SAMSUNG_052022 Advertisement SAMSUNG_052022 Advertisement SAMSUNG_052022 Advertisement

IoT, elektronika a robotika – spájkovanie SMD súčiastok na vyhrievanej podložke

1

IoT, elektronika a robotika – spájkovanie SMD súčiastok na vyhrievanej podložke

Téme spájkovania SMD súčiastok v domácich podmienkach sme sa venovali v tomto článku, kde sme ukázali spájkovanie horúcim vzduchom aj bežnú žehličku ako provizórnu náhradu vyhrievanej podložky. Vo voľnom pokračovaní ukážeme možnosti spájkovania aj výmeny SMD súčiastok pomocou lacnej vyhrievanej podložky.  

Naše pokusy so spájkovaním horúcim vzduchom aj pomocou žehličky sú vo videu

Pri prvých pokusoch sme použili lacné (1 - 3 €) súpravy cvičných dosiek so súčiastkami. Stručne zopakujeme minimálne vybavenie, ktoré budete potrebovať na spájkovanie SMD súčiastok. Nezvykneme zverejňovať komerčné inormácie, ale v tomto prípade urobíme výnimku aby ste vedeli, kde sa príslušná vec dá zohnať a koľko stojí

Vyhrievaná podložka – model použitý v našom videu stál v čínskom e-shope 55 €, takže vzhľadom k tejto cene sa vyrábať podložku na spájkovanie napríklad zo starej žehličky ani nevyplatí. Podložka umožňuje nastavovanie teploty v rozsahu 0 – 350 stupňov a teplotná krivka po zapnutí približne kopíruje odporúčanú teplotnú krivku pri spájkovaní cínovou pastou.  

Spájkovacia stanica – poslúži na spájkovanie aj na odsávanie prebytočného cínu pomocou medeného knôtu. Na amatérske pokusy postačí lacná mikropájka.

 

Teplovzdušná stanica – ceny týchto zariadení začínajú od 40 €, drahšie sú kombinované aj so spájkovacou stanicou. Teplým vzduchom sa nahrievajú súčiastky pri odspájkovávaní, alebo pri spájkovaní SMD súčiastok pomocou cínovej pasty.

Spájkovacia pasta – je to zmes tavidla a mikroskopických cínových guličiek. Nebudeme riešiť dilemu olovnatá / bezolovnatá, ktorá je síce ekologickejšia, no vyžaduje vyššiu teplotu. My sme použili takú, ktorá sa dala objednať v dávkovacej injekčnej striekačke, konkrétne čínsku XGZ40 s pomerom cínu a olova Sn63Pb37. Teplota tavenia takejto zliatiny je 183 °C, naproti tomu teplota tavenia čistého cínu je 232 °C a teplota tavenia bezolovnatej pájky Sn96Ag3Cu0.5 je 217 °. Pri uvedených teplotách sa zliatina len začína taviť, teplota spájkovania musí byť vyššia. Dôležitým parametrom je aj veľkosť zrna. Naša pasta mala hrúbku zŕn 38 mikrometrov. V praxi to znamená že sme museli použiť trochu hrubšiu ihlu. Po ohriatí na predpísanú teplotu sa guličky cínu zlejú a vplyvom kapilárnych síl cín podtečie pod nožičky súčiastok. Niektoré balenia pasty v striekačke sú bez rukoväte piestu, predpokladá sa, že máte nástroj, ktorým sa pasta zo striekačky vytláča. Ide to aj piestom s klasickej striekačky, akurát treba vynaložiť pomerne veľkú silu. Osobitne sa kupujú aj ihly.

Gélové tavidlo v striekačke – na prácu s SMD súčiastkami budete potrebovať tekuté tavidlo vo forme gelu, ktoré sa predáva priamo v injekčnej striekačke, ktorá umožňuje presné dávkovanie a nanášanie na vhodné miesto. Tavidlo budete potrebovať pri klasickom spájkovaní mikropájkou a tiež pri odsávaní prebytočného cínu pomocou medeného knôtu. Tavidlo bráni vytvoreniu mikrospopickej vrstvy oxidu na povrchu roztavenej pájky, ktorá by zabránila jej roztečeniu a vytvoreniu kvalitného spoja. Hlavnou zložkou tavidla je kolofónia. Aj v mnohých želatínových tavidlách má kolofónia, prípadne iné prírodné živice približne 50 % podiel. Moderné tavidlá sú syntetické.

Medený pásik na odsávanie cínu – dodávajú sa v rôznych šírkach. Väčšinou sú napustené tavidlom, nám sa osvedčilo aj v takomto prípade naniesť tavidlo na plochu z ktorej chceme odsávať cín

Pinzety – na ukladanie SMD súčiastok budete potrebovať pinzety s tenkým hrotom

Cvičná doska na spájkovanie SMD súčiastok – e-shopy majú v ponuke rôzne dosky plošných spojov balené spolu so súčiastkami na ktorých si môžete natrénovať postup, kým sa pustíte do serióznej práce. Cena cvičných dosiek je 1 – 3 €, takže odporúčame kúpiť takýchto dosiek viac a postup si dôkladne vyskúšať. Niektoré dosky sú funkčné a umožňujú nejakým spôsobom, napríklad rozsietením LED po pripojení napätia zistiť, či sú súčiastky prispájkované správne

Čiastočne osadená cvičná doska

Lupa – dobre poslúži pri umiestňovaní súčiastok aj pri kontrole, či na doske nie sú skraty. Ideálna je stojanová lupa s integrovaným osvetlením.

Postup spájkovania

Pastu nanesieme na kontaktné plôšky buď pomocou stierky a šablóny pre konkrétny plošný spoj, alebo len pomocou dávkovača (striekačky) s ihlou. Vo videu sme vyskúšali naniesť pastu kontinuálne cez všetky nožičky integrovaného obvodu. Cín po roztopení pasty vplyvom kapilárnych síl priľne k plôškam plošného spoja. Pri spájkovaní na vyhrievanej podložke si nemusíte robiť veľké starosti s presným umiestnením, súčiastky sa po roztopení vplyvom povrchového napätia roztaveného cínu zarovnajú.

Plošný spoj so súčiastkami povtláčanými do cínovej pasty položíme na hotplate, čiže vyhrievanú podložku. Nám sa osvedčilo nastavenie teploty na 250 stupňov. Následne zapneme vyhrievanie. Následne žehličku zapneme. Celý proces nahrievania trvá zhruba 3 minúty. Stačí proces tavenia pasty vizuálne sledovať a keď sa všetok cín roztaví a pozlieva k nožičkám, dosku plošného spoja opatrne dáme preč z vyhrievanej plochy a položíme napríklad na silikónovú podložku, kde ju necháme vychladnúť.  

Prebytočný cín, ktorý prípadne skratuje niektoré vývody po vychladnutí dosky odsajeme pomocou medeného knôtu. Postup je jednoduchý – na plochu ktorú chceme odsávať nanesieme tenkú vrstvu tavidla, priložíme medený knôt vhodnej hrúbky a prehrejeme spájkovačkou. Nakoniec odporúčame dosku vyčistiť od tavidla pomocou izopropyl alkoholu roztieraného zubnou kefkou.

Postup odspájkovania SMD čipu

Vyhrievaná podložka je vnikajúcim pomocníkom aj pri výmene čipov. Odspájkovanie je jednoduché a postup je podobný ako pri spájkovaní. Nastavíme vhodnú teplotu, napríklad 250 stupňov a po nahriatí pinzetou, či už mechanickou, alebo vákuovou čip nadvihneme a odstránime z dosky. Dáme pozor, aby sme nepohli ostatnými súčiastkami, pretože cín sa roztaví na celej doske. Následne dosku necháme vychladnúť a pomocou mikropájky, tavidla a medeného knôtu odstránime z plôšok na plošnom spoji prebytočný cín. Následne prispájkujeme nový čip.

Popísaný postu sa dá aplikovať, ak sú SMD súčiastky len na jednej strane dosky a nie sú tam klasické súčiastky. Vo videu je ukázaný aj postup ako si pomocou vyhrievanej podložky uľahčiť odspájkovanie súčiastok z dosky kde sú aj klasické súčiastky. V takomto prípade dosku nahrejeme na nižšiu teplou, napríklad 150 stupňov, aby sa cín ešte nezačal taviť. Na takto predhriatej doske potom horúcim vzduchom ohrejeme vývody súčiastky, ktorú chceme odstrániť a súčiastku pinzetou nadvihneme.

Odspájkovanie čipu na klone dosky Arduino UNO

Nám sa osvedčila teplota vzduchu 300 stupňov a vyfukovací otvor, ktorý je vymeniteľný s priemerom 5 mm.

Zobrazit Galériu

Luboslav Lacko

Všetky autorove články
spájkovanie SMD robotika

1 komentár

Páči sa mi Ľupko, že používate najlacnejšie čínske súčiastky, ALE: reakcia na: IoT, elektronika a robotika – spájkovanie SMD súčiastok na vyhrievanej podložke

30.3.2022 19:03
Netreba na pošte podať daňové priznanie z lacného tovaru zakúpeného v Číne? Ale vlastne tuto čítam, že sa to dá obísť, prepošleš cez prístav Hamburg Nemecko a máš to bez dane na SK: https://www.danovecentrum.sk/aktuality/dovoz-tovaru-z-ciny-z-pohladu-dph-aktualita-dc-6-2015.htm Ľupko, držíme vám palce v používaní toho najlacnejšieho z Číny, to my máme radi ;)
Reagovať

Pridať komentár

Mohlo by vás zaujímať

Mohlo by vás zaujímať