Домашняя мастерская. Приборы и инструменты

Инструменты, необходимые для пайки
 
   Наиболее высокое качество контакта обеспечивается пайкой, которой должен в совершенстве владеть каждый радиолюбитель.
    Рассмотрим список того, что желательно всегда иметь под рукой для пайки:
  
- три паяльника разной мощности с подставкой;
- пинцет;
- бокорезы;
- малогабаритные пассатижи (утконосы);
- лупа диаметром 5—7 см;
- скальпель;
- специальные инструменты.

 
Расходные материалы:
- припой: свинцово-оловянный в прутке (без канифоли);
- припой: свинцово-оловянный в проволоке  1—2 мм с канифолью;
-активный флюс;
- пассивный флюс (канифоль в кусочках и ее спиртовой раствор);
- шкурка (самая мелкая на бумажной основе и покрупнее — на тканевой);
- раствор спиртовой технический, чистый бензин (типа "Галоша" или "для зажигалок" )
- трубки термоусадочные

 
   Конечно, не все из перечисленного вам потребуется немедленно. Большинство пунктов не требуют пояснений, но некоторые стоит рассмотреть подробнее, и именно этим мы сейчас и займемся. Сначала несколько слов о двух наиболее употребительных вещах, которые всегда должны быть под рукой: бокорезы и пинцет.
Бокорезы — малогабаритные кусачки с вертикально расположенными губками — должны иметь острые, а не закругленные концы, сделаны из хорошей стали (бокорезы из маникюрного набора не подойдут решительно), а лезвия должны точно, без перехлеста, сходиться. Для проверки качества посмотрите через сомкнутые лезвия на свет — не должно наблюдаться даже самой маленькой щели, особенно ближе к концам лезвий. Хорошо подогнанные и заточенные бокорезы должны резать бумагу. Какого бы качества лезвия ни были, не следует кусать такими бокорезами стальную проволоку и даже толстую медную — для этой цели следует иметь обычные слесарные кусачки. Если в процессе работы на лезвиях все же образовались зазубрины, следует подправить такие бокорезы плоским алмазным надфилем или отдать их для переточки в профессиональную точильную мастерскую.

 
Пинцет — лучше всего приобрести в магазине медоборудования. Те пинцеты, которые предлагаются в радиомагазинах и тем более в магазинах для фотолюбителей, обычно не выдерживают никакой критики, хотя и могут пригодиться для некоторых технологических целей, но только не для радиомонтажа. Губки стандартного медицинского пинцета следует с помощью точила несколько заострить к концам с тыльной стороны — так удобнее браться за тонкие и короткие детали.
     К специальным следует отнести такие инструменты:
- клещи для зачистки проводов (очень советую приобрести, только перед покупкой проверьте, чтобы зачищать можно было даже самый тонкий провод);
- отсос для расплавленного припоя (он может пригодиться при демонтаже микросхем);
- обжимные клещи для плоских кабелей и т. п.
  

    А теперь подробно рассмотрим основное радиолюбительское орудие труда: паяльники.
Три упомянутых в списке разновидности паяльников предназначаются для следующих работ (в скобках указана примерная мощность):
- пайка выводов микросхем и других компонентов с выводами до 1 мм, а также тонких проводов (15—20 Вт);
- пайка компонентов с толстыми выводами (разъемы, лепестки, штекеры и пр.) и толстых проводов (сечением 2 мм2 и более) (40—65 Вт);
- пайка крупногабаритных деталей, например, пластин стеклотекстолита между собой (150—200 Вт).
Вполне годятся отечественные паяльники на 220 В с деревянной ручкой. Огромным их преимуществом является то, что деревянная ручка не греется так, как пластмассовая. Конечно, фирменный паяльник для пайки микросхем с мгновенным разогревом и специальным источником питания, гарантирующим изоляцию от сети и позволяющим регулировать температуру нагрева, предпочтительнее — но и существенно дороже. Неплохой промежуточный вариант — отечественный на пониженное напряжение (36 или 24 В), но к нему придется приобретать отдельный источник питания (или изготавливать его самому). Очень не советую приобретать дешевые китайские паяльники — они ничуть не лучше отечественных, разве что менее надежны. Кроме того, у них жало хотя и не требует доработки, но по непонятным причинам (скорее всего, чтобы выглядело красивее на витрине) покрыто то ли хромом, то ли никелем, и облудить такое жало — сущее мучение.
Итак, что нужно делать с паяльниками? Самый мощный паяльник можно оставить как есть, а две другие разновидности сразу придется, во-первых, проверить на предмет качества изоляции, во-вторых, доработать жала. Затем жала следует облудить.
Проверка изоляции осуществляется так: нужно взять мультиметр, установить его на самом верхнем пределе измерения сопротивления (10 МОм), один из щупов плотно прижать к жалу паяльника, другим по очереди коснуться контактов сетевой вилки. Мультиметр должен показать полный разрыв цепи. Лучше всего проделать это прямо в магазине — проще потом требовать замены. Еще лучше использовать для этой цели специальный мегометр, позволяющий заодно испытать изоляцию на пробой, хотя чаще всего такого прибора под рукой не имеется. Если у вас есть знакомый электрик, то возможно, у него такой прибор и найдется, но, на худой конец, придется обойтись и обычным мультиметром.
Итак, мы убедились, что изоляция нормальная, и паяльник не выведет из строя компоненты, которые мы будем паять. Теперь возьмемся за доработку жал. Для хороших фирменных паяльников эту операцию, естественно, делать не требуется — там жала доработаны уже как надо. А для отечественных первым делом следует аккуратно вытащить жало из паяльника. Для самого маломощного нужно расплющить жало большим молотком на плоской поверхности тисков так, чтобы толщина его постепенно сходила на нет, зажать расплющенное жало в тиски и большим плоским напильником придать ему форму, выбранную по вкусу из вариантов, приведенных на рисунке.

 
  Для паяльника средней мощности плющить необязательно, нужно только опилить жало, чтобы оно сужалось к концу.
   После формования жала для самого маломощного паяльника, который будет употребляться чаще всего и для самых ответственных работ, следует проверить, правильно ли выбрана мощность. Можно, конечно, проверить температуру жала (если у вашего мультиметра есть возможность измерения температуры), но неопытному человеку это мало что скажет. Поэтому есть простой эмпирический метод определения того, насколько мы правильно выбрали мощность. Для этого следует коснуться разогретым жалом кусочка канифоли. Если канифоль плавится и некоторое время (около пяти-десяти секунд) потом дымится — все в порядке. Если канифоль плавится плохо и жало потом дымится длительное время — паяльник недогрет (мощность мала). Если канифоль мгновенно вскипает и тут же испаряется — паяльник перегрет (мощность великовата).

    Качество пайки зависит от правильного нагрева паяльника: при  недогреве припой превращается в кашеобразную массу, а при перегреве — не задерживается на рабочей поверхности паяльника и скатывается с нее в виде капелек, канифоль же сгорает с выделением густого дыма.
    Кроме того, перегрев паяльника приводит к выгоранию его жала, образованию окалины на нем, сокращению срока его службы. Поэтому паяльник необходимо периодически отключать от сети. Но это не совсем удобно, особенно при большом объеме работ, когда паяльником приходится пользоваться длительное время. В таком случае удобен дежурный режим, при котором паяльник находится в недогретом состоянии. Перед пайкой он переводится на рабочий режим: на его спираль подается нормальное напряжение и температура жала в короткий срок доводится до нужного уровня. В перерывах между пайками, если они не превышают 5... 10 мин, паяльник не выключают, а переводят на дежурный режим.
    Поддерживать дежурный режим можно различными способами: переключением обмоток трансформатора, подключением к паяльнику полупроводникового диода или проволочного резистора.
    Самый простой способ — присоединение к одному из проводов, по которым подводится к паяльнику переменное напряжение 220 В, выключателя (тумблера). Параллельно контактам тумблера подключен полупроводниковый диод при размыкании контактов выключателя степень нагрева паяльника уменьшается.
    Для плавного изменения температуры жала паяльника можно использовать регулятор. Он позволяет регулировать мощность 50-ваттного паяльника на напряжение 220 В в пределах 25...48 Вт.

 
  Этот регулятор пригоден и для изменения температуры жала паяльника, рассчитанного на питание от переменного напряжения 36 В. При этом в качестве R1 необходимо использовать резистор с сопротивлением 10 кОм, a VD1 — диоды типа КД202 (кроме КД202А и КД202Б), КД206 с любым буквенным индексом или диоды старых выпусков — Д302, ДЗОЗ. Тринистором VD2 могут служить тринисторы КУ201 и КУ202 со всевозможными буквенными индексами.
   Впрочем, если финансовые возможности позволяют, то можно приобрести паяльную станцию

 
    Наконец, после всех этих мучений, жало следует облудить. Для этого паяльник с хорошо зачищенным жалом следует включить в сеть и после некоторого прогрева окунуть в канифоль. Следя за тем, как канифоль растекается, важно не пропустить момент, когда паяльник еще не нагрелся окончательно, но температура уже достигла точки плавления припоя. В этот момент нужно водить жалом по припою, стараясь, чтобы припой растекся по как можно большей площади как можно более равномерно (особо нужно следить за самым кончиком жала).

 
 Хороший вариант— окунуть паяльник в смесь опилок, напиленных крупным напильником из бруска припоя, и порошковой канифоли. Операцию облуживания следует провести для всех трех паяльников.
Учтите, что припой постепенно растворяет медь или латунь, из которой обычно изготовлены жала, поэтому не надейтесь, что отформованного и залуженного паяльника вам хватит на всю жизнь. Периодически кончик жала следует затачивать, а когда оно станет совсем коротким — паяльник придется менять. К сожалению, к тому времени жало настолько заклинивает в нагревательном элементе, что сменить его обычно не получается независимо от "фирменности" или конструкции паяльника.

Два слова о подставках. Довольно удобные подставки есть в продаже или их можно сделать самим, если, конечно, подставка не продавалась вместе с паяльником.

При самостоятельном их изготовлении нужно стараться, чтобы пальник прочно держался и не падал, если случайно задеть его провод. В любом случае подставку следует дополнительно снабдить металлической щеткой для очистки жала.
 

 
Припой
  Детали при пайке соединяются с помощью оловянно-свинцового припоя. Он маркируется следующим образом: после букв ПОС ставится дефис, а затем число, указывающее на процентное содержание олова в припое. Наиболее распространен припой ПОС-30, содержащий 30 % олова и 70 % свинца. Он плавится при температуре около 250°. Если процентное содержание олова в припое повысить, температура его плавления уменьшится. Например, припой ПОС-40 плавится при температуре 210 °С, а ПОС-60 — около 190 °С. Температура плавления припоя уменьшается также при добавлении в него кадмия и висмута.

 
    Учитывая хорошую теплопроводность припоя, лучше всего при пайке пользоваться его небольшими кусочками, так как при контакте с большими кусками температура жала паяльника снижается и трудно взять даже маленькую каплю припоя. Особенно удобен припой в виде тонкой (диаметром 3 мм) трубочки, наполненной флюсом.

 
Флюсы
   Флюсами называют вещества, которые растворяют тонкую пленку окиси, возникающую на металлах при их нагревании, и предохраняют спаиваемые поверхности от окисления при пайке. Если пленку окиси с поверхности не удалить, припой не будет задерживаться на поверхности или же пайка окажется очень непрочной. Различают две группы флюсов: химически активные (протравы) и химически пассивные. Химически активные флюсы (соляная кислота, бура, хлористый цинк и алюминий) растворяют пленку окиси на поверхности металла, а химически пассивные только защищают спаиваемые поверхности от окисления. Пленку окиси при использовании химически пассивных флюсов необходимо удалять механическим способом, зачищая спаиваемые поверхности стеклянной шкуркой, напильником, надфилем или ножом.
    При использовании химически активных флюсов после пайки все участки, которые подвергались действию флюса, нужно тщательно промыть теплой водой. Если этого не сделать, флюс, взаимодействуя с металлом, будет разрушать его. Поэтому при пайке элементов радиоаппаратуры пользуются химически пассивными флюсами, к которым относятся канифоль, воск, стеарин и некоторые другие вещества. Наибольшее применение получила канифоль, которая применяется как в твердом, так и жидком виде. Жидкая канифоль особенно удобна при пайке в труднодоступных местах, на которые она может быть нанесена кисточкой. Приготовить жидкую канифоль можно самому. Для этого одну часть размельченной канифоли надо растворить в двух-трех частях денатурированного, борного, винного или медицинского спирта. Хранят жидкую канифоль в стеклянных баночках, закрываемых крышкой или пробкой.
    Если канифоль, размельченную до порошка, смешать с глицерином до густоты сметаны, получится хорошая паста для пайки. Она сохраняется, не затвердевая, длительное время и часто заменяет жидкую канифоль. Пасту можно хранить в любой посуде с крышкой.