Термовоздушная паяльная станция
Самодельная термовоздушная станция для пайки схем
Для монтажа и демонтажа элементов на платах радиоэлектронных устройств наиболее целесообразно применять термовоздушную паяльную станцию. Почему не подходит обычный электрический паяльник?
Дело в том, что современные схемы изобилуют наличием очень мелких элементов, позволяющих сделать устройства компактными, легкими и надежными. Пайка обычным паяльником часто не возможна по причине высокой температуры последнего, но главным образом, из-за того, что требуется одновременный нагрев множества контактов.
Воздушный паяльник
В некоторых случаях выручает воздушный паяльник. Назван он так потому, что нагрев выводов деталей осуществляется бесконтактно, при помощи разогретого до высокой температуры воздуха.
Изготовить такой термовоздушный инструмент несложно своими руками, используя в качестве исходного материала обычный паяльник. Для этого в конструкции его придется произвести некоторые изменения.
Жало паяльника, которое нагревается при помощи электрического элемента, нужно заменить стальной трубкой подходящего диаметра. Она помещается внутри элемента и должна проходить через рукоятку инструмента.
Со стороны рукоятки должен подаваться под небольшим давлением воздух. Если применить для этого полиэтиленовую трубку и маломощный компрессор для аквариумов, можно получить простейшую воздушную паяльную станцию. Температуру воздуха можно изменять регулятором напряжения.
Термовоздушный паяльник может быть использовано для монтажа и демонтажа SMD-компонентов, которые представляют собой элементы очень малого размера и не вставляются в отверстия монтажных плат, как это принято при использовании традиционных деталей, а монтируются прямо на контактные дорожки.
Виды установок
Для монтажа компонентов больших размеров с большим количеством выводов потребуется одновременный нагрев всех контактов, расположенных на значительной площади.
Для этого лучше применять термовоздушную паяльную станцию, которая включает в свой состав фен с насадками, позволяющими регулировать форму и размеры воздушного потока.
По конструкции термовоздушные паяльные устройства могут подразделяться на турбинные и компрессорные. В турбинных станциях поток воздуха создается вентилятором, который может даже располагаться в рукоятке фена, если он достаточно компактен.
В компрессорных паяльных станциях воздух подается при помощи мембранного компрессора, расположенного в отдельном блоке, который соединен с феном гибкой трубкой.
Идеальным инструментом будет цифровая паяльная станция, в конструкции которой имеется электронный блок управления, позволяющий получать поток постоянной заданной температуры.
Процесс пайки
Цифровую термовоздушную станцию уже можно с успехом применять для монтажа элементов в bga -корпусах. Особенностью таких корпусов является наличие шариков припоя на ножках корпуса.
Отсюда и название — ball grid array, в переводе с английского языка, это массив шариков. Монтаж происходит весьма просто:
- bga-корпус устанавливают на отведенное ему на плате место, при этом ножки выводов должны располагаться на подготовленных местах токопроводящих дорожек, называемых еще монтажными «пятачками»;
- далее происходит пайка методом равномерного нагрева всех контактов до заданной температуры, как правило, 340-350 ℃;
- расплавленный припой растекается по монтажным «пятачкам», обеспечивая после затвердевания надежный контакт.
Для подготовки к монтажу демонтированных ранее BGA-корпусов, необходимо использовать специальный трафарет. Как правило, трафареты бывают универсальными под различные конфигурации микросхем и блоков.
Выводы корпуса необходимо вставить в отверстия трафарета, закрепить клейкой лентой, нанести шпателем на ножки специальную паяльную пасту и нагреть ее, используя фен термовоздушной паяльной станции.
После того, как паста расплавиться, дать ей остыть и затвердеть, а затем вынуть из трафарета, разогрев кончики выводов воздухом с температурой 150 ℃.
Изготовление паяльной станции своими руками
Если объемы работ по монтажу радиоэлементов невелики, и необходимость в точном паянии возникает нечасто, можно собрать простейшую термовоздушную паяльную станцию своими руками, так как готовые станции достаточно дороги, и случается, что некоторые их возможности остаются невостребованными.
Для устройства самодельной термовоздушной паяльной станции понадобится нагнетатель воздуха и нагревательный элемент.
Нагнетатель воздуха
В качестве нагнетателя воздуха подойдет любой маломощный вентилятор. Проще всего использовать для этих целей любой, предназначенный для системы охлаждения корпуса компьютера.
Вентилятор необходимо поместить в корпус, позволяющий преобразовывать поток воздуха и направлять его к нагревательному элементу. При наличии затруднений с материалом, корпус термовоздушной паяльной установки можно изготовить из плотного картона. Необходимо следить только, чтобы разогретый воздух не направлялся на него.
Нагреватель
Для нагревательного элемента берут проволоку от спирали электроплитки. Ее необходимо выпрямить и потом аккуратно намотать на керамическую трубку, не допуская контактов витков между собой.
Для безопасности использования термовоздушного прибора необходимо обязательно обернуть нагревательный элемент со спиралью кусками листового асбеста или слюды и поместить в стальную трубку подходящего диаметра.
Регулировка
Поместив вентилятор в корпус, и соединив этот корпус с керамической трубкой-нагревателем, можно получить поток нагретого воздуха. Параметры потока можно регулировать изменением напряжения, подаваемого на спираль нагревательного элемента, включив в схему питания потенциометр.
Температуру воздуха можно контролировать, используя мультиметр с функцией измерения температуры. Для этого на пути разогретого потока необходимо установить датчик прибора.
Конечно же, пользоваться самодельной термовоздушной станцией для монтажа не очень удобно, но установив стационарно нагревательный элемент, можно значительно облегчить работу по демонтажу деталей из плат.
Еще одним альтернативным вариантом приобретению готовой термовоздушной паяльной станции является сборка ее из комплектующих деталей, которые сейчас нетрудно купить. В этом случае можно изготовить станцию любой конфигурации и при необходимости дополнять ее необходимыми опциями.
Самодельная паяльная станция с феном
Каждый, кто пробовал заниматься ремонтом электроники, пришел к осознанию того, что одного лишь паяльника будет мало. Некоторые SMD элементы просто невозможно выпаять без помощи термовоздушного фена. Именно поэтому со временем приобретается паяльная станция, которая включает в себя и то и другое. Большинство дешевых вариантов редко соответствуют индивидуальным предпочтением. Поэтому термовоздушная паяльная станция своими руками не является чем-то недостижимым. В статье будут рассмотрены различные варианты паяльных станций, а также процесс самостоятельной сборки.
Что такое паяльная станция
Если говорить просто, то простая паяльная станция состоит из нескольких основных блоков:
- блок питания;
- блок управления;
- индикаторы;
- манипуляторы.
Блок питания может быть импульсным или трансформаторным. Первый имеет меньшие габариты и способен выдавать большую мощность. Трансформаторный блок питания имеет характерный звук при работе и для большой мощности требует больших габаритов. В некоторых случаях трансформаторный блок показывает себя более надежным, но это напрямую влияет на вес и габариты паяльной станции. Блок управления паяльной станцией состоит из платы, на которой находятся микроконтроллеры, переменные резисторы и другие элементы, которые отвечают за обратную связь, а также за формирование выходного сигнала для манипуляторов.
В качестве манипуляторов на паяльной станции могут использоваться:
- паяльник;
- фен;
- инфракрасная головка.
На лицевой панели станции располагаются индикаторы. Они выводят показания датчиков температуры, которые находятся в манипуляторах. В большинстве случаев требуется дополнительная калибровка для достижения правильных показаний.
Разновидности станций
Все паяльные станции можно разделить на две большие группы:
- термовоздушные;
- инфракрасные.
Каждая из них заточена под свои задачи. В большинстве случаев при проведении профессиональных ремонтах требуется обе разновидности паяльных станций. Первая представляет собой небольшой блок, который имеет один или два манипулятора. Термовоздушная паяльная станция может включать в себя только фен или фен с паяльником. Есть паяльные станции, которые имеют в качестве манипулятора только паяльник. Обычно это те разновидности, которые называются индукционными. В обычных термовоздушных станциях нагрев паяльника происходит за счет керамического или схожего элемента, на который подается напряжение. Этот элемент передает температуру на жало. В индукционных паяльных станциях нагрев происходит за счет действия электромагнитного поля. Энергия сразу передается на жало.
Благодаря такому подходу удалось снизить инертность паяльной станции, повысить время отклика, а также повысить мощность при меньших габаритах. В тех изделиях, где содержатся теплоемкие элементы невозможно обойтись без индукционной стации, т. к. она способна в короткие сроки разогреть большие участки олова. В некоторых случаях даже термовоздушным феном этого сложно добиться. Индукционки стоят в несколько раз дороже обычных станций, но их эффективность гарантирует удовольствие и высокую точность при работе.
Инфракрасные паяльные станции являются отдельным подразделением. По внешнему виду они практически непохожи на два предыдущих вида. Они состоят из двух основных модулей:
- головы или верхнего подогрева;
- нижнего подогрева.
Нагрев в них происходит за счет инфракрасных элементов. Благодаря нижнему подогреву плата нагревается равномерно, что позволяет избежать деформации при извлечении или запайке определенных элементов. Чаще всего инфракрасные станции применяются для замены чипов с BGA пайкой. Они представляют собой микросхемы-кристаллы, которые фиксируются на плате с помощью специальных шариков припоя. Некоторые виды таких чипов возможно заменить обычной термовоздушной станцией, но качество будет страдать. Стоимость хорошей инфракрасной станции начинается от одной тысячи долларов.
Обратите внимание! Есть отдельный подвид инфракрасных станций, в которых инфракрасный элемент помещен в манипулятор, который напоминает фен. Такие изделия не получили широкого распространения и применяются редко.Самостоятельная сборка
Два из перечисленных вида станций для пайки можно собрать самостоятельно. В большинстве случаев используются готовые модули, которые есть в продаже. При желании можно разработать собственную схему и собрать ее, но часто в этом нет необходимости, т. к. дешевле купить готовые компоненты.
Термовоздушная
Самая простая термовоздушная паяльная станция может быть собрана из обычного паяльника. Ниже будет приведена инструкция в фотографиях, как это можно сделать. Для всего процесса сборки потребуются такие компоненты:
- паяльник с деревянной рукояткой;
- аквариумный компрессор;
- шуруповерт;
- сверло;
- медицинская капельница;
- фольга;
- часть антенны;
- многожильный провод.
Процесс начинается с того, что необходимо разобрать паяльник. Откручивается винт и высвобождается жало.
Следующим шагом снимается рукоятка, которая понадобится позже. Откручиваются провода, которые соединяют питающий кабель с нагревательным элементом.
Провод вытаскивается из рукоятки и сбоку сверлится небольшое отверстие.
Через проделанное отверстие вставляется провод питания. Чтобы это было легче сделать, можно привязать его к куску проволоки и протянуть ей.
Теперь понадобится заготовленная ранее капельница. Ту часть, на которой располагается резинка, необходимо разрезать пополам, как показано на фото.
После этого оставшаяся часть с трубочкой вставляется в рукоятку, куда раньше приходил провод питания.
Соединение получается довольно надежным и герметичным. Далее к проводу питания, который был продет в просверленное отверстие, подключается нагревательный элемент, изъятый ранее.
Провода важно хорошо изолировать, чтобы не получить удар током. Нагревательный элемент устанавливается на свое место. После этого кусочком фольги обматываются отверстия в нагревательном элементе, которые предназначены для охлаждения, как показано на фото.
Чтобы фольга держалась на своем месте, ее необходимо зафиксировать медной проволокой, обмотав ее вокруг фольги.
Сопло, которое обеспечит направленный поток воздуха, делается из кусочка трубочки от антенны. Она просто вставляется на место жала, как показано на фото ниже.
Отверстие, через которое проходит провод питания, необходимо хорош герметизировать. Подойдет обычный герметик для этих целей. Далее производится подключение аквариумного компрессора ко второй части трубки от капельницы.
Можно считать, что термовоздушный фен готов, температура, которую он развивает при работе достигает примерно 300 градусов.
Такого результата будет вполне достаточно для работы с мелкими компонентами на платах. Мощность такого фена можно повысить, если сделать намотку нихромовой нити на нагревательный элемент, а также поставить компрессор с большей производительность. В паре с феном можно использовать обычный паяльник. Такие изделия всегда можно взять с собой.
Процесс сборки изделия с более сложным строением описан в видео ниже.
Инфракрасная
Инфракрасную станцию также вполне реально изготовить самостоятельно. Для этой цели понадобится:
- паяльник;
- блок питания от ПК;
- автомобильный прикуриватель.
Блок питания можно использовать старый. Понадобится только одна рабочая линия с напряжением в 12 вольт. Особой мощности не требуется. От паяльника понадобится только деревянная ручка. Ее можно использовать и от любого другого прибора или изготовить самостоятельно. Первым делом необходимо разобрать прикуриватель, чтобы добраться до нагревательного элемента, который находится внутри. На фото показано, как он выглядит.
Следующая задача заключается в том, чтобы закрепить ручку от прикуривателя на рукоятке от паяльника. Для этого можно воспользоваться клеем. Далее необходимо просверлить отверстие в ручке от прикуривателя, чтобы через отверстие можно было подвести питающие провода. Когда провода подведены, можно собрать модуль прикуривателя с керамической проставкой, как показано на фото ниже.
Закрепить всю конструкцию на рукоятке можно с помощью дополнительной металлической пластины. Когда все готов провода подключаются к блоку питания на вывод в 12 вольт. Готовый вариант мини-станции показан ниже на фото.
Станция получается компактной, поэтому ее легко транспортировать и можно запитать от любого источника, который способен выдать 12 вольт постоянного тока. Это может быть даже аккумулятор, поэтому станция получилась полностью автономной. Если собрать небольшой блок из литий-ионных аккумуляторов 18650 с преобразователем на 12 вольт и установить контроллер зарядки, то цены такой станции не будет.
Нагрев мини-станции происходит практически моментально, а максимальная температура может превышать 400 градусов. Выпайке поддаются небольшие элементы, например, конденсаторы и транзисторы, как видно на фото ниже.
Расстояние до платы при пайке должно быть не меньше 10 мм. Кроме миниатюрных SMD элементов, станция с легкостью справляется и с микросхемами в корпусах SOEC. На фото ниже видно прямое тому доказательство.
Также без особых сложностей можно выпаять и более крупные компоненты. Станцию можно немного доработать, чтобы получился удобный вариант для работы. Одним из модулей, который легко использовать дополнительно является диммер, как видно на фото ниже.
Его предназначением является возможность регулировка мощности паяльной станции. В качестве источника питания можно использовать не блок питания от ПК, а блок питания для светодиодной ленты, как видно на фото ниже. Его легко приобрести в любом магазине электротоваров. Общая мощность станции составляет примерно 50 Вт, сила тока, которая потребуется для ее работы достигает 6 ампер. Это стоит учитывать при выборе блока питания.
Минусом такой паяльной стации можно считать отсутствие контакта с элементом, который подвергается пайке. Из-за этого нет возможности убрать излишек припоя, а также невозможно поправить деталь, если она была спозициоинрована со смещением, а припой еще не остыл. Желательно предусмотреть отдельную кнопку включения на рукоятке, которая предотвратит перегревание прикуривателя. Во время работы такой станцией, необходимо держать манипулятор под углом в 90 градусов к элементу, который паяется. Это даст возможность воздействовать на него всей областью нагревателя равномерно.
Дополнительно для успешной пайки мелких элементов понадобится набор пинцетов. Их губки обязательно должны быть острыми, чтобы было легче захватывать миниатюрные компоненты. Кроме того, не обойтись без устройства, которое называется «третья рука». Есть множество его вариаций, но основное предназначение везде одинаковое. Оно заключается в удержании припаиваемых проводов или целых микросхем. Чтобы было легче рассмотреть мелкие компоненты, необходимо хорошее увеличительное стекло или микроскоп. Неотъемлемой частью инструментария мастера является хорошее освещение. Желательно, если оно будет основано на светодиодах, которые не имеют мерцания при работе. Во время пайки с использованием станции не обойтись без флюса. Это специальный раствор, который улучшает адгезию и очищает металл для пайки. Вариант инфракрасной паяльной станции с нижним подогревом также можно собрать самостоятельно. Об этом есть видео ниже.
Резюме
Как видно, собрать собственную паяльную станцию не так сложно, как может показаться. При этом затраты на такую паяльную станцию будут минимальными, а использовать ее можно везде. Если речь идет о профессиональном уровне проведения ремонтных работ, тогда есть смысл подумать о приобретении качественной заводской паяльной стации, которая имеет различные режимы работы и настройки. При обучении нет смысла в покупке дорогой паяльной станции, можно начать с дешевых вариантов паяльных станций. Если обучение будет проходить успешно и за это время не будет потеряно желание к работе, тогда можно задуматься о приобретении профессиональной паяльной станции.
Термовоздушная паяльная станция
Главная > Инструмент > Термовоздушная паяльная станция
Для тех, кто решается заняться сборкой на платах электронных узлов, в первую очередь встаёт насущный вопрос о покупке паяльной станции. Данное устройство используется для демонтажа и повторного монтажа электронных компонентов. При стандартной пайке горячим воздухом используются паяльные станции двух конструкций: турбинные и компрессорные. В этой статье для примера будет рассмотрен воздушный паяльник Lukey 702.
Станция Lukey 702
Термовоздушная паяльная станция Lukey 702 предназначена для пайки горячим воздухом до 3000. Корпус станции изготовлен из пластмассы. Крепление проводов, шнуров выполнено надежно. Довольно тяжелая и добротная подставка для паяльника выполнена из материала, плохо проводящего тепло, и оснащена резиновыми ножками.
Аппарат представляет собой довольно простое устройство, состоящее из компонентов:
- паяльник с подставкой;
- термофен с турбинкой в ручке и герконом;
- держатель, в котором установлены магниты для управления герконом;
- три насадки с различными диаметрами сопел;
- датчик температуры.
Технические особенности
Конструктивная особенность этого изделия заключается в том, что компактный вентилятор встроен в рукоятку фена. На валу малогабаритного моторчика закреплена крыльчатка, благодаря которой осуществляется прокачка воздуха сквозь нагретую спираль. Проходя сквозь разогретую спираль, воздух нагревается до требуемой температуры. Поскольку схема устройства выполнена без компрессора, аппарат работает абсолютно бесшумно. Услышать работу станции становится почти невозможно, особенно если регулятор потока стоит на минимуме.
Технические характеристики:
- малошумный вентилятор с бесщеточным мотором;
- цифровой LED-дисплей;
- точность 1° С;
- расход энергии 400 W;
- диапазон температур 100-450°С;
- размеры корпуса 13.8X10X15 см;
- шум
Обзор термовоздушной паяльной станции ELEMENT 898BD
Всех приветствую! Сегодня внимательнее посмотрим на термовоздушную паяльную станцию ELEMENT 898BD. Этот производитель давно поставляет свое оборудование в Россию и соревнуется с клонами от Luckey, Atten, AOYUE, Baku, Kada, Youyue, Kendal, Yihua, Yaxun, Zhaoxin, Sugon, Handskit, AIYIMA, Quicko, RIESBA, Eruntop, YAOGONG, BAKON, Hilda, PJLSW, WEP, Gordak, Taiko, Eakins и другими. Нужно сказать, что это только половина списка китайских производителей. Поэтому каждый производитель пытается выделиться из толпы конкурентов.
Данный обзор термовоздушной паяльной станции ELEMENT 898BD предоставлен интернет-магазином Аксеум. Приобрести паяльную станцию Element 898BD можно там же.
Комплектация
Поставляется в коробке того же форм-фактора, что и другие паяльные станции Element 878, 858, 878D, 858D. Приобретенная версия паяльной станции отмечена сбоку коробки галочкой.
К оборудованию прилагаются инструкции на русском и английском языках, с инфографикой и полной таблицей характеристик.
В комплект входят:
- Основной блок паяльной станции с присоединенным термовоздушным феном и кабелем питания;
- Паяльник в сборе с защитной накладкой на жало;
- Подставка для фена;
- Подставка для паяльника с целлюлозной губкой для очистки жала;
- Насадки для фена (4 штуки);
- Съемник для микросхем;
- Винты и гайки крепления насадок на фен.
Сама станция
Блок паяльной станции выполнен в сине-черном исполнении с элементами управления и индикаторами на передней панели. По бокам предусмотрены места для крепления подставки для фена.
Включается при помощи тумблера на задней части, что существенно повышает степень безопасности оборудования, облегчая процесс обесточивания, без нужды постоянного отключения из розетки.
Element 898BD обладает мощностью 700 Ватт, что позволит решить большинство задач ремонта мобильной электроники и монтажа радиоэлектронных компонентов.
Элементы управления и индикация
На передней панели находятся все элементы управления, разнесенные на две стороны – левая часть для фена, правая для паяльника.
В верхней части расположились цифровые дисплеи, отображающие текущую температуру включенных элементов. Помимо отображения температуры, на дисплей выводятся коды ошибок при возникновении неполадок с оборудованием.
Под дисплеями находятся кнопки регулировки температуры, здесь она уменьшается/увеличивается с шагом в 1 °C. При зажатии кнопки процесс можно существенно ускорить, однако скорость «набора оборотов» оставляет желать лучшего, приходится терпеливо ждать.
Снизу от кнопок разместились механические тумблеры включения для фена и паяльника соответственно. В средней части расположена круговая ручка регулятора уровня потока воздуха паяльного фена.
В нижней части разъем для подключения паяльника с резьбой для кольца-фиксатора. Подобное конструктивное решение позволяет использовать паяльник на всю длину провода, не переживая за возможность внезапного отключения.
Паяльник
Паяльник разборного типа, состоит из четырех заменяемых частей:
- рукоятка со скрытой внутри платой, нагревательным элементом и заземляющей пружиной;
- штуцер, средняя составная часть;
- корпус жала, являющийся фиксатором жала на конце нагревательного элемента;
- конусообразное жало.
Состав нагревательного элемента – нихром в керамической обмазке. Его рабочий диапазон от 200 до 450°C. Замена вышедшего из строя элемента не составляет труда.
Входящее в комплект станции жало только одно – тонкое, по типу Hakko. В дальнейшем можно будет без проблем подобрать комплект жал для различных задач.
Паяльный фен
Паяльный фен способен нагнетать воздух от 100 до 450°C с максимальным уровнем потока воздуха 120 литров в минуту.
Механизм отключения фена типовой – при установке фена в подставку срабатывает геркон, отключается нагрев, уровень потока воздуха становится максимальным, для скорейшего остывания фена.
В комплекте паяльной станции предусмотрены 4 насадки для фена: три с цилиндрической формой сопла (от наименьшего к наибольшему диаметру) и одна насадка с квадратной формой, подходящей для монтажа и демонтажа элементов с большой площадью. Сами насадки надежно крепятся на фене при помощи винта и гайки, что с другой стороны не предусматривает «горячей» замены на ходу.
Плюсы и минусы
- Компактность: станция займет меньше места без потерь мощности;
- Механический выключатель на задней части станции повышает безопасность и уменьшает износ внутренних компонентов;
- Подробная инструкция и надписи на русском языке.
- Не отсоединяемый паяльный фен: в случае его неисправности потребуется полностью разобрать основной блок;
- Короткие провода фена и паяльника: станцию придется размещать как можно ближе к рабочему месту;
- Нихромовый нагревательный элемент паяльника: не такой долговечный как керамический и нагревается чуть дольше.
