Типы жал для паяльника
Ещё несколько десятилетий назад жалу паяльника не уделялось много внимания. Оно было практически несменным. Менять его, конечно, приходилось, но только тогда, когда весь стержень прогорал, растворяясь в припое, чуть ли не до корпуса. Старое жало вытаскивали не без трудностей, на его место вставляли запасное, поставляемое в комплекте.
Но чаще жала из строя выходил нихромовый нагреватель. Паяльник при этом отдавали ремонтнику, который специализировался на подобных операциях. Заменить нагреватель самостоятельно мог только продвинутый пользователь.
Медное жало разной толщины (от 5 до 10 мм) имело лишь два варианта конструкции — прямое и изогнутое буквой «Г» для удобства работы. Производитель придавал жалу начальную заточку, но каждый владелец перетачивал их на свой манер. Медное жало быстро выгорало, образуя каверны на поверхностях, соприкасающихся с припоем. Его снова затачивали напильником — и так до последнего укорачивания, когда для работы оно уже не годилось.
Времена меняют и людей, и технику. Классические паяльники продаются и сейчас, но использовать их в радиомонтаже сложно и опасно. Сложно — из-за постоянных забот по заточке и очистке жала, замене нихромового нагревателя и изготовлению примитивной системы термостабилизации. Опасно — из-за отсутствия заземления (наводки напряжения на жале могут вывести из строя чувствительные радиокомпоненты) и дрейфа температуры. Единственное преимущество классического паяльника — низкая стоимость.
Виды наконечников
Основными типами жал для паяльников сегодня являются:
- медное стержневое, используемое в классическом варианте паяльника с нихромовым нагревателем;
- съёмное с никелевым покрытием, используемое в паяльниках с керамическим нагревателем;
- в виде короткозамкнутого медного витка, применяемое в импульсных паяльниках;
- специальное, с ферромагнитным слоем для индукционного паяльника.
В импульсном паяльнике вторичная короткозамкнутая обмотка ВЧ трансформатора представляет и жало этого паяльника (в одной, специально деформированной для увеличения сопротивления, точке). Оно разогревается после включения кнопкой за несколько секунд. После отпускания кнопки жало остывает. Контроль температуры за столь незначительное время пайки — весьма трудная задача. Импульсный паяльник очень экономный, удобный в ремонте, но паять им печатные узлы невозможно.
В индукционном паяльнике жало сложной конструкции имеет ферромагнитный слой, который нагревается вихревыми токами и передаёт тепло непосредственно на паяльный конец. Система управления температурой в таком паяльнике состоит в том, что при достижении критической для установленного сердечника температуры (точки Кюри) магнитные свойства исчезают, нагрев прекращается. При остывании сердечника магнитные свойства восстанавливаются, нагрев включается. Недостаток такого паяльника состоит в его высокой цене.
Развитие микроэлектроники, появление новых, в том числе миниатюрных компонентов печатных плат предъявили особые требования к функциональным возможностям паяльников. Особо жёсткому нормированию подверглись температурные режимы пайки и концепции конструирования паяльников, без корректировки которых выход годных на операциях монтажа печатных узлов был невысок. Кроме того, губительное воздействие неправильной пайки могло проявляться позднее, уже при эксплуатации печатной платы.
Ввиду того, что импульсные и индукционные паяльники обладают специфическими техниками пайки, их использование в промышленном производстве электроники весьма ограничено. Классические приборы с медным жалом остались предметом, который на аварийный случай в доме быть должен, но использоваться может раз в несколько лет.
Наибольшее распространение получили быстросъёмные жала, изготавливаемые под марками известных брендов. В их число входит японская компания HAKKO, специализирующаяся на производстве паяльников, паяльных станций, комплектующих для них, аксессуаров и расходных материалов.
Виды съёмных жал для паяльников
Съёмное жало представляют собой монолитный металлический цилиндр, имеющий на одном конце непосредственно жало для пайки, а на другом — цилиндрическую полость, в которую при установке жала в паяльник входит керамический нагреватель. За счёт того, что нагреватель разогревает жало изнутри, КПД паяльника намного выше, чем у аналога с нихромовой спиралью. Последняя одинаково хорошо греет как стержень, находящийся внутри неё, так и корпус с воздухом, поэтому КПД паяльника с нихромовым нагревателем весьма низок.
Съёмное жало устанавливается просто — его надевают на нагреватель, сверху накрывают цилиндрическим держателем с завинчивающейся гайкой. Смена выполняется за несколько секунд, что удобно при выполнении разнородных операций.
Существует довольно много видов жал, поскольку каждый производитель паяльников предлагает свой набор. Далее рассмотрим наиболее распространённые варианты.
Жало «конус»
Оно считается универсальным, поэтому входит в базовые комплектации большинства приборов. Представляет собой в рабочей части конус длиной в несколько сантиметров с закруглённой полусферой на конце. Таким жалом действительно можно выполнять несколько различных операций пайки — если их немного и паяемые корпуса, ножки, шины не очень малы по сравнению с диаметром жала.
Недостаток этой детали состоит в том, что расплавленный припой не стремится к равномерному распределению по сферической и конической поверхностям. Поэтому при пайке приходится крутить паяльник по оси, выбирая точку с достаточным количеством припоя. Это неудобно. Неудобно им также паять мелкие компоненты, соизмеримые с размером самого сферического наконечника.
Жало «игла»
По форме жало напоминает «конус», только со значительно уменьшенными диаметрами как широкой, так и узкой частей конуса. Оно предназначено для самой мелкой пайки. Иногда такой вид жала оптимален для работы с очень плотным монтажом.
Минус — невысокая продуктивность. Из-за малой массы теплоёмкость такого жала невелика. Поэтому малейшее охлаждение наконечника в момент пайки приводит к столь резкому падению температуры, что он прилипает к детали. Требуется время, чтобы нагреватель отработал это падение. Жало «игла» применяется редко.
Жало «клин»
Второе название — «отвёртка». Его форма близка к «конусу», но на узкой части проточены две плоскости наподобие отвёрточных. Они сходятся на конце жала с образованием плоского шлица. Эти плоскости существенно изменяют распределение и удержание припоя.
На плоской площадке его сосредотачивается намного больше, чем на сферической или конусной, поэтому паяльник не нужно постоянно крутить и набирать им припой. Таким жалом удобно выполнять как пайку различных элементов, так и их демонтаж. Достаточно большая теплоёмкость позволяет производить сразу несколько паек в линии.
Жало «скос»
Форма — цилиндр или конус, как у «клина», но заточенная под углом 45º к оси плоскость — только одна. Такое жало обладает всеми возможностями «клина», но при этом ещё более удобно. Оно хорошо справляется с поверхностной пайкой микросхем и корпусов SMD, годится и для сквозного монтажа осевых компонентов. Нужно только правильно выбирать диаметр овала, тем более, что это жало выпускается в большом диапазоне размеров.
Жало «микроволна»
Это продвинутая версия жала «скос». Отличается от последнего наличием на овальной плоскости скоса углубления, в котором собирается запас припоя. При пайке плоских ножек микросхем такое жало не образует припойных перемычек — лишний припой остаётся в углублении. Так же, как и жалом «скос», им можно при необходимости выполнять пайку осевых компонентов.
Жало «нож»
Форма этого жала напоминает сапожный нож в миниатюре. Оно обладает наибольшей из рассмотренных выше образцов теплоёмкостью. Большая площадь заточенных плоскостей позволят взять много припоя. Удобен при монтаже компонентов, требующих значительного его количества, например, при пайке осевых радиодеталей, конструктивных элементов, земляных площадок.
Результаты оценки описанных изделий можно свести в таблицу, которая позволит быстро оценить возможности каждого жала при выборе наиболее подходящего для конкретной задачи экземпляра. Хорошее выполнение задачи отмечается оценкой «да», плохое — «нет», посредственное – «поср.»
Пайка планарных микросхем самодельной микроволной
Есть такой промышленный метод пайки — волновой. В двух словах это выглядит примерно так: Плата с воткнутыми в нее деталями стоит над баком с расплавленным припоем. Близко от поверхности, но не касаясь ее. По поверхности расплава проходит волна и омывает выводы, одновременно их запаивая. Получается очень красиво и технологично. Причем на выводах остается ровно столько припоя сколько надо.
Весь фокус в силе поверхностного натяжения и смачиваемости. Припой смачивает контакты, но не смачивает паяльную маску (спец лак такой которым покрыто все кроме участков пайки — та самая «зеленка»). В местах контакта выводов и дорожек зазоры и радиусы малы и силы поверхностного натяжения захыватывают и не отпускают припой, а излишки уходят вместе с волной.
Тот же принцип, но локально используется в жале типа «Микроволна». Идея в том, что запас припоя удерживается в канале жала силами поверхностного натяжения и так просто жало его не отдаст. Но между ножкой и площадкой зазор в десятые доли миллиметра, а значит сила поверхностного натяжения там гораздо выше и припой буквально засасывает туда. Излишки же припоя, которым не за что держаться, втягиваются обратно в жало теми же силами натяжения. Просто как все гениальное.
Красными кружочками я отметил участки где остается припой.
Жало микроволна это одна из козырных фишек навороченных паяльных станций вроде Ersa Digital 2000. Стоит такое жало около 2тыр, а сама станция тянет на все 10 если не больше.
Я решил поступить хитрей — взял стандартное жало типа «усеченный цилиндр» для станции ZD-929C которая стоит недорого и довольно популярна.
Затем, дремелем с зажатым в него круглым камушком, проточил в нем углубление аля «Выгоревшее жало совкового паяльника». Стоимость такого жала около 50 рублей. Работы на пять минут:
Диаметр воронки примерно 2мм, глубина около милиметра. Ну тут можно экспериментально поиграть с величинами. Также не помешает слегка закруглить надфилем углы цилиндра, чтобы не цеплялись за выводы:
 |
Ну, а дальше результат не заставил себя ждать:
Паяем опять SSOP корпус. Мелкий, гад! Но мы и не такое паяли 🙂
И немного крупней:
Ну и еще одно старое видео, тут я микроволной запаиваю SOIC в два счета.
З.Ы.
Это переписанная заново старая статья. Т.к. появилось новое видео и я несколько переписал ее текст, то решил не плодить дубли тем, а сделал апдейт и теперь поднимаю ее наверх.
Спасибо. Вы потрясающие! Всего за месяц мы собрали нужную сумму в 500000 на хоккейную коробку для детского дома Аистенок. Из которых 125000+ было от вас, читателей EasyElectronics. Были даже переводы на 25000+ и просто поток платежей на 251 рубль. Это невероятно круто. Сейчас идет заключение договора и подготовка к строительству!
А я встрял на три года, как минимум, ежемесячной пахоты над статьями :)))))))))))) Спасибо вам за такой мощный пинок.
Пайка микроволной
Как это работает:
Эффект достигается за счет сил поверхностного натяжения. Вогнутая поверхность жала не отпускает припой, втягивая его в себя, но вот между выводом детали и площадкой зазор еще меньше и радиусы кривизны микроскопическая, а значит сила поверхностного натяжения там выше — припой там остается, из остальных же щелей жало его вытаскивает обратно в себя. Как результат — чистая и красивая пайка с одного движения.
Само жало микроволна не сложное, собственно, все видно на видео, секретов нет — это плоское жало с проточкой. Устанавливается на паяльные станции. Жало не дешевое, около 2тыр, ЕМНИП, да и сама станция у которой в арсенале есть такое жало стоит от 8-10тыр.
Но я поступил хитрей — купил обычное плоское жало для своей станцииZD-929, обошлось оно мне примерно в 50 рублей, да сделал в нем дремелем углубление диаметром 2мм и глубиной около миллиметра. Да немножко края надфилем закруглил, чтобы не цеплялась за выводы.
Станция ZD-929 тоже из бюджетных, не дороже 3тыр. Также с такими жалами работают многие паяльники от Фирмы ZD (средняя цена такого паяла 300-500рублей).
Работы на пять минут, цена копеечная, а результат на лицо 🙂
Да, я нарушил несгораемый слой и долго такое жало не протянет, с современными зверскими флюсами его сожрет меньше чем за сотню паек.
Но! Новое стоит всего 50 рублей и 5 минут времени, да и паяю я им не с утра до вечера. Так что для дома для семьи самое то.
Более подробно технологию изготовления жала я уже давным давно описывал с своем блоге.
З.Ы.
Если кому интересно, что это за зеленые платки я паяю одну за другой вот уже не первый пост? А это моя отладочная платка PinBoard для облегчения изучения микроконтроллеров AVR.
Самопальная микроволна для своей паяльной станции
На просторах интернета набрел на отличный способ сделать самому жало «микроволна» для своей паяльной станции:
http://dihalt.ru/mikrovolna.html
Статья небольшая, так что привожу ее здесь полностью:
Наслушавшись баек про микроволну от Ersa решил поиметь такое же чудо паяльной мысли, чтобы запаивать ряды ножек одним касанием. Что из себя представляет жало микроволна? Да обычное жало с небольшим углублением, куда силами поверхностного натяжения стягивается излишек припоя, что позволяет паять выводы планарных микросхем просто проводя по ним жалом. Посмотрел я рекламные видеоролики и понял, что ХОЧУ! Вот только покупать Ersa 2000 Tech мне было как то западло. Тем более моя ZD-929 всем меня устраивала. Решил сделать себе микроволну сам. Благо для моей станции есть стандартное жало, отлично подходящее под переделку — усеченный цилиндр. Проточку сделал посредством камушка, вставленного в патрон электрогравёра Dremel. Просто уткнулся в серединку жала на несколько секунд. Углубился где то на миллиметр, потом надфилем по кругу придал кромке жала скругленные формы, чтобы оно не цеплялось за выводы.
Облудил, приложил микруху к контактным дорожкам. Обильно залил все флюсом, обычным ЛТИ-120. Один раз легонько провёл жалом — ВАХ! Лепота! Ровненько, без соплей и замыканий, ножка к ножке. На фотках виден результат первого опыта, картинки, традиционно, кликабельные. Также четко была запаяна и вторая сторона и еще три заготовки. В общем, эксперимент удался. А если прогорит, то и черт с ним, такое жало стоит рублей 20-30, а сделать из него такую же миниволну дело нескольких минут.
DiHalt, Опубликовано 04 июня 2008
Я немного усовершенствовал это дело, камушек заменил на алмазный бор (из магазина «Медтехника»). Камушек то после одной «микроволны» сильно израсходовался судя по фото. А я сделал пару штук и бор как новенький! Если где нет магазинов «Медтехника», то можно знакомых врачей поиспользовать
А если свой паяльник долго не затачивать то жало «микроволна»получается
само собой , чем и пользуюсь уже давно.
vlad5: Обильно залил все флюсом
Ключевая фраза!
Более того, если с первого раза не получилось и ножки спаялись, можно осуществить повторную «заливку флюсом» и еще раз пройтись обычным жалом.
Микроволна причём?
Жало должно быть плоским без раковин, с количеством припоя, необходимым для припайки контакта. Остальные потуги от отсутствия специализированного оборудования и технологий!
Позволь, ЮХа, не согласиться с тобой. В данном случае жало с углублением ведёт себя гораздо лучше плоского. И термин микроволна имеет место быть. На обычном плоском жале не удиржиться столько припоя, чтобы за раз запаять все ного СМД микрухи. А если и набрать столько, то большая вероятность замыканий между ногами и приходиться возить паяльником несколько раз. Знаю о чём говорю. Паял и так и так. Оно, конечно, понятно, что и топором можно доску распилить(плоское жало для запайки СМД микрух), но пилой всё же удобнее
С плоским жалом можно извращаться, проводя им так, чтобы задник был оторван от платы, тогда лишний припой будет собираться между задником и платой.
Хорошо, соглашусь!
При случае, попробую!
Давно пользуюсь микроволной. Правда родной, эрсовской. На этих фотографиях сделано очень похоже. По сравнению с обычным жалом (от той-же Эрсы) при пайке многоногих корпусов — небо и земля. Запаять TQFP-100 — 2 прохода жалом (на столько хватает припоя). Так-что «must have» для всех, кто имеет дело с корпусами от soic-8 и дальше.
Сегодня паял 8 х SOIC14 на самодельную платку — постоянные межвыводные замыкания, лечиличь подведением разогретого паяльника концим жала на середину перемычки (работа под МБС-10). Хотел покрасивее, но выглядит не очень.
Что тут копья ломать
Кто уже попробовал — тот пользуется, а рассуждать о вкусе халвы не попробовав ее.
у меня раковинка сама образовалась.
удобно было пока я не почистил. только допер почему было удобно.
ща раковинку обратно поставлю.
Форум про радио — сайт, посвященный обсуждению электроники, компьютеров и смежных тем.