Паяльная станция

В основном паяльные станции используются в профессиональной среде, хотя приобрести их может каждый. Это довольно мощное оборудование, которое сгодится для множества различных операций, в том числе и для восстановления сложной техники. Станция может включать в себя не только стандартный паяльник, но и термовоздушный фен.

Кроме того, в любой станции есть так называемый контрольно-управляющий модуль и гальваническая развязка от сети. Наличие гальваноразвязки сводит к минимуму возможные негативные последствия от пайки (чёрный дым или удар тока).

Также паяльную станцию отличает от обыкновенных паяльников стабильность температуры при работе, что критично при пайке печатных плат.

Что такое паяльная станция

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

Основными частями такого оборудования являются:

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

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

Для чего нужна паяльная станция

Паяльная станция, в отличие от простого паяльника, – система более усовершенствованная. Она позволяет спаять мелкие детали, такие, к примеру, как SMD-компоненты, контролировать нагрев на табло, программировать кнопки. Кроме того, благодаря бесконтактной системе пайки перегрев соседних элементов здесь исключён.

Благодаря «умному» блоку управления можно задать необходимые настройки температуры, включить и выключить систему нажатием одной кнопки

Паяльная станция бесконтактного типа относится к современным системам пайки. К примеру, нагрев с помощью термофена помогает мастерам в ремонте бытовых электроприборов и мобильников. А вот с помощью ИК-систем можно производить монтаж и демонтаж микросхем (даже формата BGA).

У аналоговых станций температура стабилизируется следующим образом:

• Нагревательный элемент работает, пока сердечник паяльника не нагреется до определенной температуры, далее питание отключается.
• При снижении температуры ниже определенной границы нагревательный элемент подключается и начинает нагревать жало паяльника.

За функционированием паяльника следит электромагнитное реле, которым управляет электроника и термодатчик. Преимуществом аналоговой управляющей системы паяльной станции является низкая стоимость. Недостатком является низкая точность работы, приводящая к чрезмерному нагреву жала паяльника. Отсюда возникают другие проблемы: перегрев радиодеталей, частая смена жала.

Цифровая станция пайки работает за счет управления нагревателем с помощью PID-регулятора, который управляется с помощью программы, заложенной в микроконтроллере. Цифровой способ контроля значительно точнее аналогового.

Индукционные устройства

В этом виде паяльной станции жало паяльника нагревается за счет индукционной импульсной катушки, действующей от колебаний высокой частоты, которые образуют в покрытии из ферромагнетика вихревые токи. Нагревание осуществляется до температуры, называемой точкой Кюри. После этого магнитные свойства ферромагнетика меняются и нагрев прекращается.

Бесконтактные станции

Такие устройства используются для ремонтных и демонтажных работ со схемами, а также для замены микросхем с большим количеством выводов.

Бесконтактная станция для пайки бывает инфракрасной, термовоздушной или комбинированной, в зависимости от принципа работы.

• Инфракрасная станция включает в себя нагревательный элемент в виде инфракрасного керамического или кварцевого излучателя. По сравнению с термовоздушными паяльными станциями у инфракрасных станций есть свои достоинства:
  
  -разрешается работа со сложнопрофильными компонентами;
  
  — не нужно искать насадку для фена под определенную микросхему;
  
  — радиодетали во время пайки не сдуваются воздухом с платы;
  
  — равномерное нагревание места пайки.Стоит отметить, что инфракрасные станции имеют высокую стоимость, и являются профессиональным оборудованием. Начинающими любителями радиоэлектроники они применяются редко.

• Паяльная станция с феном (термовоздушная). Контактные станции являются монтажными, а для демонтажа радиодеталей с большим числом выводов, как микросхемы, они не подходят. Для этого применяется специальное оборудование с термофеном. В отсутствии такого оборудования радиолюбители иногда используют промышленный фен или газовую горелку. Но это не профессиональный инструмент, который не позволяет добиться хорошего качества работы. Слишком мощная струя воздуха может сдуть радиодетали с платы. Поэтому лучше применять специально предназначенное для этого оборудование.Изображенная модель станции оснащена цифровыми контроллерами. Такое оборудование стоит больше простых моделей. Чаще всего фены комплектуются регулирующими поток воздуха насадками.

• Комбинированные паяльные станции сочетают в своем устройстве другие виды оборудования, например, термофен и паяльник.

Демонтажные станции

В конструкцию этого вида оборудования входит компрессор, действующий на всасывание. Нагретый припой с поверхности всасывается в отдельную емкость.

Дополнительное оборудование

Общие характеристики и принцип работы паяльной станции

Внешний вид промышленной воздушной паяльной станции: 1 – блок управления, 2 − паяльник, 3 – фен, 4 − ручка для переноски, 5 – регуляторы температуры для фена и нагревателя

Анатомия паяльной станции достаточно проста и максимально отвечает необходимым условиям: аккуратная, «умная» пайка элементов. Сердце прибора − блок питания, внутри которого находится трансформатор, выдающий напряжение двух вариантов Вольта. Без этого элемента все системы станции были бы бесполезны. Трансформатор отвечает за регулировку температуры. Блок питания снабжён терморегулятором и специальными кнопками запуска прибора.

Для справки! Некоторые устройства оборудованы специальной подставкой, которая нагревает печатную плату во время пайки, что помогает избежать её деформации.

С помощью блока управления также может быть реализована функция запоминания температуры и программирования кнопок. Мастера «прокачивают» прибор, используя процессор, благодаря которому появляется возможность измерять температуру в ходе пайки.

Вариация самодельного паяльника для микросхем

Разберём особенности работы термовоздушной паяльной станции: поток воздуха с помощью специальных спиралевидных или керамических элементов (они находятся прямо внутри трубки термофена) нагревается, а затем через специальные насадки направляется в точку пайки. Такая система позволяет нагреть необходимую поверхность равномерно, исключив точечную деформацию.

Комментарий

Андрей Винокуров

Электромонтер 5 разряда ООО «Петроком»

Задать вопрос

«Температура, которую могут обеспечить современные фены для пайки, в том числе и собранные своими руками, варьируется от 100 до 800°C. Причём показатели эти могут настраиваться оператором.»

В качестве ещё одного дополнительного элемента может выступать специальный инфракрасный нагреватель. Принцип его похож на работу термофена, он нагревает не место стыка, а определённую площадь. Однако, в отличие от термофена, здесь отсутствует поток тёплого воздуха. Профессиональные паяльные станции могут оборудоваться специальными сопутствующими инструментами, оловоотсосами и вакуумными пинцетами.

Многие станции для пайки поставляются в комплекте с дополнительными устройствами, облегчающими работу. К ним относятся:

• Лампы для подсветки.
• Дымоуловители.
• Демонтажные пистолеты.
• Вакуумные пинцеты.
• Тепловые излучатели для разогрева монтажной платы.
• Фен для локального нагрева.
• Термопинцет для установки и демонтажа миниатюрных деталей.

Как выбирать паяльные станции

Основной задачей паяльной станции является обеспечение качественной пайки элементов. Это зависит от технических и конструктивных параметров:

• Вид нагревательного элемента. Изготовители сегодня представляют паяльные станции, оснащенные двумя видами нагревательных элементов: керамическими и нихромовыми. Первые из них нагреваются быстро, но слишком чувствительны к неравномерному нагреванию, и часто трескаются. Термостабилизация помогает керамическим нагревателям обеспечить хорошую отдачу тепла, долговечность и высокую мощность. Нихромовые элементы не могут обеспечить долгий срок службы нагревателя, поэтому их лучше применять для редкого использования. Однако, нихромовый нагреватель имеет низкую стоимость, в отличие от керамического.
• Интервал регулирования температуры.
• Скорость нагревания.
• Мощность. Качественная работа паяльной станции во многом зависит от ее мощности и вида пайки. Мощность является главным параметром при выборе оборудования для пайки. Это особенно важно при использовании паяльной станции для ремонта чувствительных устройств: навигаторов, планшетов или смартфонов.
• Напряжение.
• Параметры эргономики: форма, размеры, масса.
• Стандартная температура бессвинцовой пайки для оборудования должна составлять не менее 250 градусов.

Независимо от типа паяльной станции, необходимо заблаговременно запастись несколькими сменными жалами. Разные виды жал имеют разную площадь края, форму. Эти параметры влияют на окончательный результат работы. Чем больше площадь конца жала, тем лучше происходит теплообмен при пайке. Форма жала и его температура влияет на способность пайки определенных элементов и радиодеталей.

Добросовестные производители паяльного оборудования контролируют качество материала паяльных жал. При выборе паяльной станции большое значение имеет возможность замены деталей при выходе их из строя.

Монтажные и демонтажные

Также возможно разделить все паяльные станции на монтажные и демонтажные.

Монтажными называются любые станции, осуществляющие пайку деталей. Однако при этом не все они могут отпаять какой-либо элемент от общей конструкции.

Для подобных целей созданы специальные демонтажные станции. В их конструкцию включён компрессор, работающий на отсасывание припоя. То есть разогретый припой с рабочей поверхности удаляется в особую ёмкость.

Также существуют монтажно-демонтажные установки для пайки, выполняющие сразу обе функции. В их комплектации есть как монтажный, так и демонтажный паяльники (они, кстати, имеют различные мощности).

На что обращать внимание при подборе и покупке

Качество пайки находится в прямой и жёсткой зависимости от параметров паяльного оборудования и его конструктивных особенностей, и всё это крайне важно учесть при покупке.

Мощность

Прежде всего, нужно обратить внимание количество функций и режимы, в которых работает станция, а также на номинальную потребляемую и продуцируемую мощность.

Для ремонтирования печатных плат и монтажа элементов, имеющих чувствительность к статическому электричеству, применяются паяльники с мощностью от 24 до 40 Ватт.

Для работы с шинами питания и проводниками нужны паяльники от 40 до 80 Ватт. Паяльные инструменты на 100 Ватт и больше, как правило, используют для крупногабаритных конструкций из цветмета, которые в принципе обладают значительной теплопроводностью.

Комплектация

Не меньшую роль здесь играет и комплектация, в частности, следует обратить внимание на количество жал в заводском комплекте. Жала могут отличаться друг от друга формой и площадью края.

Эти их характеристики заметно отражаются на конечном итоге пайки. Чем большей площадью обладает окончание жала, тем лучше осуществляется теплообмен.

Наличие или отсутствие индикации температуры жала на экране также является важным параметром. При прочих равных условиях лучше выбрать модель, в которой такая индикация присутствует.

Даже вес и габариты паяльной станции имеют большое значение. Ведь иногда при ремонте держать в руках инструмент приходится несколько часов.

Также, подбирая себе паяльное устройство, стоит поинтересоваться, существует ли возможность замены запчастей при их поломке и как легко найти и купить эти запчасти.

Выбор флюса

Необходимо добавить, что в дальнейшем, для работы, обладателю паяльной установки придётся постоянно приобретать и расходные материалы, такие как флюс. И здесь тоже важно сделать грамотный выбор.

Функциональное назначение флюса – предотвращать окисление спаиваемых поверхностей.

Марок флюса в магазинах очень много, но в их основе практически всегда одни и те же ингредиенты. Это может быть сосновая или еловая канифоль, спиртовой раствор канифоли, специальная паяльная кислота (она считается самой мощной и активной).

Работа с микросхемами

Пайка микросхем

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

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

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

Ремонтные

Кроме того, в профильной литературе и в интернете встречаются упоминания о ремонтных паяльных станциях. Их используют для осуществления ремонта всевозможных электронных устройств или на тех производствах, где необходимо автономное или единовременное выполнение разных операций, связанных с пайкой.

Говоря иначе, ремонтная многофункциональная паяльная станция представляет собой единую установку, в которой комбинируется несколько инструментов разного назначения.

Плюс ко всему бывают паяльные станции 2 в 1 и 3 в 1. Модели 2 в 1 совмещают в себе функции фена и паяльника. А паяльная станция 3 в 1 содержит в себе ещё и блок питания.

И ещё одно дополнение. Практически все паяльные установки работают на электроэнергии. Но некоторых интересует, бывают ли газовые паяльные станции. На самом деле здесь есть некоторая путаница в терминах.

Для выполнения значительных объёмов работ на стройках или в коммунальном хозяйстве, для пайки толстых медных труб иногда используют мощные аппараты с газовыми стационарными баллонами. Их, конечно, можно назвать паяльными станциями, но по факту это просто большие и мощные газовые горелки.

Принципы управления температурой

В зависимости от вида паяльной станции, регулирование температуры нагрева рабочего органа происходит при помощи следующих устройств:

• Реле и термодатчик – жало паяльника нагревается до определенной температуры, после чего термодатчик, подавая сигнал на реле, разрывает цепь питания паяльника и прекращает его нагрев. Терморегулирование при помощи реле и термодатчика обладает высокой надежностью и простотой. Однако такая простая система имеет один существенный недостаток – она, предотвращая жало от нагрева выше определенной температуры, не позволяет производить точную и тонкую регулировку нагрева.
• Контролер – электронное устройство, управляющее нагревом паяльника. В отличие от реле и термодатчика, контролер при помощи различных кнопок и переключателей позволяет точно задавать температуру паяльнику. Благодаря этому, его часто применяет при пайке очень чувствительных к перегреву деталей.

Особенности изготовления своими руками паяльной станции на Arduino (Ардуино)

Паяльная станция на процессоре Ардуино – одна из самых прогрессивных моделей. Особенность её в том, что она легко программируется. Можно задать необходимые параметры и алгоритмы работы и управления всех элементов.

Часто используется система подключения Flex Link. Она относительно простая, надёжная, а её элементы вполне можно приобрести самостоятельно и собрать схему без особых проблем

Далее все этапы сборки аналогичны уже описанными нами. Если возникнут вопросы, можно обратиться за помощью к специалистам-электронщикам.

Пайка без свинца

Бессвинцовая пайка – новейший современный вид паечных работ, предусматривающий использование бессвинцовых припоев, изготовленных на основе таких металлов, как медь, серебро, золото, кадмий, цинк, индий. Производится такая пайка с помощью мощных паяльных станций (75-170 Вт), способных разогревать жало паяльника или выходящий из термовоздушного фена воздух до температуры 270-3000С.

Интересно. Помимо отсутствия неприятного запаха и выделения вредных газов, удобством данной технологии является использование быстросъемных композитных жал различной формы и диаметра.

Особенности изготовления своими руками паяльной станции на Atmega8 (Атмега8)

Схема на контроллере Atmega8 довольно простая и не требует больших знаний. Самое главное, разбираться в кодах программ на языке C++. Это позволит редактировать его под себя.

Вариант рабочей схемы паяльной станции на Atmega8

В открытых интернет-источниках есть разные вариации паяльных станций на основе разных контроллеров.

Внешний вид программатора для будущей паяльной станции на ATmega328

Одно из обучающих видео по сборке паяльной станции в этом видео.

Изготовители станций

Наиболее популярными изготовителями данного вида оборудования являются такие компании, как:

• «ERSA»;
• «ATTEN»;
• «QUICK»;
• «AOYUE»;
• «LUKEY».

Среди данных производителей наиболее надежное, но при этом дорогое паяльное оборудование выпускает немецкая компания «ERSA». Среди бюджетных моделей много радиолюбителей отдает предпочтение продукции брендов QUICK и LUKEY. При этом паяльные станции последнего производителя в настоящее время вызывают много претензий и нареканий по надежности и качеству сборки.

Как пользоваться паяльной станцией

Для новичков будет не лишним узнать некоторые особенности работы с паяльными станциями.

Контроллер и паяльник – важнейшие элементы паяльной станции должны быть чистыми и защищёнными от пыли

Перечислим некоторые из них:

1. Для монтажа или демонтажа крупных деталей проще использовать фен. Так как он охватывает необходимую площадь.
2. Температура нагрева подбирается методом «тыка». Начиная с минимально возможной. К примеру, пасты для монтажа SMD-компонентов имеют меньшую температуру плавления, нежели ПОС-61.
3. Обзаведитесь обыкновенной спиртоканифолью. Пригодится для обезжиривания.
4. Перед монтажом компонентов используйте специальный флюс. Он продаётся в отделах для ремонта сотовых.
5. Очень выручает обыкновенная иголка. Ею можно поддеть перепаиваемые детали и при необходимости их перевернуть.
6. Контактные площадки в обязательном порядке очищаются от припоя.

Работа с паяльной станцией требует определённых навыков.

Если вы не сможете собрать самостоятельно такой прибор, то воспользуйтесь рекомендациями профессионалов

Получить любую информацию можно также в обучающих видео, в этом вы узнаете о том, как выбрать паяльную станцию.

Свои вопросы и к статье оставляйте в специальной форме ниже. Надеемся, что наши рекомендации помогут сделать собственную паяльную станцию, которая прослужив вам верой и правдой долгие годы.

Видео

Подробно процесс самостоятельной сборки простейшей паяльной станции с феном описан в следующем видео.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...