Як паяти дрібні компоненти smd. Як паяють SMD-компоненти

Як правильно паяти SMD? Рано чи пізно всім електронникам доводилося мати справу з таким питанням.

Бувають випадки, коли простим паяльникомне підібратися до SMD елементів. У цьому випадку найкраще використовувати паяльний фента тонкий металевий пінцет.

У цій статті ми з вами поговоримо про те, як правильно запаювати і відпоювати SMD. Тренуватимемося на трупи телефону. Червоним прямокутником я показав, що ми будемо відпоювати і запаювати назад.

За справу береться Паяльна станція AOYUE INT 768

Для фена потрібна відповідна насадка. Вибираємо найменшу, тому що відпоювати і припаювати буде маленьку smd-шку.

А ось вся конструкція у зборі.

За допомогою зубочистки наносимо флюсплюс на smd-шку.

Ось так ми її змастили.

Виставляємо на паяльній станції температуру фена 300-330 градусів та починаємо смажити нашу детальку. Якщо припій не плавиться, його можна розбавити сплавом Вуда або Розі за допомогою тонкого жала паяльника. Як побачимо, що припій починає плавитися, за допомогою піцента акуратно знімаємо детальку, не зачепивши smd-шки, які поряд.

А ось і наша деталь під мікроскопом

Тепер припаяємо її назад. Для цього чистимо п'ятачки (якщо ви не забули – це контактні майданчики) за допомогою мідної обплетення.

Після того, як ми їх почистили від зайвого припою, нам потрібно зробити горбки за допомогою нового припою. Для цього на кінчику тиснула паяльника беремо зовсім трохи припою.

І робимо горбки на кожному контактному майданчику.

Ставимо туди smd-детальку

І пригріваємо її феном, допоки припій не розтечеться по стінах детальки. Не забувайте про флюс, але його треба небагато.

Готово!

На закінчення хотілося б додати, що дана процедура вимагає вміння працювати з дрібними деталями. Відразу все не вийде, але кому це треба, згодом навчиться припаювати та випоювати SMD-компоненти. Деякі умільці припаюють smd-шки за допомогою паяльної пасти. Паяльну пасту я використав при запаянні BGA мікросхему цій статті.

Багато хто запитує, як правильно паяти SMD-компоненти. Але перед тим як розібратися з цією проблемою, необхідно уточнити, що це за елементи. Surface Mounted Devices – у перекладі англійської цей вислів означає компоненти для поверхневого монтажу. Головною їх перевагою є більша, ніж у звичайних деталей, монтажна щільність. Цей аспект впливає на використання SMD-елементів у масовому виробництві друкованих плат, а також їх економічність і технологічність монтажу. Звичайні деталі, які мають висновки дротяного типу, втратили своє широке застосуванняпоряд із швидкозростаючою популярністю SMD-компонентів.

Помилки та основні принцип паяння

Деякі умільці стверджують, що паяти такі елементи своїми руками дуже складно та досить незручно. Насправді аналогічні роботи з ТН-компонентами проводити набагато важче. І взагалі ці два види деталей застосовуються в різних областяхелектроніки. Однак багато хто робить певні помилки при пайці SMD-компонентів в домашніх умовах.

SMD-компоненти

Головною проблемою, з якою стикаються любителі, є вибір тонкого жала на паяльник. Це пов'язано з існуванням думки про те, що при паянні звичайним паяльником можна заляпати оловом ніжки SMD-контактів. У результаті процес паяння проходить довго і болісно. Таке судження не можна вважати вірним, тому що в цих процесах істотну роль відіграє капілярний ефект, поверхневий натяг, а також сила змочування. Ігнорування цих додаткових хитрощів ускладнює виконання роботи своїми руками.

Пайка SMD-компонентів

Щоб правильно паяти SMD-компоненти, необхідно дотримуватись певних дій. Спочатку прикладають жало паяльника до ніжок взятого елемента. Внаслідок цього починає зростати температура і плавитися олово, яке в результаті повністю обтікає ніжку даного компонента. Цей процес називається силою змочування. Цієї ж миті відбувається затікання олова під ніжку, що пояснюється капілярним ефектом. Разом зі змочуванням ніжки відбувається аналогічна дія на самій платі. У результаті виходить рівномірно залите зв'язування плати з ніжками.

Контакт припою з сусідніми ніжками не відбувається через те, що починає діяти сила натягу, що формує окремі краплі олова. Очевидно, що описані процеси протікають самі по собі лише з невеликою участю паяльника, який тільки розігріває паяльником ніжки деталі. При роботі з дуже маленькими елементами можливе їхнє прилипання до жалу паяльника. Щоб цього не сталося, обидві сторони припаюють окремо.

Паяння в заводських умовах

Цей процес відбувається з урахуванням групового методу. Пайка SMD-компонентів виконується за допомогою спеціальної паяльної пасти, яка рівномірно розподіляється найтоншим шаромна підготовлену друковану платуде вже є контактні майданчики. Цей спосіб нанесення називається шовкографією. Застосовуваний матеріал за своїм виглядом та консистенцією нагадує зубну пасту. Цей порошок складається з припою, який доданий і перемішаний флюс. Процес нанесення виконується автоматично під час проходження друкованої плати конвеєром.

Заводська пайка SMD-деталей

Далі встановлені стрічкою руху роботи розкладають у потрібному порядку все необхідні елементи. Деталі у процесі пересування плати міцно утримуються встановленому місці з допомогою достатньої липкості паяльной пасти. Наступним етапом відбувається нагрівання конструкції в спеціальній печі до температури, яка трохи більша за ту, при якій плавиться припій. У результаті такого нагрівання відбувається розплавлення припою та обтікання його навколо ніжок компонентів, а флюс випаровується. Цей процес і робить деталі припаяними на свої посадкові місця. Після грубки платі дають охолонути, і все готове.

Необхідні матеріали та інструменти

Для того, щоб своїми руками виконувати роботи з впаювання SMD-компонентів, знадобиться наявність певних інструментіві витратних матеріалів, До яких можна віднести такі:

паяльник для паяння SMD-контактів;
пінцет та бокорізи;
шило або голка з гострим кінцем;
припій;
збільшувальне скло або лупа, які необхідні для роботи з дуже дрібними деталями;
нейтральний рідкий флюс безвідмивного типу;
шприц, за допомогою якого можна наносити флюс;
за відсутності останнього матеріалуможна обійтися спиртовим розчином каніфолі;
для зручності паяння майстри користуються спеціальним паяльним феном.

Пінцет для встановлення та зняття SMD-компонентів

Використання флюсу просто необхідне, і він має бути рідким. У такому стані цей матеріал знежирює робочу поверхню, а також прибирає окисли, що утворилися на паяному металі. В результаті цього на припої з'являється оптимальна сила змочування, і крапля для паяння краще зберігає свою форму, що полегшує весь процес роботи та виключає утворення соплів. Використання спиртового розчину каніфолі не дозволить досягти значного результату, та й утворився білий налітнавряд чи вдасться прибрати.

Дуже важливим є вибір паяльника. Найкраще підходить такий інструмент, у якого можливе регулювання температури. Це дозволяє не хвилюватись за можливість пошкодження деталей перегріванням, але цей нюанс не стосується моментів, коли потрібно випоювати SMD-компоненти. Будь-яка деталь, що паяється, здатна витримувати температуру близько 250–300 °С, що забезпечує регульований паяльник. За відсутності такого пристрою можна скористатися аналогічним інструментом потужністю від 20 до 30 Вт, розрахованим на напругу 12-36 В.

Використання паяльника на 220 В призведе до не найкращих наслідків. Це пов'язано з високою температуроюнагрівання його жала, під дією якої рідкий флюс швидко випаровується і не дозволяє ефективно змочувати деталі припоєм.

Фахівці не радять користуватися паяльником з конусним жалом, так як припій важко наносити на деталі і витрачається багато часу. Найбільш ефективним вважається жало під назвою «Мікрохвиля». Очевидною його перевагою є невеликий отвірна зрізі для зручнішого захоплення припою в потрібній кількості. Ще з таким жалом на паяльнику зручно збирати надлишки пайки.

Використовувати припій можна будь-який, але краще застосовувати тонку тяганину, за допомогою якої комфортно дозувати кількість використовуваного матеріалу. Паяюча деталь за допомогою такої тяганини буде краще оброблена за рахунок зручнішого доступу до неї.

Як паяти SMD-компоненти?

Порядок робіт

Процес паяння при ретельному підході до теорії та отриманні певного досвіду не є складним. Отже, можна всю процедуру поділити на кілька пунктів:

Необхідно помістити SMD-компоненти на спеціальні контактні майданчики на платі.
Наноситься рідкий флюс на ніжки деталі та нагрівається компонент за допомогою жала паяльника.
Під дією температури відбувається заливання контактних майданчиків та самих ніжок деталі.
Після заливки відводиться паяльник і надається час на остигання компонента. Коли припій охолонув - робота виконана.

Процес паяння SMD-компонентів

При виконанні аналогічних дій з мікросхемою процес паяння трохи відрізняється від наведеного вище. Технологія виглядатиме так:

Ніжки SMD-компонентів встановлюються точно на контактні місця.
У місцях контактних майданчиків виконується змочування флюсом.
Для точного потрапляння деталі на посадкове місце необхідно спочатку припаяти одну крайню ніжку, після чого компонент легко виставляється.
Подальше паяння виконується з граничною акуратністю, і припій наноситься на всі ніжки. Надлишки припою усуваються жалом паяльника.

Як паяти за допомогою фена?

При такому способі паяння необхідно змастити посадкові місця спеціальною пастою. Потім на контактний майданчик укладається необхідна деталь- крім компонентів це можуть бути резистори, транзистори, конденсатори тощо. буд. Для зручності можна скористатися пінцетом. Після цього деталь нагрівається гарячим повітрям, яке подається з фена, температурою близько 250º C. Як і в попередніх прикладах паяння, флюс під дією температури випаровується і плавиться припій, тим самим заливаючи контактні доріжки та ніжки деталей. Потім відводиться фен, і плата починає остигати. При повному охолодженні можна вважати пайку закінченою.

Як правильно паяти SMD? Рано чи пізно всім електронникам доводилося мати справу з таким питанням.

Трапляються випадки, коли простим паяльником не підібратися до SMD елементів. У цьому випадку найкраще використовувати паяльний фен та тонкий металевий пінцет.

За справу береться Паяльна станція AOYUE INT 768

А ось вся конструкція у зборі.

За допомогою зубочистки наносимо флюсплюс на smd-шку.

Ось так ми її змастили.

А ось і наша деталь під мікроскопом

І робимо горбки на кожному контактному майданчику.

Ставимо туди smd-детальку

Готово!

На закінчення хотілося б додати, що дана процедура вимагає вміння працювати з дрібними деталями. Відразу все не вийде, але кому це треба, згодом навчиться припаювати та випоювати SMD-компоненти. Деякі умільці припаюють smd-шки за допомогою паяльної пасти. Паяльну пасту я використав при запаюванні BGA мікросхем у цій статті.

Поверхнево-монтовані компоненти у своїй назві передбачають встановлення на поверхню плати, а не в отвори, як старі елементи. SMD (поверхнево-монтовані елементи) легше, дешевше, менше, і можуть бути розміщені ближче один до одного. Ці фактори, а також інші, вплинули на широке поширення компонентів без висновків.

Існує багато щодо недорогих інструментів та простих методівдля паяння та розпаювання SMD.

Інструменти для паянняSMD

Паяльник, що регулюється за температурою.Інструмент за 10 доларів без контролю температури насправді не найкращий тренажер, щоб навчитися паяти SMT. Вам не потрібна дорога паяльна станція, але у вас має бути можливість контролювати температуру.

Відносно недорогий регульований паяльник за 50 доларів має ручку ступінчастого контролю температури від 0 до 5. Поставляється зі звичним жалом ST3 у формі клина, яке може бути занадто широким для чіп компонентів, але все ж таки досить часто використовується для паяння. Багатьом людям комфортніше працюватиме з конусними жалами ST7 або ST8. Насадка мініхвиль ST5 зручна для паяння деталей в корпусах QFP, QFN, PLCC, SOIC. Невелике заглиблення в її зрізаній поверхні дозволяє утримати припій у кількості, достатньому для розподілу по ряду висновків мікросхеми.

Припій.Для ручного паяння поверхнево-монтованих елементів нам потрібен олов'яно-свинцевий сплав 60/40 у вигляді дроту діаметром 0,015 дюйма (0,4 мм). Свинцю в сплаві може бути більше і дріт знадобиться товстіший, якщо вам потрібно закріпити на платі роз'єм.

Розпаювальна тасьма.Це одна з речей, яка просто незамінна для ручного паяння. Також відома як скребок припою – допомагає видаляти припій. Вона сплетена з тонких мідних дротіву довгу кіску, і іноді має флюс усередині.

Пінцет.Захоплення з плоскими наконечниками необхідні переміщення і утримування мініатюрних чіп компонентів. Дуже зручні такі із загнутими кінцями. Ви можете придбати такі приблизно за 5 доларів.

Деякі люди використовують вакуумний пінцет, щоб забирати та ставити на місце дрібні компоненти.

Флюс.Його не завжди використовують при ручному паянні плат із SMD, але деякі люди не можуть обійтися без нього. Флюс можна застосовувати навіть з готовими дротяними припоями, тому що чим тонше тяганина, тим менше в ній цього розчинника. Під час паяння ніжки елементів прогріваються більше одного разу, тому важливо додавати трохи флюсу ззовні.

Екранна лупа з ліхтариком.Вам у будь-якому випадку знадобиться багато світла та збільшувальне скло при паянні мініатюрних елементів. Є хороші лінзи на голову подібні до OptiVisors, що збільшують у 2,5 рази, в них вбудовані лампи освітлення.

Щоб перевірити свою роботу вам знадобиться лупа з 10-кратним збільшенням. Такі лупи теж є із вбудованим ліхтариком.

Техніка видалення припою тасьмою

Щоб зробити розпаювання, покладіть мідну кіску на ніжки елемента і проведіть по ній гарячим паяльником. Тепло та флюс перетягне олово на неї. Використовуйте інший кінець кіски, якщо здається, що нічого не виходить (з котушки відрізається невеликий її шматочок).

Залежно від обставин кіску потрібно піднімати вище, при цьому тепло видалятиметься по ній вгору від області торкання паяльника.

Щоб очистити тасьму, вам потрібно додати більше флюсу.

Пайка двоконтактних елементів

Такі елементи, як резистори та конденсатори часто розтріскуються через нерівномірне нагрівання. Паяйте два їхні протилежні кінці одночасно. Використовуйте пінцет, щоб утримувати деталь на платі. Подайте трохи припою на один бік, щоб утворилася акуратна жолобник між кінцем елемента і контактним майданчиком. В ідеалі має вийти саме плавна перемичка, а не величезна кулька олова на кінці.

Якщо все не так, використовуйте мідну тасьму, щоб видалити зайвий припій.

Паяння SOIC та інших мікросхем з безліччю ніжок

Використовуйте пінцет або вакуумну присоску для утримання SOIC (малого контуру інтегральної мікросхеми) на платі. Припаяйте один із висновків мікросхеми, бажано щоб це була ніжка живлення. Потім прихопіть інший виведення живлення з протилежного боку. Простежте, щоб решта ніжок вишикувалися над своїми контактними майданчиками.

Приєднуйте решту ніжок - починаючи з крайніх, не припаяних контактів, проведіть хвилю припою, подаючи при необхідності олов'яний дріт до жалу паяльника. Зробіть цю операцію якнайшвидше, не допустивши перегріву мікросхеми.

Видалення напливів

Коли ви закінчите пайку, огляньте ніжки чіп елементів. Маленькі містки між ними можуть бути легко видалені, швидким прогріванням їх паяльником, змоченим у флюсі. Товсті перемички видаляються знайомим нам способом – за допомогою розпаювальної тасьми.

Схема саморобного датчикапротікання води

Навіть якщо тобі ніколи в житті не доведеться мати справу з чіп-деталями, треба розуміти, що 99% всієї сучасної електроніки створюється саме на їх основі. Тому кожен поважаючий себе радіоаматор повинен хоча б у загальних рисахпредставляти SMD-техпроцес.
У попередньому уроці ми вже познайомилися із так званими SMD-компонентами (чіп-компонентами). Зараз же настав час дізнатися, як здійснюється їх монтаж та паяння.
Можна припаяти SMD-деталь і за допомогою звичайнісінького припою і паяльника з тонким жалом. Процес складається з трьох кроків:

Наносимо припій на один контактний майданчик;
- за допомогою пінцета встановлюємо чіп-компонент на потрібну позицію і, утримуючи деталь пінцетом, прогріваємо один із його висновків. Деталь зафіксована, пінцет можна прибрати;
- припаюємо другий висновок компонента.

Ручне паяння SMD-компонентів

Приблизно так само можна паяти SMD-транзистори і мікросхеми.

Але ручне паяння - це дуже довгий і копіткий процес, тому застосовується тільки радіоаматорами для створення одиничних конструкцій. На великих радіозаводах намагаються все автоматизувати. Тому там ніхто не паяє кожну деталь окремо паяльником, процес зовсім інший.

Ти вже знаєш, що таке припій: гнучкий олов'яно-свинцевий дріт, який при нагріванні паяльником розплавляється, а після остигання застигає та надійно фіксує виведення радіодеталі, забезпечуючи при цьому електричний контакт. Але припій може бути у вигляді олов'яно-свинцевого прутка. Можна створити припій у вигляді пасти, яка так і називається – паяльна паста. Паста містить у своєму складі і флюс, і дрібні частинки олова. При нагріванні паста розплавляється, а після остигання застигає, забезпечуючи електричний та механічний контакт.

Паяльна паста наноситься на всі контактні майданчики. При виробництві дослідних зразківі дрібносерійних партій наносять пасту за допомогою ручних дозаторів: шприцем, наприклад, або навіть зубочисткою. Але за великосерійному виробництві використовується інша технологія нанесення пасти. Спочатку виготовляється трафарет: тонкий лист з нержавіючої сталі, в якому є отвори, що точно збігаються з контактними майданчиками друкованої плати. Трафарет притискається до друкованої плати, зверху наноситься шар паяльної пасти і розрівнюється спеціальним шпателем. Потім трафарет піднімається, і таким чином буквально за пару секунд паяльна паста виявляється нанесеною на всі контакти друкованої плати.

Друкована плата з нанесеною на контактні майданчики паяльною пастою

Тепер на платню можна встановлювати компоненти. SMD-компонент можна акуратно встановити на контактні майданчики. У радіоаматорстві установку компонентів виробляють вручну за допомогою звичайного або вакуумного пінцетаа на великих виробництвах цю операцію виконують роботи, які можуть встановити до декількох сотень деталей за хвилину! Завдяки тому, що паяльна паста в'язка, компонент фіксується на своєму місці, і це дуже зручно.

Після встановлення всіх SMD-компонентів відбувається паяння плати. Плата міститься у спеціальну піч, де за кілька хвилин нагрівається приблизно до 300С. Паяльна паста розплавляється, а після остигання забезпечує механічний та електричний контакт компонентів. Для того, щоб уникнути термоударів, важливо налаштувати термопрофіль, тобто швидкість нагрівання та охолодження друкованої плати. У промисловості використовуються спеціальні багатозонні печі, у кожній камері яких підтримується суворо задана температура. Друкована плата, рухаючись конвеєром, послідовно проходить всі зони печі.

Паяльні печі: промислова (ліворуч) та для дрібносерійного паяння (праворуч)

У дрібносерійному та дослідному виробництві використовуються компактні грубки, в яких плати «запікаються» по одній. Радіоаматори взагалі іноді пристосовують для цих цілей побутові духові шафиабо нагрівають друковану плату гарячим повітрям за допомогою промислового фена. Звичайно, якість паяння за таких кустарних методів дуже нестабільна, але й вимоги до надійності. радіоаматорських конструкційзазвичай не високі.

Після закінчення паяння плату промивають від залишків флюсу, що входить до складу паяльної пасти, сушать і перевіряють. Якщо конструкції є DIP-компоненти, їх припаюють в останню чергу, і навіть на великих радіозаводах цей процес проводиться, як правило, вручну. Справа в тому, що автоматизувати DIP-процес дуже складно і дорого, тому сучасна радіоелектроніка в основному проектується на SMD-компонентах.