Процесс пайки знаком не только любителям электроники, но также рядовым жителям, которые дома сталкиваются с разными проблемами, связанными с электроприборами. В данном материале мы рассмотрим способ изготовления паяльной пасты в домашних условиях. Отметим сразу, что самодельную пасту не советуется использовать для изготовления микросхем, поскольку она предназначена для того, чтобы облегчить пайку проводов и прочего похожего, когда не очень удобно подавать олово.
Как всегда, первым делом предлагаем ознакомиться с видеороликом по изготовлению пасты
Что нам понадобится:
- кусок олова;
- глицериновый флюс;
- надфиль или напильник.
Перед тем, как приступить к изготовлению нашей паяльной пасты отметим, что автор советует использовать надфиль, поскольку это позволяет получить более мелкую стружку, что является плюсом для пасты. Почему мы советуем изготавливать паяльную пасту, а не просто покупать ее в специализированных магазинах? Поскольку качественная паста стоит немалых денег и доступна отнюдь не каждому.
Берем кусок олова и надфиль и начинаем зачищать олово в крошку.
Чтобы связать стружку нам понадобится густой флюс или паяльный жир. Нужно обратить внимание, чтобы смешивать стружку с небольшим количеством флюса, в противном случае можно испортить пасту.
Кладем густой флюс в емкость вместе со стружкой и начинаем перемешивать как тесто. Перемешивать нужно тщательно до получения густой и однородной консистенции.
В конце нам нужно добавить в полученную заготовку глицериновый флюс. Опять же не следует использовать флюс в большом количестве. Достаточно добавить пару капель.
Опять тщательно перемешиваем.
Наша паяльная паста готова. Ее можно хранить в герметичной баночке или шприце. Это позволит использовать пасту на протяжении долгого времени. Такой метод хранения особенно полезен, если вы изготовите паяльную пасту в большом количестве и планируете использовать неоднократно.
Паять такой пастой провода очень легко. Достаточно нанести небольшое количество пасты на провода, включить паяльник и просто приложить его к пасте.
Радиолюбители давно облюбовали такое новшество как паяльная паста. Изначально она была придумана для пайки SMD компонентов при машинной сборке плат. Но сейчас такую пасту многие применяют для обычной ручной пайки деталей, проводов, металлов и т.п. Оно и понятно – все в одном под рукой. Ведь почти фактически паяльная паста - это смесь флюса с припоем.
На самом деле, чтобы сделать паяльную пасту для нужд радиолюбителей, потребуется не так уж много сил, времени и ингредиентов.
Для изготовления паяльной пасты нам потребуется:
- Вазелин медицинский. Используется как загуститель;
- Флюс ЛТИ-120 или другой жидкий.
- Пруток оловянно-свинцового припоя;
- Паяльный жир. А уж если найдете «активный жир» так вообще красота.
Как сделать паяльную пасту?
Весь процесс необыкновенно прост.Начинаем мы с измельчения припоя. Я взял толстый трубчатый кусок и начал его измельчать напильником, надфилем и механической насадкой на дрель. Что будете использовать вы – решать вам. Но я за механику, так как ручной труд слишком долог и кропотлив.
Чем меньше крошка – тем лучше. Требуется небольшое количество.
Затем добавляем вазелин в пропорции 1:1 и немного флюса ЛТИ (эти два ингредиента можно заменить паяльным жиром).
Все тщательно перемешиваем.
Для лучшего размешивания смесь можно нагреть на водяной бане или обычным паяльником, убавив его нагрев до 90 градусов Цельсия.
Далее для хранения перекладываем получившуюся пасту в шприц с толстой специализированной иглой. Или вообще без иглы.
На этом паста готова к использованию.
Испытание пасты пайкой
Нанесем немного пасты на место пайки и припаяем паяльником.Как-то так получилось, что имея опыт работы с паяльником более 35 лет я ни разу не пользовался паяльными пастами, хотя слышал о них очень много. И вот решил заполнить этот пробел взяв для обзора тюбик одного из представителей этого большого семейства, пасту Best BS-706.
Кому интересны мои первые попытки работы с паяльной пастой и впечатления после этого, прошу в гости.
Вообще очень хочется попробовать разные пасты в сравнении. И как по мне, то такой вариант обзора был бы более интересен читателю и познавателен для меня. И это возможно будет когда нибудь, но пока в руках у меня только один тюбик и экспериментировать я буду с ним.
Прислали пасту в обычном пакетике, внутри лежала туба в виде шприца.
По понятным причинам взвешивать пасту отдельно от тюбика проблематично, потому пришлось взвешивать все вместе. Общий вес 35.6 грамма, длина тюбика около 100мм.
На странице магазина указаны размеры, в общем-то все совпадает.
Отверстие для толкателя закрыто крышечкой, но самого толкателя в комплекте нет, пришлось использовать колпачок от маркера, по диаметру подошел просто идеально, с небольшим трением, но по длине коротковат, впрочем в конце обзора будет фото как это выглядит:)
Заявленный состав пасты:
Олово - 99%
Медь - 0.7%
Серебро - 0.3%
Температура плавления - 138 градусов Цельсия
Объем - 10 куб.см
Также на наклейке указан список мер предосторожности, если коротко - не есть, в глаза не совать, руки после работы мыть.
К сожалению иглы в комплекте нет, если открутить колпачок то видно довольно толстую трубочку. Паста очень текучая, я немного выдавил её и через некоторое время она просто стекла на стол.
Вообще суть паяльной пасты довольно проста, большое количество микроскопических шариков припоя находится в специальном флюсе представляя собой единую массу. При нагревании флюс помогает смочить припаиваемые поверхности, а припой собственно спаивает их.
На температуру плавления влияет состав припоя, в данном случае заявлено 138 градусов и припой состоит из олова (99%), меди (0.7%) и серебра (0.3%), паста BST328 от той же фирмы имеет температуру плавления 183 градуса и состав - Олово (63%) + свинец (37%).
Как по мне, то флюса здесь многовато из-за чего паста кажется очень жидкой. Флюс прозрачный, его хорошо видно на фото.
Для теста использовалась компрессорная паяльная станция Aoyue-2738, которой я пользуюсь уже много лет и печатные платы изготовленные заводским способом.
Сначала я решил просто поэкспериментировать, или как можно выразиться, «набить руку». А если говорить проще, то попробовать что это такое вообще, паяльная паста.
Для этого я сначала нанес немного пасты на контактные площадки платы, пасту наносил в разном количестве чтобы оценить разницу. Температура воздуха была выставлена около 250 градусов.
Первое впечатление - паста все таки очень текучая, поток воздуха надо выставлять как можно меньше или компоненты сдувает с платы. Кроме того по задумке компоненты должны были сами выставиться ровно за счет сил поверхностного натяжения, но этого почему-то не произошло.
Попробовал немного по другому, просто наляпал пасты на плату, кстати здесь видно «песочную» структуру пласты.
После прогрева компонент установился довольно ровно, а лишняя паста собралась в более крупные шарики припоя, не очень понравилось то, что под резистором припой так же норовит собраться в шарики.
А вот дальше идут уже тесты.
Для начала я нанес пасту на четыре площадки печатной платы.
Выставил температуру 140 градусов.
К сожалению температура довольно сильно колеблется, примерно от 137 до 170 градусов. Происходит это из-за очень малого потока воздуха и большой мощности нагревателя. При падении температуры контроллер включает нагрев, температура быстро убегает до 165-170 градусов, потом плавно падает до 135-140.
Вообще конечно более корректно было бы измерять температуру в точке пайки так как она будет ниже чем температура воздуха выходящего из сопла станции. Но правильно поймать момент также будет сложно, потому я решил ограничиться сопоставлением температуры воздуха выставленного в настройках паяльной станции и полученным результатом. Старался греть площадки так чтобы не затрагивать соседние.
И так, слева направо - 140-150-160-170-180-200-210-220 градусов.
При температуре 140-170 градусов паста просто растекается, при 180 пытается плавится, при 200-220 плавится уверенно.
В качестве второго теста я просто нанес много пасты на несколько контактных площадок и посмотрел как она поведет себя после прогрева, т.е. площадки слипнутся вместе или разделятся как должно быть.
В принципе все довольно неплохо, большая часть припоя оказалась там где и должна быть, меньшая часть собралась в крупные шарики.
Следующим тестом шла пайка пары резисторов размера 1206, здесь также неплохо, если не считать того что опять из-за большой текучести пасты резисторы сдвигает потоком воздуха.
Флюс почти прозрачный, но после смывки спиртом остаются белёсые следы и сам припой немного матовый.
Для примера пайка того же резистора обычным паяльником тем припоем, которым я обычно пользуюсь. Процедура такова - держу компонент пинцетом, касаюсь жалом с припоем одной площадки и фиксирую, затем прикасаюсь жалом и припоем второго контакта припаивая его, после этого привожу в порядок первый контакт. По описанию кажется что процесс долгий и неудобный, но на самом деле все проще, я сначала так фиксирую все SMD компоненты, а потом все их паяю. Иногда использую обычный флюс, у нас он называется F-3.
На фото видно правильную пайку, когда она получается зеркальной, в отражении можно даже немного рассмотреть мою руку которая держала фотоаппарат.
Альтернативный и более правильный вариант нанесения пасты, через трафарет. Для этого я использовал кусочек пластика в котором прорезал отверстия.
Изначально была мысль изготовить нормальный трафарет при помощи лазерного гравера, но мне он не очень был нужен, а просто для обзора делать это довольно долго, потому решил ограничиться таким вариантом.
Прикладываем трафарет. накидываем сверху пасту, снимаем лишнее при помощи чего нибудь плоского, получаем нанесенную на плату пасту.
Пленка немного неровная, потому кажется что пасты мало, на самом деле она получилась вровень с толщиной пластика, около 0.5мм.
Устанавливаем компоненты, при этом толщина пасты получилась примерно такой же как толщина компонента. Компоненты держатся хорошо, я без проблем переворачивал плату «вверх ногами», ничего не падало и не смещалось.
Прогреваем феном.
В итоге два компонента припаялись почти на отлично, а один развернуло под 90 градусов:(
После этого я промыл плату и уже потом снял с платы припаянные компоненты, под ними почти чисто и если бы не развернутый компонент я бы сказал что тест пройден.
Видео попыток пайки.
Во втором тесте фен был немного не перпендикулярен поверхности платы, потому компоненты стало сдувать. Так как снимать и греть было не очень удобно, то заметил уже во время съемки, но видео решил не удалять.
В процессе тестов было использовано несколько печатных плат и кучка SMD резисторов. Дальше экспериментировать не очень удобно, так как каждый раз приходилось брать новую плату, но думаю что и так получилось наглядно.
Кстати на этом фото как раз видно маркер в роли толкателя для шприца.
Предвижу закономерный вопрос, а что за одинаковые платы на фото. Это я когда-то давно делал под заказ блоки питания, а так как заказывали их часто и с разными характеристиками, то разработал универсальную плату.
Один из примеров можно увидеть .
Но эта же плата позволяла строить и более мощные БП, примерно до 70-100 Ватт, как я делал .
Одно время была даже мысль делать такие наборы для сборки блоков питания, но опытным это неинтересно, а новичкам я бы побоялся давать набор где есть опасность влезть в сетевое напряжение.
В качестве выводов что либо сложно сказать, объективно я судить не могу, так как не имею опыта работы с паяльными пастами, потому придется судить субъективно.
В некоторых ситуациях паста может быть полезна, например для облегчения выпаивания «сложных» компонентов при помощи разбавления припоя находящегося на плате.
Лично мне не понравилась большая текучесть из-за которой надо либо далеко держать фен от платы и тогда придется греть большую площадь, либо ставить совсем малую мощность компрессора.
Но понравилось то, что паста хорошо держит компоненты на плате до пайки, не сильно загрязняет плату после и вообще ведет себя в общем-то неплохо
Возможно кто-то из более опытных читателей подскажет хорошие пасты и пояснит, возможно я что-то просто делал не так как надо.
На этом у меня все, надеюсь что обзор был полезен, как всегда буду рад вопросам, советам и просто комментариям.
Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.
Планирую купить +23 Добавить в избранное Обзор понравился +103 +154Качество работы электронной техники в большой мере зависит от прочности соединения компонентов схем c печатными платами. Хорошее спаивание обеспечивает паяльная паста. Эта смесь выполняет несколько функций.
Пастообразная масса содержит припой, фиксирующие вещества и флюс. Для создания консистенции в пасту вводят растворители, стабилизаторы, вещества для поддержания стабильной вязкости, активаторы.
Припойная компонента может быть представлена эвтектическими сплавами из свинца и олова, содержание которого составляет 62-63 %, с добавлением серебра или без такого. Иногда припой представлен бессвинцовыми сплавами из олова (95,5-96,5 %) и серебра с добавками или без добавок меди.
Большое значение имеют размеры частичек вязкой массы, в зависимости от которых для нанесения следует использовать трафарет либо дозатор для паяльной пасты. Оба способа реализуются без паяльника.
Если частицы имеют круглую форму, можно применять и трафарет и дозатор. Сферические крупицы обычно получаются вследствие пульверизации припойной компоненты при получении паяльной пасты.
Размеры и форма частиц обуславливают возможные сложности применения.
Паяльная паста с очень маленькими частицами в связи с большой поверхностью соприкосновения с воздухом может быстро окисляться. Мелкие крупинки могут образовывать шарики из припойной массы. Очень крупные круглые частицы, крупинки неправильной формы склонны закупоривать трафарет.
Согласно размерам и форме частиц паяльные пасты подразделяются на 6 типов. Выбор нужно осуществлять с учетом шага вывода и размерами окон трафарета.
Флюс, как составляющая припоя
Классификации подлежат также флюсовые компоненты. Существует 3 вида флюсов в составе паяльных паст:
- канифольные;
- водосмываемые;
- безотмывные.
Канифольная группа флюсов представлена активированными, умерено активированными и совсем неактивированными композициями. Паяльные флюсы, не подвергавшиеся активации, проявляют самую маленькую активность.
Наибольшее распространение получили флюсы со средней активностью. Они хорошо очищают поверхность, растекаются по ней, смачивают соединяемые детали. Однако они могут вызывать коррозию. Поэтому после пайки рабочую зону нужно отмывать специальными растворителями или горячими водными растворами.
Паяльные флюсы, подвергавшиеся значительному активированию, применяют для сильно окисленных деталей. После пайки рабочее место отмывают органическими смесями со спиртом.
Водосмываемые флюсовые композиции изготовлены на основе органических кислот. Они обладают большой активностью, способствуют образованию хорошего шва, но требуют обязательного отмывания очищенной горячей водой.
Не нужно отмывание при работе с флюсами, сделанными из синтетических или натуральных смол. Даже если после пайки на поверхности будут присутствовать остатки, это не навредит изделию.
Остаток не проводит ток, устойчив к окислению. Его можно не отмывать. При желании промывание можно сделать специальными растворителями или горячими водными растворами.
Реологические особенности
Важными характеристиками паяльных паст для поверхностного монтажа являются вязкость, клейкость, длительность периода сохранения свойств, способность создавать объемное соединение на плате.
Знание количественных показателей реологических свойств позволяет правильно выбрать принтер для нанесения паяльной пасты, который сможет рационально дозировать порции.
Наносят пасту с учетом склонности к увеличению вязкости пастообразной массы. Уменьшение вязкости происходит при повышении температуры. Чтобы успешно паять паяльной пастой, нужно периодически к массе добавлять новые порции и контролировать показания температуры в рабочей зоне. Это можно легко делать при использовании автоматов для трафаретной печати, оснащенных термодатчиками.
На многих упаковках с импортными пастами указывают «время жизни». Значение определяет интервал времени с момента распечатывания банки до окончания пайки, в течение которого реологические свойства останутся неизменными.
Если показатель невысокий, для получения качественного соединения работать придется оперативно. Сейчас в продаже имеются смеси, со «временем жизни» 72 часа. С такими средствами можно работать не спеша.
Важной характеристикой является клейкость паяльной пасты, которая отображает способность детали удерживаться на плате до начала работы.
Некоторые пасты могут фиксировать электронные компоненты более суток, что удобно при монтаже больших плат. Составы с низкой клейкостью способны удерживать элемент 4 часа.
В продаже имеется большой ассортимент паяльных паст, часть из которых продается в шприце для ручного или автоматического дозирования, другие – в банках, картриджах.
Продукция в банках предназначена для станков трафаретной печати. Сделаны они из металлических листов с большой скрупулезностью, что позволяет вырезать на плате ячейки для нанесения паяльной пасты с точностью до 0, 1 мм.
Специальные виды трафаретов могут регулировать толщину нанесения пастообразной массы. Станки могут работать как в ручном, так и в автоматическом режимах. Дорогостоящие модели дополнительно оснащены системой очистки трафаретов, что значительно увеличивает производительность работ.
Условия хранения
На многокомпонентные паяльные смеси влияют внешние факторы. Условия, выполнение которых требуется для правильного хранения, указывают на упаковке. С ними следует ознакомиться и неукоснительно соблюдать.
Обязательно указывают не только температуру, пригодную для хранения, но и диапазон ее возможных отклонений.
Обычно, при температуре хранения, превышающей 30 ℃, смесь необратимо ухудшается. Очень холодное окружение может ухудшить выполнение функций активаторами, содержащимися в припое или термопасте.
Большое значение имеет время, через которое паста приобретает комнатную температуру. Важно знать:
- как долго ее нужно перемешивать;
- какая температура и влажность воздуха должны выдерживаться при использовании пасты;
- сколько ее можно хранить при указанных условиях.
При влажном воздухе в паяльной массе из-за впитывания воды могут появляться шарики припоя. Срок, условия хранения паяльных паст отличаются, зависят от состава. Ели выполнять указания производителей, то качество пайки будет соответствовать ожиданиям.
Для водопроводных систем
Совершенно отдельную группу составляют пастообразные композиции, предназначенные для монтажа паяльником фитингов из меди и ее сплавов в системах водоснабжения. К этим составам предъявляются особые требования, которые строго регламентирует ГОСТ.
Ни один из компонентов пасты не может быть токсичным. Флюс должен полностью исключить окисление шва, попадание продуктов коррозии в воду.
Пасты для водоснабжения абсолютно не подходят для работы с электронными схемами по многим причинам, в частности потому, что к ним, для увеличения прочности соединения, часто добавляют медь или серебро. В электронике такие композиции не находят применения.
Пайка деталей к поверхности печатной платы осуществляется главным образом пи помощи паяльной пасты. Состав паст может сильно различаться, но в основном главные компоненты - припой, флюс и связующее вещество. Любая паста для пайки внешне представляет собой густую и вязкую смесь химических веществ.
Особенные качества материалов для пайки
Известно, что соединения элементов при помощи пайки, возможно при использовании материала с меньшей температурой плавления. Для простых любительских схем до сих пор применяют припой совместно с флюсом или кислотой. Паста, содержащая в себе оба компонента, а также различные добавки, значительно ускоряет процесс пайки сложных печатных плат c smd элементами. Широко используется на производствах электроники.
Рассмотрим основные составляющие пасты для пайки:
- порошкообразный припой разного качества дробления;
- флюс;
- связующие компоненты;
- разнообразные добавки и активаторы.
В качестве материала припоя выбирают разнообразные сплавы с оловом, свинцом и серебром. В последнее время наиболее актуальными являются без свинцовые паяльные пасты.
В составе каждой паяльной пасты используется флюс, играющий роль обезжиривателя. Кроме того необходимо связующее клейкое вещество, которое облегчает установку и фиксацию smd компонентов на печатные платы. Чем больший размер платы и насыщеннее элементная плотность, тем важнее использовать более вязкие паяльные пасты.
Большое влияние на качество пайки smd компонентов влияет срок годности пасты. Так как в составе обычно находятся активные химические компоненты, срок использования и хранения ее совсем небольшой, не более 6 месяцев. При хранении и транспортировке необходимо сохранять температуру от +2 до +10. Только при соблюдении всех условий возможна качественная пайка.
Разнообразие паяльных паст
В зависимости от использования различных компонентов выделяют несколько видов паяльных паст:
- отмывочные;
- без отмывочные;
- водорастворимые;
- галогеносодержащие;
- без содержания галогенов.
Свойства меняются от использования флюса, входящего в ее состав. Любая паста, которая не смывается водой, содержит в себе канифоль. Для промывки изделий от такой пасты необходимо использовать растворитель.
Общее правило для содержащихся элементов и smd компонентов - чем лучше паяемость, тем меньше надежность. Соблюдение компромисса между этими важными свойствами - залог эффективного функционирования. Применение галогеносодержащих паст значительно увеличивает технологичность, но несколько снижает надежность.
Способы применения паст для пайки
Для того чтобы получить качественное и надежное соединение smd элементов на печатной плате необходимо выполнить определенные действия:
- качественная очистка и обезжиривание печатной платы с последующим просушиванием;
- фиксирование платы в горизонтальном положении;
- равномерное и тщательное нанесение паяльной пасты в места соединения;
- установка мелких и smd элементов на поверхность платы; для более надежной пайки рекомендуется дополнительно нанести пасту на ножки микросхем;
- при нижнем подогреве платы, включается фен и осторожным потоком теплого воздуха прогревается верхняя часть с установленными элементами;
- после того как испариться флюс, температура фена увеличивается до температуры плавления припоя;
- визуально контролируется процесс пайки;
- после остывания, производится окончательная промывка печатной платы.
Основные хитрости качественной пайки
Для того чтобы качественно произвести соединение элементов при помощи пасты для пайки, следует позаботиться о некоторых моментах. В первую очередь важно очистить и обезжирить плату, особенно если заметны окислы, или плата долгое время лежала без использования. При этом желательно залудить все контактные площадки легкоплавким припоем.
Паяльная паста должна иметь удобную консистенцию. То есть она не должна быть слишком жидкой или слишком густой. Больше всего подходит «сметанная» структура, которая будет хорошо смачивать поверхность. Смачиваемость играет огромную роль в надежности и качественности паяного соединения.
При пайке smd элементов важно нанести тонкий слой пасты. Толстый слой может замкнуть выводы микросхем. Пайка простых элементов такой тонкости не подразумевает.
Если печатная плата имеет значительные размеры желательно использовать нижний подогрев феном, утюгом или при помощи специальных средств температурой от 150 градусов по Цельсию. Если это не предусмотреть, возможно коробление платы.
Излишки и остатки припоя легко удаляются паяльником с разнообразными насадками. Для примера, для удаления остатков веществ, применяемых при пайке, между ножек микросхем удобно использовать жало «волна».
