Как выбрать паяльную станцию

Современные радиоэлектронные схемы выполнены при помощи миниатюрных компонентов. Большую долю среди элементарной базы большинства электронных устройств занимают многовыводные интегральные микросхемы и SMD компоненты. Использование для ремонта и монтажа подобных устройств обычного паяльника затруднительно, особенно при демонтаже элементов с большим количеством выводов. Требуется одновременный прогрев сразу большого количества выводов.

Фрагмент печатной платы

В дополнение к трудностям печатные платы имеют многослойную структуру, когда внутренние слои платы представляют сплошную металлизацию, обладающую хорошей теплопроводностью. Этот слой затрудняет прогрев выводов и требует точного поддержания температуры жала паяльника.

Для чего нужна паяльная станция

Для решения данных вопросов разработаны электрические паяльники с температурной стабилизацией нагрева рабочего элемента. Жало современных паяльников имеет встроенный температурный датчик. Контроль и регулировка температуры производится при помощи контролирующих устройств, которые входят в состав паяльника или выполнены в виде выносных блоков. Демонтаж и пайку многовыводных радиоэлементов удобнее, а иногда и единственно возможно осуществлять только при стабильной температуре нагрева всех выводов одновременно, чего нельзя достигнуть обыкновенным паяльником.

Паяльная станция позволяет контролировать зону нагрева и точно поддерживать заданную температуру даже при наличии теплоотвода в месте пайки. Выбор паяльной станции зависит от области ее применения и опыта работы с оборудованием.

Разновидности паяльных станций

Все паяльные станции для монтажа и ремонта радиоэлектронных устройств можно поделить на три разновидности:

• Контактные. Нагрев выводов радиоэлементов осуществляется при помощи паяльника с регулируемой и стабилизированной температурой рабочего элемента. Применяются для монтажа SMD компонентов и радиодеталей с проволочными выводами;
• Бесконтактные. Нагрев производится потоком нагретого воздуха или инфракрасными излучателями. Основное назначение – демонтаж многовыводных компонентов. Также бесконтактными паяльными станциями осуществляется пайка безвыводных компонентов (типа BGA);
• Комбинированные. По сути, объединяют оба первых типа.

По принципу регулировки паяльные станции могут быть двух типов:

• Аналоговые. Наиболее простые и имеют дискретную регулировку температуры по принципу включено-выключено. Пока температура жала не достигла необходимого значения, нагревательный элемент включен в работу. Когда достигнут требуемый уровень нагрева, подача напряжения прекращается. Достоинство такого принципа управления – низкая стоимость. Аналоговым станциям присуща инерционность регулировки температуры и плохая стабилизация нагрева;

Аналоговая станция

• Цифровые. Встроенный в устройство микроконтроллер не только отслеживает температуру жала паяльника, но и регулирует мощность нагрева. То есть, чем больше температура отстает от необходимой, тем большее напряжение подается на нагревательный элемент. Этим достигается высокая точность регулировки температуры, и инерционность будет получше, чем у аналоговых.

Цифровая станция

Многие производители выпускают паяльные станции раздельно для свинцово-оловянных припоев и для бессвинцовых. Какую выбрать? Разницы между ними нет, кроме того, что бессвинцовые припои требуют большей температуры и, соответственно, большей мощности.

Сказанное выше относится не только к контактным устройствам. Воздушные и инфракрасные паяльные станции имеют такие же принципы регулировки и стабилизации нагрева.

Типы нагревательных элементов паяльников

Нагрев жала паяльника можно осуществлять тремя способами:

• При помощи высокоомного нагревательного элемента – классический способ. Нагреватель представляет собой обмотку из высокоомного термостойкого провода (нихром), намотанную на жало паяльника через изолирующую прокладку. Рядом расположен термодатчик. Отличаются большой инерционностью и низкой надежностью;

Нихромовый нагреватель

• Керамические нагреватели – разновидность классического варианта. Нагревательный элемент внедрен в слой керамики вместе с термочувствительным датчиком. Гораздо меньшая инерционность, высокая надежность, но не переносит ударов и падений;

Керамический нагреватель

• Индукционные нагреватели. Используют индуктивный элемент для нагрева ферромагнитного жала. Материал рабочего инструмента подобран таким образом, чтобы нагрев происходил до так называемой точки Кюри, когда пропадают ферромагнитные свойства. Обеспечивается идеальная термостабилизация без применения термодатчиков. Нагреватели подобного типа способны работать только с единственным значением температуры. Поскольку появились недавно, отличаются завышенной стоимостью и используются только любителями эксклюзивных изделий. Спорным остается вопрос о влиянии сильных электромагнитных излучений на организм человека.

Термофен паяльной станции

Бесконтактный нагрев радиоэлементов производится подачей нагретого воздуха. Фен для пайки по принципу действия не отличается от строительного и в ряде случаев может быть им заменен. Основное отличие заключается в более точной стабилизации температуры выходящего воздуха и регулировке скорости потока. Слишком высокая скорость способна привести к выпаиванию и выдуванию близлежащих компонентов.

По принципу подачи различают компрессорные и вентиляторные термофены:

• Компрессор находится в корпусе паяльной станции и соединяется с термофеном посредством гибкого шланга. Сама конструкция насадки достаточно удобная в работе, но шланг подачи воздуха имеет повышенную жесткость, что является недостатком данной конструкции;
• Вентиляторные термофены имеют встроенный в рукоятку малогабаритный вентилятор (турбину), подобно бытовому фену. От собственно фена к паяльной станции идут только соединительные провода, которые не сковывают движений, но рукоятка имеет повышенный вес и габариты.

Оба типа имеют равные характеристики, и выбирать устройство нужно из личных предпочтений.

Термофен с насадками

Любая модель термофена располагает набором насадок, которые идут в комплекте, или их можно приобрести отдельно. Форма насадок позволяет использовать их для работы с компонентами различных габаритов и конфигурации выводов, не перегревая близлежащие радиоэлементы.

Инфракрасный нагреватель

Профессиональное оборудование для ремонта радиооборудования снабжено устройствами инфракрасного подогрева. Излучателями служат мощные источники инфракрасного излучения, которые расположены на рабочем столе для предварительного подогрева большой площади печатной платы и на рабочем элементе для непосредственного воздействия на компоненты электронной схемы. Подогрев печатной платы сокращает время воздействия высокой температуры при пайке и уменьшает температурный градиент на площади воздействия.

Инфракрасная станция

Оборудование инфракрасного нагрева имеет высокую стоимость, поэтому используется, в основном, профессионалами при ремонте сложного оборудования.

Дополнительные возможности паяльных станций

Для демонтажа некоторых малогабаритных элементов (SMD резисторы, конденсаторы, диоды) возможности термовоздушного подогрева излишни. Особенно это касается элементов с пластиковыми корпусами (светодиоды). Работу облегчает использование термопинцетов, которые представляют собой гибрид паяльника и пинцета. Форма губок у термопинцета рассчитана на работу с двухвыводными миниатюрными радиокомпонентами, но существуют модели с губками, предназначенными для демонтажа ИМС с двухсторонним расположением выводов.

Тем, кто решил приобрести паяльную станцию, следует обращать внимание на наличие удобного держателя для инструментов – паяльника или термофена. Такие держатели могут крепиться на корпусе устройства или устанавливаться отдельно, в любом удобном для работы месте рабочего стола.

Как выбрать паяльную станцию среди всего разнообразия? Критерием выбора должны служить не только набор дополнительных опций и характеристик, но и качество исполнения и возможности ремонта, доступность расходных материалов.

Хорошая паяльная станция должна иметь доступный для приобретения набор аксессуаров и расходных материалов. Жала паяльников и насадки на воздушный нагреватель, идущие в комплекте оборудования, зачастую недостаточно удобны для выполнения необходимых видов работ, и нужные приходится приобретать отдельно.

В качестве расходных материалов могут выступать нагревательные элементы паяльников. Работая в условиях высоких температур и механических нагрузок, нагреватели довольно часто выходят из строя.

Видео