Содержание

Паяльная станция — это специальный вид оборудования, который используется для пайки деталей. Для качественной работы устройства к нему необходимы дополнения, которые могут составить целый список, но они поэтому и считаются дополнениями, что не обязательны в работе, а служат для улучшения окончательного результата паяния. На деле же, основные рабочие компоненты — это сам паяльник, модуль управления и пружинный держатель. Без этих троих составляющих ни о какой работе паяния не может быть речи. Подробную инструкцию по правильному эксплуатированию паяльника читайте далее в статье. Приятного чтения.

Выбор паяльной станции

С проблемой выбора паяльной станции сталкиваются не только новички, но и опытные инженеры и сервисмены.

Ни для кого не секрет, что современная техника, а особенно цифровая, с каждым годом становится все более «продвинутой» и универсальной, при этом ее массогабаритные показатели постоянно уменьшаются. Это, в свою очередь, сказалось на сложности монтажа радиокомпонентов на заводе и последующем, в случае брака, ремонте в сервисном центре.

Если с быстрой и качественной пайкой компонентов на плату в заводских условиях успешно справляется «специально обученный» робот, то ремонтом той же платы, приходится заниматься живому человеку. Успешность ремонта зависит в равной степени как от его мастерства, так и от используемого оборудования.

Поскольку обычный паяльник уже стал практически инструментом для бытовых целей, рынок паяльного оборудования предлагает широкий спектр паяльных станций специализированного назначения для восстановления, фактически, любой современной техники.

Итак, паяльные станции условно можно разделить на такие категории:

  • контактные
  • контактные для бессвинцовой пайки
  • термовоздушные
  • комбинированные-термовоздушные
  • демонтажные
  • инфракрасные.

Самыми простыми, если можно так выразиться, и распространенными паяльными станциями являются контактные. По своему принципу действия они мало чем отличаются от традиционных паяльников, но они лишены их конструктивных недостатков.

Основная проблема при использовании паяльника — это перегрев чувствительных элементов, особенно полупроводниковых. Причиной этого служит невозможность регулирования температуры нагревательного элемента. Паяльник разогревается примерно до 400 градусов, и безопасность пайки обеспечивается краткосрочным контактом жала с припоем.

Контактная паяльная станция оснащена блоком питания, который, в большинстве случаев, обеспечивает гальваническую развязку между цепью питания и нагревательным элементом. С помощью блока питания можно регулировать напряжение на нагревательном элементе, соответственно — изменять температуру нагрева. В большинстве случаев диапазон оптимальной температуры пайки — 250-330 градусов.
Также стоит отметить, что в паяльных станциях присутствует система термостабилизации.

Реализована она при помощи ПИД-регуляторов с обратной связью по температуре жала. В момент охлаждения жала (в момент касания жалом припоя) микроконтроллер анализирует соотношения заданной температуры к реальной и стабилизирует ее автоматически, вследствие повышения напряжения на нагревательном элементе.

Мощность «обычных» контактных паяльных станций не превышает 50-60 Вт. Даже с учетом системы термостабилизации использовать их можно только для пайки свинцовыми нетугоплавкими припоями типа ПОС 60.

Многие, даже опытные, мастера применяют их в ремонте современных плат, созданных по директиве RoHS с использованием только тугоплавких бессвинцовых припоев. Это в корне неверно.

  • перегретый радиокомпонент, вследствие завышенной температуры пайки;
  • перегретое жало паяльника, что приводит к резкому сокращению его долговечности;
  • резкое сокращение длительности работы нагревательного элемента;
  • некачественная пайка (холодная пайка);
  • перегрев дорожек на плате.

Во избежание этого для ремонта современной техники следует использовать так называемые паяльные станции для бессвинцовой пайки.

По принципу действия они не отличаются от обычных, но мощность нагревательного элемента начинается от 75-80 Вт и заканчивается в пределах 150-160 Вт. Также производители пытаются минимизировать время стабилизации температуры микроконтроллером. Для этого используют более продвинутые ПИД-регуляторы.

Отдельно хочется отметить очень популярную модель GOOT PX-201, которая на первый взгляд является паяльником, но на самом деле — это полноценная паяльная станция для бессвинцовой пайки в компактном корпусе.

Не стоит бояться применять бессвинцовые станции и со свинцовыми припоями. Они для этого подходят ничуть не меньше, чем «простые» контактные станции.

Но далеко не со всеми задачами можно справиться лишь контактным методом пайки. SMT-монтаж, который сейчас доминирует, подразумевает использование миниатюрных SMD-компонентов и безвыводных BGA-микросхем. А справиться с такими элементами с помощью паяльника не только сложно, но и, в большинстве случаев, просто невозможно.

Для такого рода работ были созданы бесконтактные паяльные станции, и среди них наибольшее распространение получили термовоздушные.

Принцип работы термовоздушных станций довольно прост. Компрессор или турбина создают воздушный поток, который, проходя через спираль нагревательного элемента, набирает соответствующую температуру. Струю воздуха на выходе фена подают в зону пайки.

Таким образом решаются проблемы с пайкой в труднодоступных местах, с прогревом нескольких контактных площадок и т. п.

широко используют для ремонта мобильных телефонов и бытовой техники. Мощности любой станции достаточно для работы как со свинцовыми, так и с бессвинцовыми припоями. Но и у них есть ограничение по применению. Нельзя использовать станцию для монтажа/демонтажа больших BGA-микросхем.

Термовоздушные станции получили свое развитие в комбинации с другими видами паяльного оборудования.

Поэтому самая распространенная модель на рынке — Lukey 852 D+. Тандем из термофена и паяльника за небольшие деньги стал залогом успеха этой модели. Наверное, трудно встретить отечественного электронщика, который никогда не паял с ее помощью.

На волне успеха Lukey на рынке появились сотни моделей, так или иначе похожих на нее. И сейчас без проблем можно подобрать «паялку» на свой вкус.

Например:

  • в ассортименте Lukey, кроме 852 D+, это могут быть модели 702, 868, 898. Их отличие от «классики» — тип нагнетателя воздуха. Все они оснащены турбинным мотором, который размещен в рукояти термофена. За счет этого был упразднен шланг-воздуховод от головного блока станции, что повлияло на улучшение эргономики и удобства пользования. В модели 853D также реализован встроенный лабораторный блок питания.
  • ассортимент AOYUE предлагает значительно большую вариативность. Кроме модели со встроенным лабораторным БП — AOYUE 768, есть станции с встроенным дымопоглотителем — AOYUE 968. Самые «продвинутые» модели оснащаются не простым паяльником, а паяльником для бессвинцовой пайки (AOYUE 2738A+) и даже демонтажным пистолетом (AOYUE 2702A+).

Неотъемлемым конструктивным элементом демонтажной паяльной станции также является компрессор, но здесь он работает не на выдув, а на вдув. С его помощью разогретый припой на контактной поверхности всасывается в специальный резервуар. Тот, кому хоть раз приходилось выпаивать микросхему в корпусе, например, DIP8, понимает, насколько это удобно.

Кроме AOYUE 2702A+, которая является чем-то вроде «паяльного комбайна», есть сугубо демонтажные станции, такие как AOYUE 474A+ и AOYUE 701A+ (AOYUE 701A+ также оснащена обычным паяльником).

Описать все нюансы эксплуатации и применения в общем обзоре для инфракрасных паяльных станций невозможно. Это уже тема отдельной статьи. Но мы попытаемся кратко их классифицировать.

Данный тип паяльного оборудования был создан для решения нескольких сложных задач:

  • монтаж/демонтаж средних и крупных BGA-микросхем;
  • уменьшение теплового влияния на пластиковые элементы при пайке;
  • упразднение использования большого количества насадок под конкретный тип микросхем, как в термовоздушных станциях, ввиду того, что новые микросхемы появляются на рынке постоянно.

Учитывая эти преимущества ИК-станции практически полностью вытеснили любые другие в сервисных центрах по обслуживанию компьютеров и ноутбуков.

Фактически любая (кроме бюджетных решений типа Tornado) ИК-станция — это ремонтный комплекс, который состоит из таких элементов:

  • верхний нагреватель;
  • нижний нагреватель (преднагреватель);
  • стол для держания платы;
  • система термоконтроля, которая состоит из термодатчиков и программируемого контроллера.

Такая конструкция предусмотрена именно для обслуживания плат большого размера, таких как материнские платы ПК и ноутбуков.

Мощный верхний нагреватель позволяет выпаять большую BGA-микросхему, например, «северный мост». Большой по площади нижний нагреватель — минимизирует риск термической деформации текстолита в связи с локальным нагревом «сверху». На столе можно правильно и надежно зафиксировать плату.

А система термоконтроля автоматически отслеживает изменение температуры в контрольных точках, сравнивает ее с заданной температурой и регулирует ее соответственно термопрофилю.

Задача оператора такой станции сводится к подбору правильного термопрофиля (температурно-временных отрезков процесса пайки), а сама станция выполнит всю оставшуюся работу в автоматическом режиме.

По типу нагревательного элемента ИК-станции делятся на:

Преимуществами керамических нагревателей являются работа в невидимом спектре излучения, высокая надежность и длительное время наработки на отказ.

Преимущества кварцевых нагревателей заключаются в меньшей инерционности и в большей однородности пятна нагрева.

Источник: https://masteram.com.ua/ru/articles-and-video/how-to-choose-a-soldering-station/

Как выбрать паяльную станцию: типы станций, критерии выбора

Паяльники в наше время имеются практически в каждом доме. Это обыденный и всем привычный инструмент, предназначенный для решения различных бытовых вопросов, связанных с пайкой и мелким ремонтом предметов обихода.

Для восстановления более сложных вещей необходимо обзавестись более качественным оборудованием, таким как паяльные станции, востребованными и профессиональными ремонтниками, и домашними умельцами.

Паяльные станции широко применяются для выполнения мелких домашних работ и для ремонта электроники

Типы паяльных станций

Существует огромный выбор станций, различающихся на несколько видов.

Контактные агрегаты для запаивания

Станции такого типа по своей конструкции и внешнему виду походят на паяльник с электронным блоком для регулирования температуры. Контактные установки по типу используемого припоя разделяются на два вида:

  • для работы со свинцово-оловянными составами;
  • для работы без использования свинца.

Если с первым типом, исходя из его названия, все более-менее понятно, то второй имеет некоторые особенности, требующие разъяснения.

Такое оборудование оснащается нагревательным элементом мощностью до 160 Вт, что объясняется необходимостью создания высокой температуры. Регулятор, которым оснащены станции, позволяет также выполнять припой и с использованием свинца.

Цифровые и аналоговые паяльные станции

По принципу работы управляющих блоков паяльные установки разделяются на два типа. Регулирование нагрева в аналоговых станциях выполняется таким образом:

  • работа нагревательного элемента продолжается до тех пор, пока температура сердечника паяльника не достигнет установленного значения;
  • при понижении температуры сердечника ниже установленного предела происходит подключение нагревателя и повторный нагрев жала.

Работа паяльника регулируется электромагнитным реле, управляющееся термодатчиком и электроникой. Основное достоинство аналоговых установок — доступная цена. Среди минусов можно указать на невысокую точность, порой являющуюся причиной перегрева жала, из-за чего спаиваемые элементы нагреваются слишком сильно, а само жало требует замены.

В станциях цифрового типа управление нагревателем осуществляется посредством PID-регулятора, работа которого проверяется специальной программой, заложенной в микроконтроллере, благодаря чему обеспечивается более высокая точность пайки по сравнению с аналоговыми приборами.

Индукционные установки с катушками

Жало паяльника в таких станциях нагревается от индуктивной импульсной катушки, работающей благодаря колебаниям высокой частоты, образующим в покрытии ферромагнетика вихревые токи. Прогревание производится до значения температуры, получившего название точки Кюри, затем происходит изменение магнитных характеристик ферромагнетика и прекращение нагревания жала.

Бесконтактные паяльные старнции для ремонта микросхем

Установки бесконтактные применяются для выполнения ремонта микросхем с большим числом выводов, демонтажа и замены их отдельных элементов. Бесконтактные станции разделяются на несколько видов:

  • термовоздушные;
  • инфракрасные;
  • комбинированные.

Бесконтактная малогабаритная паяльная станция HY-850, паяющая при помощи горячего воздухаДля демонтажа используются специальные устройства с термофеном, если фен отсутствует, то в качестве него можно использовать обычную газовую горелку либо промышленный фен.

При этом высокого качества выполнения работ добиться практически невозможно, так как мощная струя разогретого воздуха способна убрать с платы все детали.

Станции такой модели могут оснащаться цифровыми контроллерами, что, естественно, сказывается на стоимости устройства. Для регулирования потока воздуха на фенах устанавливаются специальные насадки. Работа инфракрасных станций основана на разогреве кварцевого либо керамического излучателя. Такие станции по сравнению с термовоздушными обладают следующими преимуществами:

  • возможно выполнение работ с компонентами сложного профиля;
  • нет нужды в замене насадок для пайки определенной микросхемы;
  • элементы микросхемы не сносятся воздухом с платы;
  • места спайки нагреваются равномерно.

Паяльные комбинированные установки сочетают в себе оборудование обоих типов: и паяльник, и фен.

Демонтажные паяльные устройства

Установки такого типа включают в себя работающий на втягивание компрессор, посредством которого осуществляется демонтаж припоя и сбрасывание его в специальную емкость. Анализ наиболее популярных моделей демонтажных паяльных станций представлен в таблице.

Модель Характеристики Преимущества Стоимость, руб.
HAKKO 474-74 Мощность 100 Втt=380-480°С
Демонтажный пистолет 816 (24В),
Компрессор 350-500 мм.рт. ст.
Приспособлена для бессвинцовых припоев
Полностью антистатическая демонтажная установка 54000
Актаком
АТР-2103
Напряжение 220 В/36 ВтДавление вакуума 600 м рт.ст
Интервал температур 200…450 °С
Мощность паяльника 90 Вт
Цифровой индикаторМикропроцессорное управление 28000
Quick-201B ESD Напряжение 220 В/36 ВтТеплотворная способность 90Вт
Температура 200-450°С
Давление вакуума 600 м рт.ст
Сопротивление между насадкой и заземлением 24000
Element 948D Мощность 90 Вт, 36 В, 400 кГцt=200-450°С
Давление вакуума 600 м рт.ст
Компрессор 350-500 мм.рт. ст.
Приспособлена для бессвинцовых припоев
Наличие оловоотсоса 15000

Насадки для паяльных станций

Важнейшими аксессуарами для любого типа паяльной станции являются специальные насадки, расширяющие область использования и функционал установки. Существует широкий выбор различных типов насадок, позволяющих выполнять монтаж или демонтаж радиоэлектронных деталей с максимальной эффективностью.

Насадки производятся таких видов:

  • резцы — плоский и острый;
  • удлиненный конус — прямой и наклонный;
  • жало — притупленное, тонкое круглое, наклонное;
  • резцы наклонные — под 30°, 45°, 60°;
  • специальные насадки для термоэлементов.

Описание и ориентировочные цены на некоторые виды насадок приведены в таблице:

Вид насадки Производитель Описание Стоимость, руб.
Наконечник ATP-8416 Китай Паяльные наконечники из бескислородной меди со стальным центром и никель-хромовым внешним покрытием. 580
Насадка на фен А1125 QFP10X10 Китай Универсальная насадка для выполнения различных видов работ 550
Наконечник ATP-8791 Китай Для монтажа и замены корпуса микросхемы типа SIP 25L 2000
Жало Proconnect Китай Для ручной сборки микросхем 540
Картридж-наконечник AOYUE-WQ-4C Китай Сменяемое паяльное жало с односторонним срезом для точной бессвинцовой пайки 1700

Обзор производителей и моделей паяльных устройств: цены

Изготовлением паяльных станций различного предназначения во всем мире занимается множество производителей. Краткий обзор некоторых моделей представлен в таблице.

Модель Страна изготовления Особенности Технические характеристики Стоимость, руб.
Analog-60A Германия Паяльник ErgoTool (60 Вт при 350 °C, 75 Вт при 280 °C) Напряжение: 230 В50/60 Гц
Мощность, 60 Вт
Индикация температуры: нет
17000
Dig2000A-Micro Германия Контроль температуры: «sensotronic» с отображением на LED индикаторе Напряжение: 230 В 50/60 ГцМощность: 80 Вт
Т= 50-450°С
23000
ICON VARIO 2 Модерн (ICV2000-AXV) Германия ЖК-дисплей с синей подсветкой Напряжение:220-240 В, 50 Гц
Т= 50-1020°С
Мощность 2х160 Вт
80000
RDS80 Китай Малоинерционный керамический нагреватель Напряжение220-230 В, 50 Гц
Т= 50-450°С
Мощность 80 Вт
11000
HR100A Германия Комбинированный паяльный инструмент HybridTool Напряжение:220-240 В 50/60 Гц
Мощность 200 Вт
Т= 30-550°С
230000
ICON2 V + XTool-VARIO Германия Технологии управления температуройSENSOTRONIC (PID), RESISTRONIC Напряжение:110-120 В, 50/60 Гц
Т= 150-450°С
Мощность 80 Вт
85000

Паяльная станция HR100A обладает весьма компактными размерами и невысокой стоимостью

Тонкости выбора установок

Основной критерий выбора паяльной установки — обеспечение качественной пайки деталей, зависящий от особенностей конструкции и технических характеристик. Не менее важными моментами, требующими внимания, являются:

  • Материал нагревательного элемента. Современные паяльные станции могут оснащаться нихромовыми либо керамическими нагревателями. Первые предназначены для редкого использования, так как не обладают продолжительным сроком службы. Керамические элементы чувствительны к неравномерному нагреванию, стоят заметно дороже нихромовых, но прогреваются достаточно быстро.
  • Диапазон регулируемых температур.
  • Скорость нагрева.
  • Мощность. Этот параметр является основным при подборе установки. Особенно важен в условиях применения оборудования для пайки чувствительных элементов планшетов, навигаторов или смартфонов.
  • Напряжение.
  • Эргономичность (масса, основные габариты).

Независимо от вида выбранной паяльной станции следует про запас обзавестись несколькими запасными жалами.  Жала различного типа обладают разной формой и площадью наконечника — чем больше площадь жала, тем лучший теплообмен осуществляется при работе с ним. Форма наконечника и его рабочая температура оказывает влияние на возможность пайки некоторых деталей и элементов.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос №1. Для чего к паяльной станции прилагается фен и можно ли отказаться от него в целях экономии?

Для выполнения работ по демонтажу микросхем фен должен быть обязательно, желательно турбинного типа — это влияет на качество и скорость выполнения работ.

Вопрос №2. Какие жала лучше выбрать в качестве запасных элементов?

К сожалению, жала одних производителей не всегда подходят к паяльникам других марок. Одними из лучших по качеству считаются жала НАККО, подходящие к большинству распространенных паяльных станций.

Вопрос №3. Насколько важно наличие термостабилизатора в комплекте станции?

Термостабилизация является важнейшей свойством паяльного оборудования. При наличии такой опции температура набирается плавно и быстро.

Вопрос №4. Каким образом можно «спасти» жало паяльника при обгорании на нем канифоли?

При образовании на наконечнике черного налета от обгоревшей канифоли можно попробовать снять его при помощи смоченной в глицерине губки. При выборе паяльника следует убедиться в их наличии в комплекте оборудования.

Вопрос №5. Для всех ли видов работ с чувствительной электроникой можно использовать термовоздушные станции?

Станции такого типа применяются для работы чувствительных электроприборов, смартфонов, планшетов и других современных гаджетов. Тем не менее, «термовоздушки» нельзя использовать для работы с крупными BGA-микросхемами.

Типичные ошибки при выборе станций

К часто встречающимся ошибкам при выборе станции можно отнести приобретение оборудования с нагнетанием воздуха помпой, а не феном. Помпа занимает слишком много места, что не может не сказаться на эффективности труда в условиях ограниченного рабочего пространства.

Выбирая станцию, следует обратить внимание на длину шнура для подключения к электросети. Короткий шнур сказывается на мобильности устройства и предполагает его установку вблизи розетки.

При покупке паяльной станции следует заранее позаботиться о приобретении запасных жал. Лучше выбирать не дешевые нихромовые, а сразу керамические — продолжительность «жизни» у них дольше. Кстати, жала вполне можно заказать в популярных интернет-магазинах, в том числе и китайского производства.

Источник: http://electric-tolk.ru/kak-vybrat-payalnuyu-stanciyu/

Паяльная станция — рейтинг лучших, как выбрать дома

Ремонт и монтаж современной электроники проводится с помощью паяльных станций. Причем они пользуются популярностью не только у профессиональных электронщиков, но также и у радиолюбителей.

Обычно паяльные станции комплектуются феном для подогрева, который необходим для подогрева места паяния, а также пинцетом, с помощью которого можно удалять и спаивать маленькие детали. Кроме того, в комплект входит дополнительная арматура и вакуумный пинцет.

Классификация аппаратов

Итак, паяльники могут быть разного типа. Так, для ремонта пластиковых запчастей или бамперов лучше брать термовоздушные паяльники. Они паяют с помощью горячего воздуха. Для снятия или монтирования современных схем предпочтение лучше оказывать импульсному паяльнику. Мощным считается индукционный паяльник.

По типу пайки они могут быть бессвинцовые и свинцовые. Последние имеют модуль, регулирующий температура жала паяльного, поэтому работа получается более качественной.Чтобы выбрать нужную модель паяльной станции, нужно сначала определиться с областью ее использования, а также техническими особенностями. Для дома чаще всего берут обычные паяльники. Но они могут перегреть деталь и испортить ее. Поэтому целесообразней покупать паяльную станцию. Они могут быть цифровые. В такого типа станциях специальные программы контролируют нагрев жала, поэтому работа получается очень качественной. Есть модели аналоговые.

Критерии выбора паяльных станций

Главная задача паяльной станции — хорошее сцепление элементов. Поэтому перед покупкой посмотрите на технические характеристики модели, особенно на элемент нагрева. Он может быть нихромовый и керамический. Последний быстро нагревается, только при неравномерном нагреве может даже лопнуть. Если же есть стабилизатор тепла, то ничего такого и не будет, устройство прослужит долго.

А вот нихром, как отмечают специалисты, не износостойкий, но стоит дешевле.При покупке обращать внимание стоит на напряжение, вес паяльной станции, скорость нагрева и диапазон регулировки температуры. Отталкиваясь от области использования аппарата, выбирайте его мощность. Также мастера рекомендуют запастись запасными сменными жалами, ведь они бывают разными по площади и форме конца. Обратите внимание, что в продаже можно встретить комбинированные термовоздушные паяльники, которые можно использовать, работая с микроэлементами. Помимо выше перечисленных станций, есть еще специальные демонтажные.

Паяльная станция устроена следующим образом. На фронтальной стороне располагаются светодиодные индикаторы. Они показывают температуру паяльника и фена. С левой стороны располагается клавиша включения фена. В нижней части находятся резисторы, которые отвечают за скорость ветра и силу нагрева. Основное преимущество паяльной станции в том, что у нее паяльники разборные. То есть, в любой момент жало или нагревательный элемент можно заменить. Ну, и несомненный плюс: регулировка температуры. Тем, кому приходиться работать с мелкими компонентами, придутся по душе модели с феном. С его помощью равномерно прогревается область пайки. Особенно такой фен пригодится во время работы с многовыводными компонентами.

Источник: https://kh-news.net/stroitelstvo-i-remont/item/11302-payalnaya-stantsiya-kak-vybrat-dlya-doma.html

Инфракрасная паяльная станция и другие

Как правило, паяльная станция представляет собой следующий комплект устройств: блок электронной регулировки, непосредственно паяльник, подставка под паяльник, очиститель паяльных головок. Это минимальная комплектация подобных станций.

Также в комплект могут входить: фен, источники теплового излучения (узконаправленный и мощный), термопинцеты, пневматические агрегаты. В зависимости от комплектации и назначения можно классифицировать это оборудование. Рассмотрим основные виды паяльных станций и их предназначение.

Контактные паяльные станции.

Эти устройства не отличаются от обычных паяльников принципом действия, однако лишены некоторых недостатков последних. Системы регулировки и термостабилизации, которыми оснащены станции, делают работу максимально комфортной. Как правило, мощность таких приборов не более 60 Вт. Используются они для свинцовой пайки.

Между тем, бессвинцовая пайка становится все популярнее, и здесь хорошо подойдут контактные паяльные станции для бессвинцовой пайки.

Отличаются они от обычных контактных станций более высокой мощностью (до 160 Вт). В таких станциях время стабилизации температуры максимально минимизировано. Следует отметить, что бессвинцовые паяльные станции вполне можно применять при работе со свинцовыми припоями.

Бесконтактные паяльные станции.

Так как применение контактной пайки во многих работах недопустимо, существуют следующие виды бесконтактных паяльных станций:

  • термовоздушные
  • демонтажные
  • инфракрасные

Термовоздушные паяльные станции.

Это бесконтактное паяльное оборудование, пожалуй, самое распространенное. Принцип работы этого устройства заключается в следующем: воздушный поток, созданный компрессором или турбиной, проходит через нагревательный элемент и достигает необходимой температуры.

В зону пайки подается уже горячая струя воздуха. Мощности подобных станций хватает для работы и со свинцовыми, и с бессвинцовыми припоями.

Воздушный поток в таких паяльных станциях может подаваться компрессорным и турбинным способом. Эти приборы часто применяются для ремонта бытовой техники, мобильных телефонов. Существуют комбинированные модели термовоздушных станций, включающие в себя паяльник и фен.

Демонтажные паяльные станции работают также от компрессора, только воздух в них всасывается, а вместе с ним всасывается разогретый припой.

Инфракрасные паяльные станции.

Бесконтактная пайка выполняется в данном случае с помощью инфракрасного излучения. В компьютерных сервисных центрах именно инфракрасные станции вытеснили все остальные, так как обладают такими преимуществами:

  • гарантируют равномерный локальный нагрев
  • не требуют использования множества сопел
  • компоненты, которые подвергаются пайке не испытывают воздействия воздушного потока

Источник: https://instrument-fit.ru/advices/payalnye-stantsii/

Паяльная станция

Современный монтаж деталей радиоэлектронной аппаратуры динамично шагает в сторону компоновки и миниатюризации. Достаточно взглянуть на материнскую плату любого электронного устройства: планшета, ноутбука или смартфона. Слаботочные цепи компонуются радиодеталями малой мощности, которые своими размерами могут не превышать 1 мм.

Развитие пайки в сторону применения процессоров с расположением контактов непосредственно под чипом, так называемый BGA монтаж, значительно затрудняет процесс ремонта и обслуживания радиоэлектронной аппаратуры. Дело усложняет принятый в Европе в 1998 году документ, запрещающий использовать составной частью припоя свинец – мягкий легкоплавкий металл.

В результате температуры пайки выросли со 180 до 220С градусов, а ведь температура +240С градусов для полупроводника является критической, способствующей разрушению p-n переходов. Именно поэтому, сегодня в промышленности и быту при монтаже радиоэлектронных компонентов все больше обыкновенные паяльники заменяют специализированными паяльными станциями.

Виды паяльных станций

Паяльная станция представляет собой вид радиомонтажного оборудования, расширяющего возможности пайки компонентов дополнительными функциями, либо одной из них, таких как: контроль температуры, пайка горячим воздухом с помощью фена локального подогрева, термопинцет, общий источник разогрева платы, наличие пневматического оловоотсоса или вакуумного пинцета, комплектация держателем, направляющим штативом, специализированной подставкой и т.

Отличительной особенностью паяльной станции является возможность регулировки температуры жала паяльника, термофена или любого другого разогревающего источника для пайки радиоэлементов.

По способу взаимодействия с объектом паяльные станции бывают контактные, бесконтактные, комбинированные, инфракрасные. Нагрев основного элемента может быть постоянный или периодический. Рабочая температура на нагревательном элементе варьируется в основном от 150 до 450С градусов, однако, существуют некоторые модели, способные превышать заданные лимиты.

Технологии пайки различных припоев разнятся. В этой связи существует 2 типа паяльных станций: для обычного припоя и для бессвинцовой пайки. Существуют паяльные станции, предназначенные для работы с пластиком и ПХВ – пленкой.

Контактные паяльные станции

Контактные паяльные станции являются простейшими в общей классификации. По сути, обыкновенный паяльник можно переделать в такую станцию, если оснастить его термопарой возле жала паяльника, регулятором температуры с обратной связью для поддержания постоянного условия пайки с помощью регулятора мощности, механизмом простой смены жала паяльника и удобной подставкой.

Наличие регулировки температуры при контактной пайке исключает перегрев полупроводниковых компонентов и последующий выход их из строя, что является неоспоримым плюсом паяльных станций в целом. Большая часть обыкновенных паяльников разогревают жало до температуры 400С градусов.

Наличие регулятора напряжения в контактной (и не только) паяльной станции обеспечивает плавную регулировку рабочих температур. 250 – 350 градусов – это вполне комфортный и оптимальный режим для процесса пайки.

Термостабилизация в паяльных станциях организована применением ПИД регуляторов, основная задача которых заключается в анализе текущей температуры и изменении напряжения питания на нагревательном элементе. За счет применения термостабилизации и оптимальной температуры пайки жало паяльника не перегревается, значительно повышается качество работ за счет отсутствия холодной пайки, а радиоэлементы не подвергаются перегреву, уменьшается перегрев дорожек платы и их отслаивание.

Реализация ПИД регуляторов в недорогих паяльных станциях организована обыкновенным микроконтроллером, либо на аналоговых компонентах, например, операционных усилителях. Такие регуляторы выполняют основную однозадачную функцию управления температурой.

Профессиональное оборудование предполагает использование дорогих программируемых многоканальных ПИД регуляторов с возможностью контроля температуры в нескольких точках и заданием программы пайки полуавтоматических станций. Их мы рассмотрим ниже, когда будем говорить о принципах BGA пайки.

Нагревательный элемент контактной паяльной станции обычного типа выпускают мощностью до 50 – 60 Вт. Для бессвинцовой пайки с температурой плавки припоя несколько более высокой, нагревательный элемент выпускают на мощность от 75 до 160Вт.

Бессвинцовые нагревательные элементы, как и паяльные станции, более универсальны и годятся для любых видов безопасных паяльных работ.

Бесконтактные паяльные станции

Процесс демонтажа и монтажа миниатюрных SMD радиокомпонентов, а так же микросхем в корпусе BGA, с расположением контактных площадок под подложкой или под корпусом, невозможен без применения бесконтактной паяльной станции. Среди потребителей особую популярность получили термовоздушные станции. В ее работе лежит принцип пайки за счет обдува припоя горячим воздухом с температурой, достаточной для его плавки. Бесконтактная паяльная станция должна содержать в себе специальный компрессор или турбину.

Они нагнетают воздушный поток, а спиральный нагревательный элемент производит разогрев воздуха до требуемой температуры. При этом возможна не только регулировка температуры воздуха на выходе сопла, но и настройка оптимальной скорости воздушного потока путем изменения работы вентилятора (компрессора).

Этот параметр особенно важен, когда необходимо подобрать поток воздуха, равнораспределяющий тепло вокруг компонента, не сдувая соседние элементы. Кроме того, использование воздуха решает проблему пайки элементов в труднодоступных местах. Термовоздушные бесконтактные паяльные станции используют при ремонте мобильных телефонов, планшетов, материнских плат.

Профиль их работы достаточно широк, однако, качественный процесс замены BGA чипов, из-за маленькой площади охвата, без применения нижнего подогрева и инфракрасных нагревателей невозможен.

Бесконтактные паяльные станции с применением инфракрасного нагревателя относят к разряду профессиональной сервисной техники. Как правило, это дорогостоящее оборудование, оснащенное нижним подогревом для уменьшения влияния деформационных термических процессов платы и верхнего инфракрасного нагревателя, способного передавать тепло на большую площадь.

Специфика пайки больших BGA чипов предполагает прогрев контактов микросхемы до температуры плавления припоя под ней. Как мы уже знаем, температура разрушения полупроводника +240C, а температура плавления бессвинцового припоя +220С. Но припой находится под чипом, поэтому необходим локальный прогрев места под BGA чипом.

Для подобной работы демонтажа подобных микросхем и процедуры реболлинга (к примеру) используют специальную технологию последовательности пайки. С помощью нижнего подогрева всю плоскость платы в течение 3 – 5 минут нагревают до температуры приблизительно +180С со скоростью +1С в секунду.

Этот процесс не позволит деформировать место пайки чипа и не скрутить плату «винтом». Не стоит волноваться о том, что могут «отпаяться» нижние элементы, так как их держит сила поверхностного натяжения. Оставшуюся температуру наращивают верхним инфракрасным нагревателем непосредственно над выпаиваемым (впаиваемым) чипом.

Такой профиль позволяет сохранять контактные шары непосредственно на чипе, а не на плате, что особенно важно при его реболлинге. В свою очередь, инфракрасный спектр волны способен точечно фокусироваться на определенном чипе, тем самым не подвергая воздействию нагрева окружающие объекты. Во-вторых, длина волны воздействует на кристаллическую решетку припоя, при этом, не разрушая полупроводник.

Такие инфракрасные паяльные станции используют профессиональные ремонтные мастерские, поскольку они очень дороги, но качество пайки и очень широкие возможности позволяют производить высококвалифицированный ремонт современного оборудования.

Паяльная станция изнутри

Рассмотрим внутренности одной из самых популярных паяльных станций сегодня Lukey 852D FUN. Окончание FUN означает, что нагнетатель горячего воздуха встроен непосредственно в ручку термофена. Это уменьшает диаметр провода, по которому идет только питание фена, в отличии от модели, где компрессор установлен в корпус.

Данная конструкция придает гибкость кабелю, безопасность в работе с инструментом и удобство в эксплуатации. Кроме того в фен встроен размыкающий геркон, а в держатель магнит. Когда фен вставляется в держатель, геркон отключает питание нагревательной спирали. Вентилятор продолжает работать до охлаждения нити.

Это позволяет продлить срок эксплуатации термофена. На передней панели вынесены индикаторы температуры фена и паяльника, а так же кнопки включения этих функций. Температура паяльника регулируется от 200 до 480С градусов, температура горячего воздуха от 100 до 480 С градусов.

Регулятор AIR управляет мощностью потока воздуха, что бывает весьма полезным, когда необходимо работать с пайкой радиоэлементов на плате с большой плотностью деталей. Кроме того, фен комплектуется 3-я видами насадок с различным диаметром сопел.

Термофен подключен безразъемным соединением, паяльник отключить можно, при этом прекращается подача напряжения на его разъем, о чем свидетельствует индикация «- — -». Ниже представлены схемы станции.

Как видим, в основе работы паяльной станции лежит 3 регулятора мощности на симисторах. Для фена и паяльника управление симисторами через оптроны MOC3043 приходит с операционных усилителей. На них же собран ПИД регулятор.

По сути операционники усиливают сигнал текущей температуры, передаваемый термопарой. Мощность потока воздуха зависит от скорости работы встроенного в фен вентилятора (мотора), который так же управляется симисторным регулятором. Как видим, ничего сложного в станции нет, тем не менее, ее стоимость составляет около 90 у.

Источник: http://elektronika-muk.ru/instrument/pajalnaja-stancija.html

Замена BGA. Горячий воздух или ИК лучи?

Какую купить паяльную станцию с феном

Какая паяльная станция лучше — компрессорная или турбинная?

Вся современная электроника, и ее производство основано микросхемах. Вся вычислительная техника построена на чипах, выполненных в корпусах типа BGA.

Что вообще такое BGA?

BGA: Ball Grid Array — корпус PGA, в котором, вместо контактов штырькового типа используются шарики припоя. Такой тип микросхем предназначен для поверхностного монтажа. Распространен в мобильных процессорах, чипсетах, современных графических процессорах видеокарт компьютеров и ноутбуков. Корпуса BGA так же существуют в нескольких вариантах (видах).

Обзор BGA ИК Станций

Итак, выводы этого типа микросхем имеют форму шариков и расположены снизу корпуса, благодаря чему, можно увеличить плотность монтажа (количество размещаемых элементов) на печатной плате. Работа с такими микросхемами требует особого подхода, сейчас поймете почему.

Говоря о первичном монтаже (при производстве плат с такими чипами) должно соблюдаться точное совмещение контактов микросхемы с контактной площадкой на плате и равномерное запаивание всех контактов, путем равномерного прогрева. А в случае выпаивания (демонтажа) микросхемы, что опять же  усложнено труднодоступностью выводов, нужно равномерный нагрев для отпаивания всех контактов. В обоих случаях должен быть четкий контроль качества процесса пайки.

Руками сделать такую работу теоретически не возможно.

Но на практике ремонтники умудряются паять их даже на бытовой газовой плите… Для удобства пайки и демонтажа микросхем типа BGA нужно специальное оборудование благодаря которому  можно максимально оптимизировать весь процесс работы с монтажом и демонтажем BGA микросхем. Также все более популярной стала технология пайки с использованием без свинцовых припоев, а в этом случае вопрос соблюдения технологии качественной пайки занимает первое место.

В чем разница пайки свинцовой и бессвинцовой?При бессвинцовой пайке температура нагрева требуется выше на 30-40 градусов, в отличии от традиционной пайки с использованиес свинец-содержащих припоев. И по этому максимально допустимая рабочая температура для компонентов поверхностного монтажа (SMD и BGA) находится в диапазоне от 250 до 260 градусов. Основная задача в процессе пайки это аккуратное и быстрое выпаивание элемента без повреждения соседних элементов критичных к перегреву.

Предпочтителен инструмент, который сочетает в себе «низкую» температуру и высокую теплопередачу. При соблюдении всех условий демонтажа в большинстве случаев, невредимой сохраняется и отпаянная микросхема, это особенно полезно, в тех случаях, когда предположение о том, что она являлась причиной неисправности, опровергается. Теперь о том какие существуют способы нагрева микросхем для пайки и демонтажа.

В локальной пайке и выпаиванию BGA чипов есть два варианта:

  1. Термовоздушный
  2. Инфракрасный (ИК)

Соответственно основанные на этих способах существуют и используются различные типы паяльных станций.Рассмотрим сначала термо воздушные паяльные станции.Термо-воздушные станции – устройство бесконтактной пайки, для нагрева паяемых компонентов используется открытый поток нагретого воздуха, который сфокусирован специальным соплом.

Грубо говоря это фен. Так как принцип его работы аналогичен работе обычного фена для высушивания волос.

Разница лишь в температуре потока воздуха исходящего из сопла фена. Температура воздуха на выходе такой паяльной станции регулируется от 100 до 480 градусов Цельсия. Еще имеется возможность коррекции воздушного потока.

В компрессорных, воздух подается работой диафрагменного компрессора расположенного в корпусе станции. У турбинных,  же в блоке термофена встроен маленький почти бесшумный электрический двигатель с крыльчаткой, который создает нужную величину воздушного потока.

Преимущества таких станций в их компактности, ими можно работать на рабочих местах малой площади. Особенностью BGA-компонентов является расположение контактов, их выводы, представляющие из себя контактные площадки с шариками припоя, находящиеся под корпусом устанавливаемого на плату компонента, эти контакты недоступны для традиционных паяльных устройств. Поэтому напайка этих компонентов осуществляется сквозным прогревом корпуса.

Разумеется, верхняя часть корпуса микросхему прогревается быстрее, чем шариковые выводы, так как они контактируют с платой, это и затрудняет их нагревание.

Бесконтактная пайка BGA-компонентов на поверхность печатной платы потоком горячего воздуха — процесс эмпирический. Температура воздуха места пайки регулируется двумя основными параметрами: выставленной температурой нагревателя, через который проходит воздух, и скоростью воздушного потока. Интересный факт в том что реальная температура потока воздуха из сопла выставляется приблизительно.

Расстояние от сопла до компонента припаиваемого к плате тоже весьма критично. Если Увеличение скорости потока воздуха снижает рассеивание воздуха на выходе из сопла, но требует повышения температуры нагревателя, это понятно, ведь высокая скорость прохождения потока воздуха через нагревательный элемент снижает разогрев воздуха, иными словами он просто не успевает нагреться до нужной температуры.

Из за неточности размеров сопел, особенно в головках для микросхем с большим количеством контактов, подвод тепла к месту пайки происходит не равномерный. Что ведет к увеличению опасности «термотравмы» компонента и печатных проводников на плате.

Различные конструкции паяльных станций для пайки и демонтажа горячим воздухом предполагают различные степени и способы контроля параметров термо инструментов — температуры воздуха, нагнетаемого в сопло фена и его количества, подаваемого в единицу времени.

У самых примитивных моделей нет обратной связи и можно лишь визуально наблюдать за  поведением припоя в рабочем пространстве, и иметь представление о тепловой картине места пайки, глядя на положение регуляторов нагревательного прибора. Зато эти стации достаточно дешевые, спектр их применения ограничен. Основное их предназначение это демонтажные операции, в которых не требуется идеально точного соблюдения термо режима.

Станции имеющие четкий контроль и стабилизацию температуры самые дорогие в своем классе. Они также имеют индикацию в реальном времени температуры воздуха на выходе фена, имеют индикатор давления воздушного потока. Теперь рассмотрим следующий вид станций это инфракрасные паяльные станции.

Они основаны на излучении инфракрасных волн от нагревательного элемента, вместо потока горячего воздуха.

Механизмом генерации тепла, используемым ИК станциях, является излучение.  ИК-волны диапазона 2-8мкм, лучшее в смысле соотношения отражаемой и поглощаемой тепловой энергии: видимые ИК волны не пригожи для процесса пайки, так как они перегревают темные поверхностей и не прогревают блестящие выводы микросхем.

На таких станциях можно выполнять операции пайки и демонтажа компонентов, имеющих размеры от 10мм до 60мм. Среди них микросхемы в корпусах различного типа BGA, CSP, PGA, SOIC, QFP, PLC. Можно также ее использовать для локальной пайки группы компонентов на ограниченном участке монтажной платы. Размеры прямоугольной зоны нагрева задаются органами регулировки окна верхнего излучателя. В принципе, оба способа: термовоздушный и ИК, имеют корни из технологий групповой пайки в печах плавления.

Но при задачах ремонтной (локальной) пайки совершенно иная потребность. Если в случае с печью, которая должна обеспечить равномерный нагрев по всей поверхности платы, то ремонтная станция — только в отдельной области платы, при этом не подвергать соседние элементы термическому воздействию. Лучшим решением для локальных ремонтных работ особенно с BGA, предпочтительна именно инфракрасная технология. В местах первичного  контакта струи воздуха с плоскостью, температура выше, чем зонах оттока «отработавшего» воздуха.

ИК излучение имеет большее преимущество перед воздухом, так как это единственный механизм теплопередачи, который позволяет передавать тепловую энергию по всей площади монтируемой микросхемы. Так как  равномерный прогрев больших корпусов BGA воздушным потоком крайне затруднителен, для проведения ремонтной пайки, рекомендуется использовать именно инфракрасные станции.

Главные достоинства технологии инфракрасной пайки:

  • равномерный локальный нагрева (самый критичный фактор для BGA)
  • отсутствие вероятности сдуть с печатной платы демонтируемый компонент
  • нет потребности в приобретении сменных профильных насадок для фена под определенные размеры чипов
  • возможна работа компонентами сложного профиля

У многих возникает вопрос: не происходит ли перегрев инфракрасным излучением темных поверхностей BGA микросхем? и хватает ли его тепловой энергии для оплавления припоя светлых выводов микросхем QFP? Нелепо утверждать, что нет разницы в нагреве. Разница есть, но при длине волны 2.8 мкм которая является минимальной в инфра красном — диапазоне, за счет чего и обеспечивается достаточная для качественной пайки равномерность нагрева поверхностей имеющей различную отражающую способность. Так какую купить пайку, компрессорную или ИК, если отталкиваться от рейтинга? Всё зависит от целей предназначения.

Ремонтировать материнские платы от ноутбуков, или компьютерные материнские платы, а может  платы мобильных телефонов. В общем, с платами от мобильников все имеющиеся на рынке паяльные станции от китайских производителей с разной степенью, но справляются. Станции одной ценовой категории, почти идентичны и нелепо обсуждать какая из них лучше, какая хуже. Ремонт материнских плат гораздо удобней производить на инфракрасной паяльной станции. Потому что на таких платах стоят микросхемы больших размеров требующих значительного и главное равномерного прогрева по всей площади.

Соответственно цена инфракрасных станций в разы дороже по сравнению, с термовоздушными.

Источник: http://www.compline-ufa.ru/vibor-payalnoi-stancii

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *