Что такое пайка? - Типы и способы пайки

Если вы разберете любое электронное устройство, содержащее печатную плату, вы увидите, что компоненты соединены с помощью пайки. Пайка — это процесс соединения двух или более электронных частей путем плавления припоя вокруг места соединения. Несмотря на то, что пайка может создать постоянное соединение, его также можно восстановить с помощью инструмента для удаления припоя.

Сегодня мы узнаем все о пайке. Что это? Каковы его приложения? Как проходит процесс?

Что такое пайка?

Пайка — это процесс соединения различных металлов путем плавления припоя. Припой — это металлический сплав, обычно состоящий из олова и свинца, который расплавляют горячим утюгом. Железо нагревается до температуры выше 600 градусов по Фаренгейту, а затем охлаждается, создавая прочную электрическую связь.

В отличие от сварки, при пайке заготовки не оплавляются. Пайка также не расплавляет металл заготовки, но присадочный металл плавится при более высокой температуре, чем пайка. Исторически почти все припои содержали свинец, но экологические и медицинские припои все чаще диктовали использование бессвинцовых сплавов в электронике и сантехнике.

Что такое припой?

Припой представляет собой легкоплавкий металлический сплав, используемый для создания прочной связи между металлическими заготовками. Припой плавится, чтобы приклеиться и соединить детали после охлаждения, для чего требуется сплав, пригодный для использования, поскольку припой имеет более низкую температуру плавления, чем соединяемые детали.

Припой также должен быть устойчив к окислительным и коррозионным воздействиям, которые со временем могут повредить соединение. Припой, используемый для электрических соединений, также должен иметь благоприятные электрические характеристики.

Мягкий припой обычно имеет температуру плавления в диапазоне от 90 до 450 ° C (от 190 до 840 ° F; от 360 до 720 K) и обычно используется в электронике, сантехнике и обработке листового металла. Наиболее часто используются сплавы, плавящиеся при температуре от 180 до 190 ° C (от 360 до 370 ° F; от 450 до 460 K). Пайка, выполненная с использованием сплавов с температурой плавления выше 450 °C (840 °F, 720 K), называется «твердой пайкой», «пайкой серебром» или пайкой твердым припоем.

В определенных пропорциях некоторые сплавы являются эвтектическими, т. е. температура плавления сплава является минимально возможной для смеси этих компонентов и совпадает с температурой замерзания. Неэвтектические сплавы могут иметь заметно разные температуры солидуса и ликвидуса, поскольку они имеют четкие переходы жидкости и твердого тела.

Неэвтектические смеси часто существуют в виде пасты твердых частиц в расплавленной матрице легкоплавкой фазы при приближении к достаточно высоким температурам. Если при электромонтажных работах нарушить соединение в этом «пастообразном» состоянии до того, как оно полностью затвердеет, это может привести к плохому электрическому соединению; использование эвтектического припоя уменьшает эту проблему.

Пастообразное состояние неэвтектического припоя может быть использовано в сантехнике, так как позволяет формовать припой при охлаждении, например, для обеспечения герметичности соединения труб, в результате чего получается так называемый «затертый стык».

Для электротехнических и электронных работ доступен припой различной толщины для ручной пайки (ручная пайка выполняется с помощью паяльника или паяльника) и с сердечниками, содержащими флюс.

Он также доступен в виде пасты комнатной температуры, в виде предварительно отформованной фольги, соответствующей форме заготовки, которая может больше подходить для механизированного массового производства, или в виде небольших «язычков», которые можно обернуть вокруг соединения и расплавить пламенем, где железо непригоден для использования или недоступен, например, для ремонта в полевых условиях.

Как работает пайка?

Припой расплавляется с помощью тепла от утюга, подключенного к регулятору температуры. Его нагревают до температур выше точки плавления, около 600 градусов по Фаренгейту, в результате чего он плавится, а затем охлаждается, образуя паяное соединение.

Помимо создания прочных электрических соединений, припой также можно удалить с помощью демонтажного инструмента.

Припой — это металлический сплав, используемый для создания прочных постоянных соединений; например, медные соединения на печатных платах и ​​соединения медных труб. Он также может быть двух разных типов и диаметров, свинцового и бессвинцового, а также может варьироваться от 0,032 дюйма до 0,062 дюйма. Внутри припоя ядро ​​представляет собой флюс, материал, используемый для усиления и улучшения его механических свойств.

Какие металлы используются?

Присадочные металлы, используемые при пайке, раньше были на основе свинца (свинцовый припой). Согласно законодательству, свинецсодержащие припои все чаще заменяют бессвинцовыми припоями, которые могут состоять из сурьмы, висмута, латуни, меди, индия, олова или серебра.

Какой флюс можно использовать для пайки?

Иногда в месте соединения могут быть примеси, такие как масло, грязь или окисление. Флюс предотвращает окисление и иногда позволяет проводить сухую чистку металла. Используемый флюс представляет собой канифольный флюс, который способствует механической прочности и электрическому контакту электрических соединений. Иногда также можно нанести смачивающий агент для уменьшения поверхностного натяжения.

Различные типы припоя

Короче говоря, есть 3 типа припоев – бессвинцовые или бессвинцовые, на основе свинца и флюсовые. Припои на основе свинца являются наиболее надежными и предпочтительными для критически важных приложений, таких как медицинская электроника или аэрокосмическая промышленность.

Сегодня на рынке так много различных типов припоев, что может быть сложно выбрать правильный для вашего проекта. К счастью, на самом деле есть только три основные категории припоя, которые вы можете использовать, чтобы сузить область поиска:

• Припой на основе свинца началась революция в электронике. Наиболее распространенной смесью является смесь 60/40 (олово/свинец) с температурой плавления около 180-190°C. Олово, известное в просторечии как мягкий припой, выбрано из-за его более низкой температуры плавления, а свинец используется для подавления роста оловянных усов. Чем выше концентрация олова, тем лучше прочность на растяжение и сдвиг.
• Бессвинцовый припой начали разрабатываться, когда ЕС начал ограничивать использование свинца в бытовой электронике. В США производители могли получить налоговые льготы за использование бессвинцового припоя. Усы олова можно уменьшить за счет использования новых методов отжига, включения добавок, таких как никель, и использования конформных покрытий. Бессвинцовые припои обычно имеют более высокую температуру плавления, чем обычные припои.
• Припой с флюсовым сердечником продается как «мотка проволоки» с восстановителем в сердцевине. Флюс высвобождается во время пайки и восстанавливает (обращает окисление) металла в точке контакта, обеспечивая более чистое электрическое соединение. Это также улучшает смачивающие свойства припоя. В электронике флюсом обычно является канифоль. Кислотные сердечники предназначены для ремонта металла и сантехники и не должны использоваться для электроники.

Как паять

Пайка — это процесс соединения двух или более электронных частей путем плавления припоя вокруг места соединения. Припой представляет собой металлический сплав, и при остывании он создает прочную электрическую связь между деталями. Несмотря на то, что пайка может создать постоянное соединение, его также можно восстановить с помощью инструмента для демонтажа, как описано ниже.

Чтобы лучше объяснить, как паять, мы собираемся продемонстрировать это на реальном приложении. В этом примере мы собираемся припаять светодиод к печатной плате.

Шаг 1: Смонтировать компонент :Сначала вставьте кабели от светодиода в отверстия на плате. Переверните плату и согните кабели наружу под углом 45 футов. Это поможет компоненту лучше соединиться с медной площадкой и предотвратит его выпадение во время пайки.

Шаг 2. Нагрев соединения :Включите паяльник и, если он имеет регулируемый регулятор температуры, установите его на 400°C. В этот момент коснитесь кончиком утюга медной площадки и провода резистора одновременно. Вам нужно удерживать паяльник на месте в течение 3-4 секунд, чтобы нагреть площадку и вывод.

Шаг 3. Нанесите припой на соединение :Удерживая паяльник над медной площадкой и проводом, коснитесь соединения припоем. ВАЖНО Не касайтесь припоя кончиком утюга. Вы хотите, чтобы соединение было достаточно горячим, чтобы расплавить припой при прикосновении. Если соединение слишком холодное, образуется плохое соединение.

Шаг 4: Отрежьте выводы Удалите паяльник и дайте припою остыть естественным образом. Не дуйте на припой, так как это может привести к плохому соединению. После остывания можно отрезать лишний провод от кабелей.

Правильная пайка гладкая, блестящая и имеет форму вулкана или конуса. Вам нужно ровно столько припоя, чтобы покрыть все соединение, но не слишком много, чтобы он не превратился в шарик или не попал на соседний вывод или соединение.

Как паять провода

Теперь пришло время показать вам, как спаять провода вместе. Для этого процесса рекомендуется использовать руки-помощники или другие зажимные приспособления.

Сначала снимите изоляцию с концов обоих проводов, которые вы спаиваете вместе. Когда проволока скручена, скрутите пряди между собой пальцами. Убедитесь, что ваш паяльник полностью нагрет и коснитесь жалом конца одного из проводов. Держите его за провод 3-4 секунды.

Удерживая утюг на месте, коснитесь провода припоем, пока он полностью не покроется. Повторите этот процесс на другом проводе. Держите два луженых провода друг над другом и коснитесь обоих проводов паяльником. Этот процесс должен расплавить припой и равномерно покрыть оба провода.

Уберите паяльник и подождите несколько секунд, пока место пайки остынет и затвердеет. Используйте термоусадочную трубку, чтобы закрыть соединение.

Что такое демонтаж?

В электронике демонтаж — это удаление припоя и компонентов с печатной платы для устранения неполадок, ремонта, замены и утилизации.

Демонтаж — это процесс расплавления припоя и удаления соединений между двумя материалами. В электронике это относится к снятию электрических компонентов с печатной платы для устранения неполадок, ремонта, замены и утилизации. Для этой цели чаще всего используется распайка.

Проще говоря, распайка — это полная противоположность пайке. Вы отменяете все, что вы сделали в процессе пайки. Как и пайка, демонтаж также является сложным процессом и требует определенного уровня квалификации. Вы должны выполнить те же шаги и придерживаться строгих мер безопасности, что и в случае пайки.

Методы отпайки

Существует более одного метода демонтажа. Каждый из них требует различных инструментов и различных уровней мастерства в пайке. Ниже приведен полный список различных методов, которые можно использовать для отпайки компонентов.

1. Использование паяльника

Паяльник — самый простой и легкий способ отпаивания компонентов. Вам не понадобятся никакие другие инструменты, кроме паяльника и пары листовок.

Вот что вам нужно сделать

• Нагревайте припой паяльником, пока он не начнет плавиться.
• Подтолкните контакты утюгом и удалите припой от стыков.
• Потяните компоненты с помощью плоскогубцев, чтобы извлечь их из отверстий.
• Вытягивая компоненты, нажимайте на их кончики, а не на их корпус. В противном случае компоненты могут быть повреждены.

Если вы хотите удалить припой из отверстий, воткните в отверстие английскую булавку. Это высосет припой и поможет вам легко удалить их.

Плюсы

• Для распайки вам понадобится только паяльник.
• Вы можете повторно использовать распаянные компоненты.

Минусы

• Если вы используете паяльник слишком долго, вы можете повредить плату.

2. Использование паяльного фитиля

Метод паяльного фитиля используется для удаления нежелательного припоя после процесса пайки. Фитиль для пайки изготавливается путем плетения и переплетения медных катушек. Следовательно, он также известен как демонтажная оплетка.

Медные провода используются для изготовления фитилей для пайки, потому что они являются хорошими проводниками тепла. Когда припой нагревается, медные катушки всасывают припой с поверхности металла.

Некоторые паяльные фитили поставляются с флюсом, который облегчает удаление припоя с поверхности. Если ваш фитиль для припоя не содержит флюса, вы можете окунуть конец фитиля во флюс, чтобы увеличить скорость удаления припоя.

Вот что вам нужно сделать, чтобы удалить припой,

• Сплетите несколько дюймов медной проволоки и сформируйте оплетку.
• Нанесите немного флюса на медную оплетку, погрузив конец во флюс.
• Поместите часть фитиля припоя на соединение, которое вы хотите распаять.
• Держите горячий паяльник на кончике фитиля припоя и нужного вывода.
• Подождите несколько секунд, пока припой не расплавится и фитиль не всосет расплавленный припой.
• Возьмите фитиль припоя и удалите часть фитиля, покрытую припоем.
• Теперь повторите тот же процесс, пока не удалите весь ненужный припой.

Обращаясь с фитилем припоя, убедитесь, что вы не касаетесь его руками, так как он будет очень горячим. Используйте плоскогубцы, чтобы удерживать и позиционировать его.

Плюсы

• Этот метод дешев, прост и удобен в использовании.
• Этот метод отлично подходит для удаления припоя с плоских поверхностей.
• Вы можете изменить размер паяльного фитиля в зависимости от количества припоя, которое хотите удалить.
• Вы можете повторно использовать распаянные компоненты.

Минусы

• Фитиль нельзя использовать повторно. Вы должны отрезать часть, покрытую припоем.
• Поскольку фитиль припоя сильно нагревается, его может быть трудно расположить рядом с соединением.
• С помощью этого метода сложно удалить припой из точечных отверстий.

3. Использование демонтажного насоса

В этом методе вы используете насос для отсоса припоя. Демонтажный насос представляет собой небольшой вакуумный насос высокого давления. Прежде чем использовать насос для всасывания припоя, необходимо нагреть и расплавить припой.

Вот шаги по использованию оловоотсоса для удаления припоя,

• Используйте паяльник, чтобы нагреть припой, пока он не расплавится.
• Сожмите грушу или нажмите на поршень демонтажного насоса и поместите его на расплавленный припой.
• Отпустите грушу, чтобы всосать припой.
• Некоторые помпы для удаления припоя имеют кнопку фиксатора, поэтому вам не нужно постоянно сжимать грушу.
• Удалите распаянные компоненты.
• Повторяйте те же действия, пока не удалите лишний припой.

Некоторые демонтажные насосы поставляются с паяльником, так что вам не нужно приобретать его отдельно. Вы можете избавиться от припоя в оловоотсосе, многократно сжимая и отпуская грушу.

Плюсы

• Для удобства использования оловоотсосы бывают разных стилей и с различными рабочими механизмами.
• Этот метод отлично подходит для удаления припоя из точечных отверстий и отпайки мелких компонентов.
• Вы можете повторно использовать распаянные компоненты.

Минусы

• Большинство оловоотсосов имеют большие размеры. Таким образом, вам будет трудно получить их в ограниченном пространстве.

4. Использование тепловой пушки

Тепловая пушка работает так же, как паяльник. Он нагревает припой, так что вы можете удалить компоненты. Вы также можете использовать станцию ​​горячего воздуха вместо тепловой пушки. Это очень эффективно, но в то же время и дорого.

Вот как отпаивать компоненты с помощью тепловой пушки,

• Включите тепловую пушку.
• Крепко удерживайте плату с помощью подставки или плоскогубцев.
• Держите наконечник термофена напротив припоя, пока он не расплавится.
• Удалите компоненты с помощью плоскогубцев.

При использовании тепловой пушки убедитесь, что вы не держите ее на доске слишком долго. В противном случае вы расплавите или повредите плату.

Плюсы

• Вы можете распаять и удалить компоненты за несколько секунд.
• Вы можете повторно использовать распаянные компоненты.

Минусы

• Поскольку компоненты нагреваются очень быстро, в большинстве случаев они повреждаются и становятся непригодными для использования. В некоторых случаях это также повреждает плату. Если вы не будете осторожны, вы также можете пораниться во время процесса.

Часто задаваемые вопросы.

Что такое пайка?

Пайка — это процесс соединения, используемый для соединения различных типов металлов путем плавления припоя. Припой представляет собой металлический сплав, обычно состоящий из олова и свинца, который расплавляют горячим утюгом. Железо нагревается до температуры выше 600 градусов по Фаренгейту, а затем охлаждается, создавая прочную электрическую связь.

Что такое припой?

Припой представляет собой легкоплавкий металлический сплав, используемый для создания прочной связи между металлическими заготовками. Припой плавится, чтобы приклеиться и соединить детали после охлаждения, для чего требуется сплав, пригодный для использования, поскольку припой имеет более низкую температуру плавления, чем соединяемые детали.

Припой также должен быть устойчив к окислительным и коррозионным воздействиям, которые со временем могут повредить соединение. Припой, используемый для электрических соединений, также должен иметь благоприятные электрические характеристики.

Какие бывают типы припоя?

Короче говоря, есть 3 типа припоев – бессвинцовые или бессвинцовые, на основе свинца и флюсовые. Припои на основе свинца являются наиболее надежными и предпочтительными для критически важных приложений, таких как медицинская электроника или аэрокосмическая промышленность.

Пайка — это сварка?

Как и многие листы металлических терминов, пайка и сварка взаимозаменяемы. Однако, хотя эти две операции похожи, их процесс и подтехнологии различны. Основное различие между сваркой и пайкой заключается в плавлении. При пайке производители металлов нагревают соединяемый металл, но никогда не плавят его.

Что такое метод пайки?

Пайка — это процесс, используемый для соединения металлических деталей с целью образования механической или электрической связи. Обычно используется металлический сплав с низкой температурой плавления (припой), который расплавляется и наносится на соединяемые металлические детали, и он связывается с металлическими частями и образует соединение, когда припой затвердевает.

Что мне нужно для пайки?

Ниже приведен полный список принадлежностей, которые вам понадобятся при пайке,

• Подогреватели для пайки.
• Руки помощи при пайке.
• Коврик для пайки.
• Паяльная лупа.
• Поглотитель дыма.
• Паяльная лента.
• Набор пинцетов.
• Очиститель жала паяльника (латунная вата)

Какие существуют два типа пайки?

Существует три формы пайки, каждая из которых требует все более высоких температур и обеспечивает все более высокую прочность соединения:

• Мягкая пайка, при которой в качестве присадочного металла изначально использовался сплав олова и свинца.
• Серебряная пайка, в которой используется сплав, содержащий серебро.
• Пайка с использованием латунного сплава в качестве наполнителя.

Пайка будет запрещена законом?

любое лицо может вводить в продажу любой припой или флюс, не содержащий свинца, за исключением случаев, когда на припое или флюсе есть заметная этикетка, указывающая, что использование припоя или флюса при установке или ремонте любой сантехники, обеспечивающей воду для потребления человеком, является незаконным. .

Как паять шаг за шагом?

5 важных этапов процесса пайки волной припоя

• Шаг 1. Расплавление припоя. Это самый первый шаг во всем процессе пайки волной припоя.
• Шаг 2. Очистка компонентов. Это очень важный шаг, который необходимо выполнить.
• Шаг 3. Размещение печатной платы .
• Шаг 4. Нанесение припоя.
• Шаг 5. Очистка.

Какие существуют три типа пайки?

Таким образом, существует три основных типа припоев:свинецсодержащие, бессвинцовые и флюсовые.

Из чего состоит припой?

Как правило, припои основаны на олове, свинце, кадмии, цинке и индии. Они доступны в различных физических формах для облегчения различных способов применения. Слитки припоя используются для пополнения больших ванн для пайки погружением или пайки волной припоя.

Нужен ли флюс для пайки?

Да, можно паять без флюса. Хотя это полезно в процессе пайки, поскольку флюс помогает разрушить оксиды на металле, в нем нет необходимости. Кроме того, в настоящее время большинство припоев содержат канифольную сердцевину, которая выполняет функцию флюса, помогая разрушать оксиды.

Как безопасно паять?

Безопасность пайки

• Никогда не прикасайтесь к элементу паяльника.
• Держите нагреваемые провода пинцетом или зажимами.
• Держите чистящую губку влажной во время использования.
• Всегда возвращайте паяльник на подставку, когда он не используется. Никогда не кладите его на верстак.
• Выключайте устройство и отключайте его от сети, когда оно не используется.

Какой тип припоя самый прочный?

Припой 60-40 (60 % олова, 40 % свинца) является самым дорогим, но обеспечивает самое прочное соединение и с ним проще всего работать из-за его низкой температуры плавления. Менее дорогой припой 40-60 более сложен в использовании. Припой 50-50 — это хороший компромисс между стоимостью и простотой использования.

Почему в припое используется олово?

Смесь олова и свинца позволяет использовать припой с более низкой температурой плавления, чем у двух соединяемых металлов. При сварке для соединения двух деталей может использоваться один и тот же основной металл.

Почему при пайке используется флюс?

При пайке металлов флюс служит тройной цели:он удаляет любой окисленный металл с поверхностей, подлежащих пайке, изолирует воздух, предотвращая дальнейшее окисление, и, облегчая амальгамацию, улучшает смачивающие характеристики жидкого припоя.

Является ли припой таким же прочным, как сварка?

Связь создается, когда расплавленный припой затвердевает. Не так прочно, как сварка или пайка. Пайка не такая прочная, как сварка или пайка, потому что это не механическое соединение. Если пайка не была выполнена должным образом, детали не будут должным образом проводить электричество.

Можно ли припаять дерево?

Многие виды отделки поверхности поддаются пайке с правильным флюсом. Многие из наших электронных устройств используют припой для соединения меди, серебра, золота и других металлов, но знаете ли вы, что можно паять и деревянные поверхности? С правильным флюсом легко паять на древесину.

К чему припой не прилипнет?

Припой просто не будет прилипать к грязным или окисленным металлическим поверхностям. Очистите все плоские поверхности, подлежащие пайке, стальной ватой, напильником, наждачной бумагой и т. д. Важно уделить время тщательной очистке поверхности. Очистите провод, который нужно припаять, тыльной стороной ножа или любым плоским металлическим предметом.

Можно ли паять электрические провода?

Согласно правилу 110.14, паяные электрические соединения не противоречат кодексу NEC, если это соответствует их правилам. Это может варьироваться в зависимости от местной юрисдикции, но если это считается старой работой, в большинстве случаев оно будет считаться старым, если только не будет сочтено пожароопасным.

Можете ли вы паять 230В?

Да, припой может легко расплавиться в условиях неисправности. Хотя припой становится жидким при температуре около 180/220°C, в зависимости от марки он может стать пластичным при температуре ниже 120°C.

Какие бывают 4 типа припоя?

Три основных типа припоя:бессвинцовый припой, припой на основе свинца и припой с флюсовым сердечником. Существует еще один тип, известный как припой из серебряного сплава. Эти типы изготавливаются на основе сплавов. Помимо этого, существуют другие типы припоя в зависимости от формы, типа сердцевины и области применения.

При какой температуре плавится припой?

Мягкий припой обычно имеет температуру плавления в диапазоне от 90 до 450 ° C (от 190 до 840 ° F; от 360 до 720 K) и обычно используется в электронике, сантехнике и обработке листового металла. Чаще всего используются сплавы, плавящиеся при температуре от 180 до 190 °C (от 360 до 370 °F; от 450 до 460 K).

Что можно паять?

Металлы, которые можно паять, включают золото, серебро, медь, латунь и железо. Наполнитель, называемый припоем, плавится. Когда он затвердевает, он приклеивается к металлическим частям и соединяет их. Соединение не такое прочное, как при пайке или сварке.

Каковы преимущества пайки?

Преимущества пайки;

• Требуется низкое энергопотребление;
• Низкая рабочая температура;
• Отсутствие термических деформаций и остаточных напряжений в местах соединения;
• Микроструктура не подвергается воздействию тепла;
• Легко автоматизируемый процесс;
• Разнородные материалы могут быть объединены;
• Можно соединять самые разные материалы;
• Тонкостенные детали можно соединять;

Что я могу использовать, если у меня нет потока?

Вазелин — лучшая эффективная альтернатива коммерческим флюсам. Входящие в его состав воски и минеральная вода делают его антиоксидантом, поэтому его можно легко использовать в качестве флюса для пайки.

Можно ли использовать клей вместо припоя?

Нет хорошей замены пайке . Ни один изготовленный клей не будет проводить электричество или держаться так же хорошо, как припой.