреву нескольких контактов элемента одновременно.

Работа с микросхемами

Пайка микросхем

Паяльная станция позволяет быстро и качественно выполнять замену вышедших из строя микросхем. Порядок действий при выполнении таких работ следующий:

1. Плату с неисправной микросхемой фиксируют в специальном зажиме;
2. Находящиеся рядом с вышедшей из строя микросхемой радиодетали закрывают тонкой алюминиевой фольгой;
3. На выводы демонтируемой старой микросхемы наносят тонкий слой флюса;
4. Круговым движением термовоздушного фена расплавляют припой на выводах микросхемы и при помощи пинцета аккуратно снимают ее с печатной платы;
5. Паечные пяточки – концы токопроводящих дорожек платы, предназначенные для контакта с выводами микросхемы – очищаются от остатков флюса;
6. Определив при помощи « ключа» (выемки или другой маркировки на корпусе детали) расположение первого вывода, устанавливают новую микросхему на плату, выравнивают ее относительно паечных пятачков дорожек;
7. При помощи контактного паяльника с тонким жалом прихватывают два угловых вывода;
8. На все выводы микросхемы наносят флюс;
9. Круговым движением термовоздушного фена, расплавляя остатки припоя, фиксируют выводы микросхемы на паечных пятачках дорожек;
10. Визуально проверяют отсутствие замыканий между выводами. При обнаружении таковых при помощи паяльника удаляют лишнее количество припоя.

После завершения работ с помощью зубной щетки удаляют остатки флюса, проверяют работоспособность припаянной микросхемы.

Выбор паяльной станции

На сегодняшний день существует широкий ассортимент данных устройств в России. В связи с эти выбор паяльной станции – это трудная задача не только для начинающих радиолюбителей, но и для опытных мастеров.

Современная техника постоянно совершенствуется и развивается. Особенно наглядно это происходит с ее размерами, которые постоянно уменьшаются, а вместе с этим увеличивается трудоемкость ее ремонта.

Схема паяльной станции на основе ATmega8.

Итак, паяльные устройства можно разделить на следующие разновидности:

• контактные;
• термовоздушные;
• комбинированные термовоздушные;
• демонтажные;
• инфракрасные.

Общих правил при выборе станции не существует. Все зависит от задач, которые ей предстоит решать. И в каждом конкретном случае будет свой рейтинг лучших устройств.

Назначение

Конечно выбор напрямую зависит от применения устройства. Как уже было отмечено выше, в профессиональных мастерских отдают предпочтение инфракрасной паяльной станции, а вот для дома можно рассмотреть более простые варианты.

В то же время оправданной будет покупка устройства с большой мощностью, поскольку основным критерием в работе является температура жала и ее стабилизация.

Если необходимо работать с мелкими деталями, тогда стоит рассмотреть оборудования с паяльным феном.

Ремонтопригодность

Нередко происходит, когда при частом использовании с жала стирается защитное покрытие.

При пайке пользуются флюсом и оловом, которым необходимо залудить жало. Сделать это, если покрытие выгорело, невозможно. В связи с этим необходимо заранее рассматривать возможность покупки новых жал, а также их качество.

Электрическая схема станции для пайки.

Однако все равно лучше, в первую очередь, при выборе обращать внимание на то, для чего нужна паяльная станция. В выборе оборудования для электролаборатории, где пайка будет осуществляться постоянно, целесообразно рассмотреть более дорогие и надежные варианты

Температура

Существует широкий ассортимент оборудования по технической части паяльного устройства, что существенно усложняет вопрос: как выбрать паяльную станцию. В первую очередь целесообразно определиться с техническими особенностями прибора.

Любители заниматься ремонтом в домашних условиях могут использовать и обычные паяльники. Однако они могут перегревать микросхемы, что приведет не к их починке, а наоборот. В связи с этим температура является важным критерием.

При работе с массивными приборами и электрооборудованием мощность очень важна.

Тем не менее иногда ее избыток может приводить к:

• перегреву деталей;
• деградации покрытия жала;
• выходу из строя нагревательного элемента;
• перегреву дорожек;
• снижению качества пайки.

Что такое паяльная станция

Паяльная станция – это специализированное оборудование, применяемое для пайки чувствительных к высокой температуре и напряжению радиотехнических деталей (микросхем, транзисторов, конденсаторов).

Основными частями такого оборудования являются:

• Модуль управления – блок, включающий в себя понижающий трансформатор, микросхему управления температурой паяльника;
• Паяльник – рабочий орган данного оборудования, связанный с модулем управления гибким экранированным кабелем;
• Подставка – располагается сбоку от модуля управления и служит для безопасного размещения разогретого паяльника в перерывах между паечными работами.

Более сложные модели содержат также фен, термопинцет, инфракрасный излучатель для подогрева определенного участка печатной платы. В некоторых станциях внутри встраивается небольшой воздушный компрессор, нагнетающий воздух в фен с нагревательным элементом.

Особенности выбора

Основными характеристиками, учитываемыми при выборе паяльной станции, являются ее мощность, комплектация, используемый для пайки вид флюса.

Мощность

Выбор паяльной станции по данной характеристике зависит от ее предназначения:

• Для пайки небольших радиодеталей, обладающих чувствительностью к перегреву, используют оборудование мощностью 40-60 Вт;
• Для работы с не столь чувствительными к высоким температурам элементами печатных плат применяют станции мощностью 70-90 Вт;
• Более мощное оборудование (мощностью свыше 100Вт) используют для профессиональной ежедневной пайки в условиях средних и крупных производств бытовой и компьютерной техники.

Обратите внимание! Наиболее удобны и производительны для радиолюбительства станции мощностью от 60 до 90 Вт

Комплектация

Наиболее удобна комплектация паяльной станции, в которую включены следующие компоненты:

• Паяльник со сменными жалами различной формы;
• Термовоздушный фен, штатив для его вертикального крепления;
• Катушка с трубчатым припоем;
• Специальная лампа.

Подобная комплектация хоть и будет стоить недешево, но при этом позволит выполнять все виды радиолюбительских паечных работ.

Выбор флюса

Лучший флюс – паяльная кислота

Флюс – вещество, предотвращающее образование на поверхности, на которую наносится припой, а также на жале паяльника, слоя окисла. От правильного выбора флюса зависят качество и скорость паечных работ.

В качестве флюсов для паяльных станций применяют:

• Канифоль (затвердевшая сосновая или еловая смола);
• Спиртовой раствор канифоли;
• Ортофосфорную паяльную кислоту.

К сведению. Среди данных видов канифоли наиболее удобной в нанесении и эффективной является ортофосфорная паяльная кислота.

Принципы выбора паяльного оборудования

Рассмотрим, какую паяльную станцию выбрать для дома.

Выбор паяльного комплекта для домашней мастерской зависит от вида работы. Вначале определяют ценовую категорию, затем сравнивают дополнительные параметры и возможности оборудования. Лучшая паяльная станция будет та, в которой оснастка рекомендована для специфики ваших работ по монтажу.

Обязательно ознакомьтесь с инструкцией, как пользоваться паяльной станцией, как устанавливать температурные режимы, какие дополнительные возможности она предоставляет. Инструкции предоставляются в комплекте и не будут особо сложными для понимания даже начинающему пользователю.

Диапазон рабочих температур

Рабочая температура задается исходя из типа используемого припоя.

При недостаточной температуре припой не расплавится полностью, произойдет «холодная пайка». Холодный припой прилипает к нагреваемому контакту, но не смачивает его, и не соединяет элементы. Между контактом и припоем остается микроскопический зазор, такое соединение недолговечно.

Чрезмерно высокая температура изменяет свойства припоя, пайка становится пористая, элемент и печатная плата перегреваются.

Если температура выбрана правильно, после остывания припаянный контакт блестит, капля припоя ровная, без пор, окислов, и неоднородных включений.

Для монтажа на печатной плате обычно используют припой ПОС-60, с оптимальной температурой жала паяльника 190–200 градусов.

Температура жала паяльника выше, чем 250 градусов, и ниже, чем 180 градусов, используется редко.

Паяльные комплексы предлагают значительно более широкий диапазон рабочих температур, но такая возможность, чаще всего, избыточна.

Точность удержания температуры

Для качественной пайки температура на жале паяльника, или в зоне дистанционного нагрева, должна отклоняться от температуры, заданной на приборе, в пределах не более 10 градусов.

Очень хорошим считается диапазон отклонений +/- 5 градусов. Также большое значение имеет точность и инерционность датчика контроля температуры в паяльнике.

Скорость установления рабочего режима

Паяльные станции могут быть оснащены датчиками простоя, и, если паяльник некоторое время лежит на подставке, станция его отключает. Этим действием экономится электроэнергия, и гарантируется отключение забытого горячего прибора. С другой стороны, во время работы отключение мешает, так как приходится каждый раз терять время, ожидая разогрев паяльника до рабочей температуры.

Комплектность насадок на фен и на паяльник

Чем больше типоразмеров насадок на фен, и сменных жал паяльника, производитель положит в коробку, тем шире возможности мастера по работе с различными конфигурациями рабочей зоны монтажа. Чем разнообразнее печатные платы и наборы радиоэлементов, с которыми необходимо работать, тем важнее наличие в комплекте разнообразных насадок.

Бренд

Неофициальным стандартом паяльного оборудования служит японская фирма «Хакко». Поэтому в описаниях аксессуаров паяльных станций можно встретить термин «хакко — совместимый паяльник», или «хакко — совместимый фен». Это не значит, что прибор укомплектован оснасткой от этой фирмы. Но это значит, что приобретаемый аппарат совместим с насадками, оборудованием и запчастями «Хакко». При необходимости расширить ассортимент насадок, или починить вышедший из строя инструмент, проблем не возникнет.

На сегодня в Китае работает несколько производителей, выпускающих хакко — совместимые паяльные станции неплохого качества по доступной цене. Они показаны в обзоре, приведенном ниже.

Если вам требуется высокое качество оборудования, можно приобрести японскую, или немецкую станцию. Но цена у них будет соответствовать качеству.

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 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).

Основные критерии выбора

Первоклассное сцепление элементов – вот важнейшая цель паяльной станции. Чтобы правильно выбрать аппарат нужно знать конструктивные и технические параметры:

1. Элемент нагрева и его тип. Сегодня основная масса приборов, среди которых можно выбрать имеют 2 вида – керамический и нихромовый. Быстро нагреваются керамические, но могут лопаться при неравномерном нагреве, при наличии стабилизатора тепла всего такого не будет, он будет контролировать температуру и устройство будет служить дольше. Нихром быстро выходит из строя и для частого использования не подходит. Стоит значительно меньше нежели керамика.
2. Диапазон регулировки температур должен быть белее широким.
3. Скорость нагрева.
4. Мощность. Чтобы выбрать паяльную станцию по мощности нужно изначально знать область эксплуатирования аппарата: телефоны, ноутбуки, планшеты или бытовая техника и т.п.;
5. Напряжение; вес, размер, форма и т.д.

А также нужно учесть такие момента как:

• мировые стандарты по бессвинцовой пайке, что указывает на оборудование с температурой в 250 градусов;
• схемы размещены в корпусе BGA для микросхем, что делает само устройство более миниатюрным и легким.

Виды

Если рассматривать наиболее распространённые паяльные станции, предусмотрены такие виды:

1. Контактные (делают с электронными блоками, активно применяются для припоя без свинца).
2. Бесконтактные (производятся инфракрасные, термовоздушные, варианты остаются, они востребованы для замены элементов в микросхеме).
3. Комбинированные (это многофункциональные установки, отличающиеся по комплектации. Можно подобрать модели с паяльником и феном. Также встречаются инфракрасные устройства с кварцевым излучателем).

Паяльная станция

Контактные

Установки этого типа являются традиционными, поставляются с электронными блоками. У них предусмотрен терморегулирующий элемент, поэтому, активно используются радиолюбителями. Контактные станции применимы для монтажных работ, выпускаются профессиональные модели.

Контактные станции

Подгруппы:

• соловянно-свинцовым припоем;
• для работы без припоя.

У последнего типа используются мощные нагревательные элементы. У них высокая температура плавления и можно обойтись без припоя. Если рассматривать профессиональные станции, у них используется регулятор мощности.

Интересно! В магазинах представлен широкий выбор воздушных модификаций.

Востребованными остаются модели с антистатической защитой. Компрессорные станции считаются подходящими для монтажной, демонтажной работы. Если рассматривать модификации Lukey, они зачастую продаются с феном. Пользователей ожидает широкий ассортимент моделей высокой мощности.

Если говорить о параметрах, потребляемое напряжение 220 вольт. В качестве нагревательного элемента может использоваться металлическая спираль. Еще одним крупным производителем является компания Accta. Она специализируется на выпуске моделей с индикацией.

У них предусмотрено управление температурными параметрами, поскольку используются аналоговые потенциометры. В 2019 году востребованными остаются модели с системой автоматического отключения фена.

Важно! Управление осуществляется за счёт работы микропроцессора

Бесконтактные

Это современные станции, которые называется термовоздушными. Они поставляются с отдельными электронными блоками. Отмечаются более сложные конструкции. Встречаются модификации с механическими, цифровыми индикаторами. Для возможности настройки воздушного потока используются регуляторы.

Бесконтактные станции

Распространенными считаются модификации со светодиодом CAL, так пользователь способен следить за показателем температуры. Модели функционируют с вентилятором, который выполняет функцию фена. Механизмы устанавливаются непосредственно на ручку и не занимают много места. Чтобы идти в ногу со временем, подбираются установки производителей Zhongdi, BAKKU, HandsKit.

Показатель мощности у них стартует от 10 Вт, самыми мощными считаются станции на 800 Вт. Если рассматривать недорогие установки, у них максимальная температура 400 градусов, напряжение фена колеблется от 24 до 100 Вт. Производители предлагают рассмотреть модели с керамическими нагревателями. Касательно фена предлагаются различные варианты на любой вкус.

Продукция компаний Solder, Yihua подходит для профессионалов. Помимо широкого диапазона температуры нагрева, стоит отметить наличие антистатической защиты. Установки не бояться разрядов, хорошо справляются с перегрузками. Модели используются с различными видами припоя, можно не волноваться за шов.

В отдельную категорию выделены мощные нагреватели, которые демонстрируют высокую точность работы. Приобретая бесконтактную станцию, лучше учитывать скорость потока воздуха, проверять трубку.

Комбинированные

Первоначально непонятно, чем отличается паяльник от паяльной станции комбинированного типа. На самом деле речь идет о многофункциональной модели, которая позволит выполнять сложные операции по отпаиванию микросхемы. На рынки поставляются установки с дисплеями, многофункциональными блоками. Они работают на пару с предохранителями, учитываются характеристики:

• выходное напряжение;
• питание;
• размеры, вес;
• температурный диапазон;
• точность настройки.

Распространенными считаются модели с компрессорами, мощным блоком управления. Есть модификации с диафрагменным насосом, а также трансформатором.

Важно! Если рассматривать трёхканальные, профессиональные модели, они заменят качественный термофен и несколько паяльников. Комбинированные станции

Комбинированные станции

Эксплуатация паяльных станций

При эксплуатации подобного оборудования специалисты советуют соблюдать следующие простые правила:

• Необходимо следить за целостностью шнуров паяльника и фена;
• Нельзя очищать жала паяльника от припоя при помощи острых предметов и абразивных материалов. Для этого необходимо использовать специальный очиститель в виде губки из медной или латунной стружки.
• Категорически запрещается отключать фен, лежащий на держателе при помощи кнопки.
• Нежелательно отключать станцию, выдергивая вилку сетевого шнура из розетки.

Также не рекомендуют производить самостоятельный ремонт и переделку станций, находящихся на гарантии.