SAMSUNG_052022 Advertisement SAMSUNG_052022 Advertisement SAMSUNG_052022 Advertisement

IoT, elektronika a robotika – spájkovanie SMD súčiastok v domácich podmienkach

4

Prispájkovať SMD súčiastky nie je zložité, len sa to treba naučiť a mať relatívne nenáročné základné vybavenie. Na prvé pokusy sú k dispozícii lacné (1 - 3 €) cvičné dosky aj so súčiastkami. Vo videu sú ukázané prvé pokusy spájkovaním horúcim vzduchom a na vyhrievanej podložke. Na tento účel dobre poslúži aj staršia žehlička

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

Takto to robia ľudia, ktorí s tým už majú veľa skúseností. Video od Petra Mišenku ukazuje ako robí svoje projekty

Čo budete potrebovať:

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

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

Spájkovacia stanica – poslúži na spájkovanie aj na odsávanie prebytočného cínu. Postup spájkovania integrovaných obvodov je ukázaný vo videu od Petra Mišenku. Stačí naniesť na dosku tavidlo prispájkovať jeden krajný pin malou kvapkou cínu, aby sa zafixovala poloha čipu voči doske a následne hrotom spájkovačky s cínom prejsť cez ostatné piny. Ak sa niektoré plôšky zlejú, stačí prebytočný cín odsať pomocou medeného pásiku.

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.

Spájkovaciu a teplovzdušnú stanicu kombinovanú s laborat´ornym zdrojom (cena 85 €) sme predstavili vo videu

Postup spájkovania

Profesionáli aj pokročilí amatéri používajú na roztavenie cínovej pasty špeciálnu pretavovaciu pec, alebo vyhrievanú podložku. Na amatérske pokusy však môžete použiť aj žehličku ako jednoduchú náhradu za reflow pec, či podložku.

Vyhrievaná podložka a pec na pretavenie cínovej pasty

Ak nemáte staršiu žehličku, môžete pokojne použiť aj tú s ktorou bežne žehlíte, stačí len vyriešiť ako ju provizórne upevniť tak, aby bola vyhrievaná plocha vo vodorovnej polohe.

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. Následne do nanesenej pasty povkladáme súčiastky. Ak použijeme vyhrievanú podložku, nemusíme si robiť starosti s presným umiestnením, súčiastky sa po roztopení vplyvom povrchového napätia roztaveného cínu zarovnajú. Ak použijete horúci vzduch, je potrebné väčšie súčiastky, hlavne integrované obvody ktorých nožičky budete nahrievať postupne umiestniť presne, pretože takéto postupne nahrievané súčiastky sa nezarovnajú. Je to presne náš prípad, ukázaný vo videu, keď sme nepresne umiestnili prvý integrovaný obvod. Nám sa osvedčila teplota vzduchu 300 stupňov a vyfukovací otvor, ktorý je vymeniteľný s priemerom 5 mm. Prúd vzduchu treba nastaviť tak aby neodfukoval súčiastky. Plošný spoj treba mať položený na vhodnej, napríklad silikónovej podložke, prípadne na starom časopise, pretože sa ohreje na pomerne vysokú teplotu.

Plošný spoj so súčiastkami povtláčanými súčiastkami buď postupne nahrievame horúcim vzduchom, alebo ho položíme na žehličku. Prax ukázala, že najlepšie je nastavenie žehličky na bavlna, alebo druhý najsilnejší stupeň.  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.  

Integrované obvody prispájkované pomocou žehličky

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.

Zobrazit Galériu

Luboslav Lacko

Všetky autorove články
spájkovanie SMD

4 komentáre

Marek reakcia na: IoT, elektronika a robotika – spájkovanie SMD súčiastok v domácich podmienkach

21.3.2022 06:03
Tak to cumim! :-) Nikdy by ma nenapadlo ze sa da spajkovat aj takto.Hadal by som sa ze sa urcite musi teplotou poskodit aj samotny cip :-)
Reagovať

Marek reakcia na: IoT, elektronika a robotika – spájkovanie SMD súčiastok v domácich podmienkach

21.3.2022 06:03
Tak to cumim! :-) Nikdy by ma nenapadlo ze sa da spajkovat aj takto.Hadal by som sa ze sa urcite musi teplotou poskodit aj samotny cip :-)
Reagovať

RE: Marek reakcia na: Marek

21.3.2022 07:03
Nepoškodí. Horúcim vzduchom to ide rýchlo. Na žehličke finálna teplota podložky je okolo 250 stupňov, a krivka nábehu teploty je podobná ako u originálnej položky. To čipy znesú. Až v dobe písania článku som zistil, že profi podložka stojí len 50 € (obrázok z eshopu je v článku) takže sa ani nevyplatí prerábať žehličku na presnejšiu reguláciu.
Reagovať

RE: RE: Že "len" 50€. Niekto z toho musí 7 dní vyžiť: voda, elektrika, kúrenie, internet, tv, telefón, benzín, servis auta :-( reakcia na: RE: Marek

25.3.2022 17:03
Len 50€?
Reagovať

Pridať komentár

Mohlo by vás zaujímať

Mohlo by vás zaujímať