Меню
Радиоэлектроника для начинающих

Термовоздушная паяльная станция

Обзор станции и советы по бесконтактной пайке

Станция для бесконтактной пайки горячим воздухом

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 SMTSurface 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-фен Quick-858D
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
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
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 термовоздушной станции
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 термовоздушной станции
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 » Радиоэлектроника для начинающих » Текущая страница

Также Вам будет интересно узнать:

 

Copyright © Go-Radio.ru