Паяльная паста инструкция по применению

Для чего нужны паяльные пасты и какими они бывают?

Спаивание больших и маленьких деталей с поверхностью рабочей печатной платы преимущественно выполняется посредством паяльной лампы и специальной пасты, при этом состав последней может сильно варьироваться. Она представляет собой сметанообразную вязкую смесь определенных химических веществ, обеспечивающих высокое качество пайки. В нашем обзоре пойдет речь о таких паяльных пастах.

Что это такое и для чего нужны?

Пасты нашли повсеместное применение и в производстве. Они применяются для лужения кузова автомобиля, проведения поверхностного монтажа, ремонта проводов и пайки светодиодов.

Можно сказать, что паяльная паста стала выгодным и эффективным заменителем традиционных припоев, конечно, в том случае, если её марка и флюс, входящий в ее основу, были подобраны правильно.

К основным преимуществам материала относят удобство нанесения, а также чистоту печатной платы, которая достигается благодаря точно дозированному нанесению состава. Единственный минус таких паст — это недолгий срок годности, в среднем он не превышает полугода. После этого консистенция пасты начинает разделяется на фазы, и средство становится непригодным для эксплуатации.

Характеристики и требования

Обращаем внимание на то, что при изготовлении электронных и светодиодных изделий пасты лучше применять при помощи дозаторов либо трафаретов — их можно равномерно распределить по поверхности с определенной точностью. Благодаря этому достигается существенная экономия паяльных материалов.

Обзор видов

Паяльные пасты можно классифицировать по ряду признаков.

По флюсу

Канифольная подгруппа флюсов традиционно представлена неактивированными, а также умеренно активированными и активированными композициями. Наименьшую активность проявляют те флюсы, которые не подвергались процедуре активации.

Наиболее востребованы флюсы со средним уровнем активности — они быстро и качественно очищают обрабатываемую поверхность, ровным слоем растекаются по ней и при этом смачивают соединяемые друг с другом детали. Однако такие составы нередко вызывают появление ржавчины. Поэтому после выполнения пайки всю рабочую зону необходимо мыть горячей водой или специализированными растворителями.

Флюсы, подвергающиеся основательному активированию, обычно используются для фиксации сильно окисленных элементов — в этом случае спирт нужно разбавить органическими растворами и отмыть этой смесью рабочую зону после пайки.

Водосмываемые флюсы обычно производят на базе органических кислот. Их отличает максимальная активность, они способствуют формированию качественного шва, но при этом требуют максимально тщательного отмывания — сделать это можно обычной горячей водой.

При выполнении работы с флюсами из натуральных и полимерных смол отмывания не требуется даже в том случае, если после выполнения пайки на поверхности деталей можно заметить остатки — это никак не повредит изделию, остаток не будет проводить ток, он отличается стойкостью к окислительным процессам. А если вы все же хотите его отмыть, для этого стоит воспользоваться растворителем.

По припою

Припойные компоненты для пайки обычно представлены эвтектическими сплавами из свинца и олова, удельный вес которого составляет порядка 62-63%, они могут выполняться с примесью серебра либо вовсе без него. В редких случаях припой представлен полностью бессвинцовыми сплавами из олова, удельный вес которого 95-96%. Как правило, в него добавляют серебро, которое, в свою очередь, может иметь добавки меди либо не иметь их.

По температуре

Низкотемпературная паста обычно выполняется из свинца либо олова, дополнительно в неё вводят небольшое количество сурьмы, которая позволяет снизить температуру плавки до 90 градусов.

Как выбрать?

Как пользоваться?

Обращаем особое внимание на то, что весь процесс пайки должен обязательно контролироваться визуально.

Хранение

Не стоит замораживать состав, поскольку включенные во флюс активаторы начинают отделяться, и это самым негативным образом сказывается на технико-эксплуатационных параметрах изделия.

Пасту после длительного хранения нужно корректно подготовить к работе. Наносить её в холодном виде не рекомендуется — если открыть состав в тот момент, когда его температура будет ниже, чем температура конденсации того помещения, в котором проводятся работы, то на поверхности состава сразу же образуется конденсат. Он вызывает закипание и сильное разбрызгивание флюса, смещение деталей и многие технологические дефекты. Чтобы избежать этих неприятных проблем, пасту перед нанесением нужно нагреть. Однако делать это нужно естественным путем без использования нагревательного прибора — обычно на это уходит 4-6 часов. До тех пор, пока паста в полном объеме не прогреется до уровня комнатной температуры, не стоит снимать герметичную крышку, открывать и перемешивать состав. Если вы сделаете это, то паста будет однородной и в принципе пригодной к применению.

Но это вовсе не будет означать, что пасту не надо нагревать, поэтому такой способ нельзя отнести к корректному методу подготовки состава к употреблению.

После того как паста прогреется до оптимального уровня температуры, следует быстро и очень осторожно перемешать её лопаткой. Делать это нужно строго в одном направлении на протяжении пары-тройки минут, таким образом можно добиться равномерного перемешивания всех составных компонентов. Не стоит мешать её чересчур интенсивно или делать это дольше указанного времени — в противном случае такие действия повлекут понижение вязкости состава для пайки и, как следствие, к ее сползанию.

О том, как правильно паять паяльной пастой, смотрите в следующем видео.

На сегодняшний день пайка паяльной пастой признана эффективным способом для соединения контактов поверхности микросхем и печатных плат. Вместе с этим, существуют определённые трудности работы, которые можно охарактеризовать как сложность технологического процесса в домашних условиях и как пользоваться флюсом для пайки подскажут советы и рекомендации специалистов.  Основные преимущества технологии можно выразит в следующем:

• Нанесение паяльной пасты допустимо к печатным платам с очень мелкими деталями и компонентами.

• Не требуется использование паяльника с высокой рабочей температурой, можно применять паяльный фен или паяльники со средними нагрузочными характеристиками.
• Паста применяется для тех случаев, когда нет других вариантов обеспечения качественного соединения поверхности.

Общая классификация паст для пайки микросхем и плат

Согласно общепринятым правилам и регламентным положениям, допускается применение следующих компонентов для того чтобы знать как пользоваться паяльным флюсом в домашних и производственных целях.

• Припои с порошкообразными формами и вариантами дробления.
• Флюсовые компоненты.
• Связующие материалы.
• Общие добавки и специальные активаторы.

В качестве компонентов для припоя используют олово, серебро, а также традиционный свинец. Вместе с этим применения свинца в последнее время уходит на задний план, и нанесение паяльной пасты через трафарет осуществляется при помощи безсвинцовых компонентов.

Далее, нужно учитывать следующее перед тем, как паять паяльной пастой, в каждом компоненты используют специальный флюс, который играет своеобразную роль обезжиривателя.  Существенную роль в этом случае играют SMD компоненты, которые используются в большинстве групп печатных паст, и срок годности паяльной пасты из-за наличия активных химических компонентов составляет не более 6 месяцев. Но, в течение этого срока годности нужно помнить, что хранение паяльной пасты должно быть только в определённых температурных режимах, а именно от +2 С и до +10 С.

Варианты изготовления паяльных паст

Помимо основных компонентов составляющие основу материала, технологическая инструкция по применению паяльной пасты подразумевает несколько видов и категорий:

• Безотмывочный.
• Отмывочный.
• Растворимый вариант, на основе водной жидкости.
• С содержанием галогенов.
• Без содержания галогенов.

Нужно учитывать, что свойства паяльной пасты как пользоваться в определённых условиях зависят от наличия основных и вспомогательных компонентов, но в любом случае в тех пастах, где нет водной основы, обязательно присутствует канифоль. В данном случае для промывки в обязательном порядке используют слабый растворитель.

Как правильно провести пайку паяльной пастой?

Для того чтобы добиться лучшего эффекта процесса пайки, рекомендуем придерживаться некоторых правил:

• Проводим качественное обезжиривание поверхности платы при помощи специальных препаратов, затем обеспечиваем просушку микросхемы и платы.
• Платы фиксируем только в горизонтальном положении для проведения технологической пайки.
• В местах соединения равномерно наносим пасту.
• Наносим на ножки деталей SMD пасту, помимо основных компонентов рабочей платы микросхемы.

 

• Если используем нижний подогрев, применяем фен, который аккуратно просушивает всю плоскость обрабатываемой печатной платы. Осторожным потоком направлением струи горячего воздуха фена обеспечиваем растекание флюса.
• После того, как испарится флюс на обрабатываемой поверхности, требуется увеличить температуру фена для дальнейшего качественного соединения.
• Контроль за всем процессом осуществляем в визуальном режиме.
• По окончании работы проводим дополнительную технологическую очистку специальным препаратом.

Некоторые хитрости проведения паяльных работ

Если в заводских условиях весь процесс пайки отработан до автоматизма, то самостоятельное применение паяльной пасты имеет некоторые хитрости. Обязательно проводим обезжиривание печатной платы, не забываем смачивать все контакты, где имеются следы окислов. Если вы давно не использовали плату, и несмотря на ее хорошее состояние, также проводим обезжиривание.

Паяльная паста как основной материал обработки должна иметь хорошую субстанцию, то есть, паяльная паста не должна быть слишком жидкой или слишком густой, то есть субстанция должна иметь что-то среднее. Оптимальным вариантом будет всем известная «сметанная» субстанция. Процесс смачивания необходимо соблюдать на всем протяжении процесса пайки.

По всей плоскости платы наносится только тонкий слой паяльной пасты. Более толстый слой пасты используется для контактов SMD-компонентов. Но, для совсем простых конструкционных соединений, такой метод обработки неприемлем.

«Обратите внимание!

Для очень большой платы, где нет возможности использовать паяльный механизм, допускается применение паяльного фена,  специальных устройств подогрева и даже утюга, но при этом помните, что рабочая температура прогревания не должна превышать +150 С, а также нужно следить за тем, чтобы не было эффекта покоробления платы в процессе разогрева.»

В процессе работы образуются осадки и шлам, который необходимо убирать очень тщательно. Для этих целей можно использовать традиционный паяльник, который имеет специальное жало, известное как «микроволна».

Инструменты для пайки

Для проведения самостоятельной работы с использованием паяльной пасты, вам потребуются следующие инструменты и материалы:

• Технологический паяльник (температура не более +300 С).
• Бокорезы, а также технологический пинцет для обработки соединений.
• Шило или специальная острая игла.
• Состав припоя для обработки.
• Увеличительное устройство (стекло или лупа).
• Жидкий флюс с нейтральными характеристиками безотмывочного типа.
• Шприц, при помощи которого будем наносить флюс.
• Паяльный фен.

Если нет безотмывочного флюса, в редких случаях допускается применение спиртового раствора с канифолью, но помните, такой препарат можно использовать, но достаточного эффекта у вас вряд ли получится, поэтому этот вариант считается как запасной.

Паяльник напряжением 220 Вольт использовать также не рекомендуется. Вспомогательный способ, это паяльник напряжением 12 В-36 В, с характеристиками мощности 20-30 Ватт.  Паяльный фен можно использовать только как запасной или основной вариант, но не нужно забывать о том, что прогревание нужно осуществлять для всей плоскости микросхемы равномерно, и при этом сначала для растекания флюса, затем увеличиваем температуру для сушки микросхемы.

В процессе работы обязательно соблюдаем требования безопасности, проветриваем помещение, и учитываем, что вы работаете с электро-опасными инструментами и химическими вредными веществами, используемые для пайки.

Инструкция по применению паяльной пасты

Удивительное количество дефектов поверхностного монтажа возникает еще до открытия упаковки с паяльной пастой. Большую часть дефектов, связанных с использованием паяльной пасты, можно объяснить способом транспортировки, хранения и подготовки паяльной пасты. Контроль транспортировки, хранения и подготовки паяльной пасты может сократить или исключить недостатки, обусловленные использованием пасты. Ниже приводится перечень основных факторов, внимание к которым поможет вам максимально эффективно использовать паяльную пасту.

Паяльная паста состоит из двух компонентов с разной плотностью (металл и флюс), поэтому в некоторых составах небольшое количество флюса выделяется и поднимается на поверхность пасты. Чрезмерный нагрев может в значительно усилить процесс выделения флюса. Это ухудшит реологические свойства, и паста не будет, как ей положено, «течь». Таким образом, необходимо беречь паяльную пасту от чрезмерного нагрева перед использованием.

Влага является загрязняющим веществом, которое способно ухудшить качество паяльной пасты. Любая паяльная паста является в некоторой степени гигроскопичной (имеет свойство впитывать влагу), таким образом, необходимо беречь паяльную пасту от сырой (влажной) окружающей среды. Влага способна вызвать окисление шариков припоя до оплавления или значительно повысить скорость окисления припоя во время оплавления. Флюс, содержащийся в составе паяльной пасты, может не до конца очистить спаиваемые поверхности в рамках стандартного термопрофиля, так как необходимо большее время для удаления окислений, и тем самым не обеспечить необходимой смачиваемости. Кроме того, влага является причиной появления таких дефектов как: оползание паяльной пасты после трафаретной печати, образования перемычек, шариков припоя, закипания флюса, уменьшение время клейкости паяльной пасты. Водосмывные паяльные пасты более устойчивы к оползанию после трафаретной печати

Если иное не указано в листке технических данных, не рекомендуется замораживать паяльную пасту. Замораживание может привести к тому, что активаторы, содержавшиеся во флюсе, отделятся от его состава. Это негативно отразиться на характеристиках смачиваемости пасты.

Во избежание порчи, вызываемой вышеописанными внешними факторами, доставка паяльной пасты осуществляется в течение суток, по возможности в термостатической упаковке. После получения пасту необходимо распаковать и немедленно передать на хранение в нужных условиях согласно рекомендациям производителя. Идеальные условия хранения паяльной пасты, которые позволяют продлить срок хранения материала – хранение в охлажденном виде.

Идеальные условия печати паяльной пастой — относительная влажность: 40 % – 50 %, температура: 21-27°C. Кроме того, следует избегать задувания воздуха на трафарет, поскольку воздух, как правило, способствует подсыханию паяльной пасты.

Подсказка: Некоторые системы трафаретной печати, работу которых контролируют внешние контроллеры параметров окружающей среды, по умолчанию нагнетают воздух на поверхность трафарета. В отдельных случаях это намеренная конструктивная особенность, в других это всего лишь случайная особенность конструкции. Несложная доработка позволит значительно сократить или полностью исключить движение воздуха по поверхности трафарета.

Чтобы получить оптимальный результат, очень важно правильно подготовить пасту к нанесению. Важно не использовать и не наносить паяльную пасту в охлажденном виде. Если охлажденную пасту открыть при температуре ниже температуры конденсации помещения, на поверхности пасты появится конденсат, который приведет к осадке, закипанию и разбрызгиванию флюса и/или пасты, сдвигу деталей и/или другим связанным с появлением конденсата технологическим дефектам. Во избежание подобных проблем паяльную пасту необходимо полностью разогреть перед использованием. Стандартное время Поверхностный монтаж 4 стабилизации охлажденной паяльной пасты составляет от четырех до шести часов. Пока паяльная паста полностью не нагреется до комнатной температуры, не снимайте герметическую крышку, не открывайте и не пытайтесь перемешать пасту. В то время как контейнеры и картриджи через некоторое время могут быть теплыми на ощупь, температура в толще пасты может быть ниже комнатной.

Не пытайтесь разогреть паяльную пасту (например, поместив банку на горячую поверхность, рядом с потоком теплого воздуха, на установку для пайки волной припоя и т. д.), это может привести к выделению флюса и прочим вышеописанным дефектам, связанным с нагреванием пасты.

Подсказка:  Если вы откроете охлажденную банку или картридж с пастой и тщательно ее перемешаете, паста станет однородной и может быть пригодной к использованию, но это не значит, что паста нагрелась, и такие действия точно не являются правильным способом подготовки пасты к использованию.

После того как паста нагрелась до нужной температуры, быстро и осторожно перемешайте пасту в банке специальной лопаткой в одном направлении в течение 1–3 минут. Это обеспечит равномерное перемешивание компонентов. Соблюдайте определенную осторожность: пасту нельзя перемешивать слишком интенсивно или дольше рекомендованного времени. Это может привести к снижению вязкости паяльной пасты и, соответственно, к оползанию пасты после нанесения через трафарет и/или образованию перемычек.

Не рекомендуется, но допускается хранить использованную паяльную пасту, оставшуюся на трафарете, в отдельном контейнере, чтобы в дальнейшем использовать ее повторно. Соблюдайте осторожность при сборе использованной пасты с трафарета; не собирайте пасту, которая засохла на трафарете или лезвиях ракеля. Засохшая повторно используемая паста или ее мелкие комочки способны привести к загрязнению ракеля при повторном использовании пасты. Такую пасту наносят на трафарет, предварительно разбавив равным, как правило, количеством новой пасты, чтобы восстановить ее свойства. Повторно используемую и свежую пасту смешивают в пропорции, обеспечивающей хорошую консистенцию пасты при печати.

Рекомендовано добавлять повторно используемую пасту на трафарет в течение дня или смены в небольших количествах во избежание ухудшения свойств пасты, а также следить за удалением пасты с трафарета перед его очисткой в конце смены или дня. Необходимо отметить, что большинство компаний предпочитает утилизировать использованную пасту во избежание возможных технологических проблем.

Подсказка: Не храните использованную и свежую паяльную пасту в одном контейнере. При смешанном хранении в свежую пасту может попасть излишняя влага или другие загрязняющие вещества, которые способны ухудшить эффективность пасты.

Паять в домашних условиях SMD компоненты (чип-резисторы, SOIC, LQFP, QFN и проч.) с помощью паяльной пасты и нехитрого оборудования совсем не так сложно, как может показаться на первый взгляд.

Помню свои первые опыты паяния пастой. Купил пасту, намазал места пайки резистора и пытался прогреть паяльную пасту паяльником… Конечно, это было ошибкой, и ничего у меня из такой пайки не получилось. Впоследствии я выяснил, что нагревать место пайки с паяльной пастой нужно струей горячего воздуха или инфракрасным излучением, причем при этом желательно соблюдать определенную последовательность нагрева, т. е. температура во времени должна меняться по специальному (оптимальному с точки зрения пайки) закону. Графики изменения температуры во времени еще называют температурными профилями. Для точного нанесения паяльной пасты на места пайки (особенно это важно для пайки ножек чипов) применяют паяльные маски. В состав паяльной пасты входит флюс и взвесь из мелких частичек припоя. Пайка с помощью паяльной пасты основана а эффекте смачивания (смачиваются паяемые поверхности сначала флюсом, а затем расплавленным припоем) и поверхностного натяжения жидкости. Капли расплавленного припоя под действием силы поверхностного натяжения автоматически устанавливают паяемую деталь на посадочное место.

При пайке в домашних условиях можно не вдаваться во все технологические премудрости пайки с помощью термопасты, и максимально упростить процесс. Нужно просто заранее подготовить все необходимое для пайки, и соблюдать несложные правила.

[Оборудование для пайки и необходимые материалы]

1. Оловянно-свинцовая паста EFD Solder Plus SN62NCLR-A, она на основе сплава Sn62Pb36Ag2 с добавлением флюса класса NO CLEAN. Ни в коем случае не советую применять бессвинцовую паяльную пасту — она для пайки в домашних условиях непригодна. Паста удобна для использования, если она находится в специальной тубе, см. фото. Оттуда её можно выдавливать любым толкателем (можно взять поршень от одноразового шприца). На конец тюбика можно надеть обычную медицинскую одноразовую иглу диаметром около 0.5 мм. Кончик иглы лучше сточить (затупить) под прямым углом. Если есть возможность, то лучше взять иглу от большого, 50-кубового шприца диаметром 0.9 мм, или купить в салонах «Профи» специальную иглу для дозатора пасты, эта игла обычно имеет диаметр 1.4 мм. В этом случае паста будет выдавливаться намного легче.

2. Флюс EFD Flux Plus 6-412-A no clean или аналогичный по качеству, неактивный. Для нанесения флюса можно взять иголку любого диаметра, лучше всего подойдет игла диаметром 0.5 или 0.9 мм.

2. Флюс EFD Flux Plus 6-412-A no clean или аналогичный по качеству, неактивный. Для нанесения флюса можно взять иголку любого диаметра, лучше всего подойдет игла диаметром 0.5 или 0.9 мм.

3. Деревянные зубочистки — для точного нанесения паяльной пасты.

4. Монтажный фен с цифровым регулятором температуры и потока воздуха. Совсем неплох недорогой фен AOYUE 8032A++. Не покупайте фен без точной установки температуры, так как трудно на глаз установить температуру струи воздуха. Пригодятся также насадки для точного направления воздуха. Я часто пользуюсь насадкой с круглым соплом диаметром 12 мм.

5. Паяльник с регулировкой температуры. Для пайки микросхем понадобится также тонкое жало «волна». Я использую паяльник PX-601 со сменными жалами и регулятором температуры.

6. Средство для очистки плат — ацетон, спирт или, что еще лучше, аэрозоль FLUX-OFF.

4. Монтажный фен с цифровым регулятором температуры и потока воздуха. Совсем неплох недорогой фен AOYUE 8032A++. Не покупайте фен без точной установки температуры, так как трудно на глаз установить температуру струи воздуха. Пригодятся также насадки для точного направления воздуха. Я часто пользуюсь насадкой с круглым соплом диаметром 12 мм.

5. Паяльник с регулировкой температуры. Для пайки микросхем понадобится также тонкое жало «волна». Я использую паяльник PX-601 со сменными жалами и регулятором температуры.

6. Средство для очистки плат — ацетон, спирт или, что еще лучше, аэрозоль FLUX-OFF.

[Условия качественной пайки]

1. Паяемые поверхности должны быть хорошо облужены. Если у Вас новые детали и свежая печатная плата, которая пришла с завода, либо качественное золотое покрытие на печатной плате, то об этом можно не беспокоиться. Если же поверхность платы необлужена или окислена, то нужно её предварительно перед пайкой облудить легкоплавким припоем. Перед пайкой поверхность желательно очистить от окислов. Если плата не очень грязная, то для очистки можно использовать обычную канцелярскую резинку для стирания карандашных надписей. Если плата сильно загрязнена (фольга тусклая, имеет покрытую окислами поверхность), то лучше использовать для очистки мелкозернистую наждачную бумагу (нулевку).

2. Важна консистенция паяльной пасты, когда Вы её наносите на паяемые поверхности. Паста должна выдавливаться из иглы шприца без значительных усилий. Если это не так (паста загустела, или Вы почему-то решили взять для нанесения пасты тонкую иглу 0.5 мм), то слегка разбавьте пасту флюсом EFD Flux Plus 6-412-A no clean. Паста также не должна быть рыхлой, как мокрый песок, она должна иметь вид сметаны и хорошо смачивать поверхность, на которую Вы её наносите. Слишком жидкая паста тоже не нужна, так как там будет мало припоя для надежной пайки, и паста будет растекаться по поверхности платы. Если паста долго лежала без дела, то перед использованием тщательно перемешайте пасту. После использования пасты и шприца вставьте в канал иглы тонкую проволочку (кусок гитарной струны или отрезок вывода радиокомпонента). Это нужно для того, чтобы паста не засохла в канале иглы и не закупорила её.

Важный момент — паста должна быть достаточно свежей. Просроченная паста приведет к тому, что при разогреве мелкие шарики в составе пасты не будут сливаться вместе. Ниже на фотографии приведен пример пайки просроченной пастой (R4) и нормальной пастой (R5).

Видно, что шарики у верхнего резистора R4 лежат возле него кучкой — они просто слиплись, но не сплавились. Пайка нижнего резистора R5 получилась качественной, все шарики припоя в пасте слились вместе.

3. Когда Вы паяете простые компоненты, типа резисторов и конденсаторов, то количество наносимой пасты не играет особого значения. В этом случае пасту можно наносить в нужное место, просто выдавливая её из иголки тубы.

4. При пайке микросхем нельзя класть слишком много пасты, так как образующиеся шарики припоя могут замкнуть выводы микросхем, после чего излишки припоя придется убирать паяльником с жалом «волна». С микросхемами типа SOIC или TQFP это делается просто. Сложнее обстоит дело с корпусами типа QFN, так как у них имеется на брюшке корпуса металлическое теплоотводящее основание, и будет неприятно, если припой замкнет на него, особенно если в нескольких местах. Для того, чтобы этого не произошло, пасту надо наносить тонким слоем (можно даже между ножками), не больше чем нужно, и стараться не наносить её за пределы паяемой области (особенно нужно обратить внимание, чтобы излишки пасты не попали под корпус QFN). Для точного нанесения пасты используют деревянную зубочистку.

5. Перед пайкой микросхем необходимо, кроме покрытия дорожек на плате, еще и смазать паяльной пастой ножки микросхем. Особенно внимательно надо смазывать ножки микросхем QFN — паста должна надежно смочить выводы, и покрыть их тонким слоем. Ни в коем случае нельзя допускать попадания излишков пасты под основание корпуса QFN!

Корпус QFN для пайки требует специальной разводки печатной платы. Под корпусом у микросхемы QFN должна быть специальная площадка из фольги, и нужно, чтобы в центре было специальное отверстие диаметром около 1 мм для удаления излишков припоя. Кроме того, под корпусом микросхемы QFN не должно быть никаких посторонних переходных отверстий и токопроводящих дорожек.

7. Если паяемая плата имеет большие размеры, то при пайке платы желателен её нижний подогрев до температуры около 150 ^oC — чтобы избежать возможного коробления платы. Для этого имеются специальные паяльные ванны и стенды для монтажного подогрева.

8. Излишки олова, если они замкнули ножки микросхем, можно удалить жалом паяльника типа «волна», или распушенными жилами провода МГТФ, если их приложить в нужное место и нагреть паяльником. При удалении излишков олова смачивайте поверхности пайки флюсом EFD Flux Plus 6-412-A no clean.

[Последовательность действий при пайке]

1. Поверхность платы очищается, обезжиривается и высушивается. Для ускорения сушки можно воспользоваться феном (температура струи воздуха 110..130 ^oC).

2. Печатная плата надежно фиксируется в горизонтальном положении.

3. Паяльная паста наносится на печатную плату в места будущей пайки. Можно наносить пасту и между ножками микросхемы, важно только при этом не допускать излишков пасты, и добиться чтобы вся паяемая поверхность была смочена пастой.

4. На плату устанавливаются мелкие детали (чип резисторы и конденсаторы).

5. Паяльной пастой смазываются ножки SMD микросхем и разъемов.

6. На плату устанавливаются SMD микросхемы и разъемы. Постарайтесь добиться точного совмещения ножек микросхем и контактных площадок на печатной плате. Если Вы нанесли слишком много паяльной пасты, то её излишки будут мешать визуальному контролю точности установки микросхем.

7. Включается (если он есть) нижний подогрев платы. Через пару минут фен устанавливается на температуру 150 ^oC и несильной струей воздуха осторожно (чтобы не сдуть детали) прогревается паяемая верхняя сторона платы вместе с установленными деталями. Прогрев продолжается до тех пор, пока флюс из паяльной пасты не испарится. Если плата большая, то она должна быть установлена на инфракрасную печку настроенной температурой 150 ^oC.

8. Фен устанавливается на температуру около 250 ^oC (температура оплавления оловянно-свинцовой паяльной пасты около 200 ^oC), и поверхность платы снова прогревается, при этом частицы припоя в пасте должны оплавиться и сформировать аккуратную пайку. Процесс хорошо отслеживается визуально. Особенно внимательным надо быть при пайке микросхем QFN, и прогревать все стороны микросхемы одновременно и очень равномерно. Иначе припой с одной стороны расплавится быстрее, чем с другой, и микросхема может перекоситься и сместиться в сторону, «уплыть».

9. В течении нескольких минут дают плате остыть, затем отмывают средством FLUX-OFF или спиртом.

На YouTube можно найти много видеороликов, иллюстрирующих процесс пайки.

[Ссылки]

1. Материалы для пайки и ремонта печатных плат site:ostec-materials.ru.
2. Безотмывочная паяльная паста EFD SolderPlus SN62NCLR-A site:clever.ru.
3. Как паять SMD-чипы с шагом ножек 0.5 мм.

Introduction: Beginner’s Guide to Solder Paste

Note: By «beginner’s guide», I mean a guide written by a beginner. (I made it at TechShop SF, during my first weeks!) I have some technique tips to share, but for more in-depth questions, Google is your friend.

Solder paste allows you to populate a board with many tiny components, without straining your eyes and fingers. Using minuscule components saves space, and you can dramatically cut down the space between them when you don’t have to solder every connection by hand.

Step 1: Build a Jig

Using a jig promotes accuracy and efficiency. We’ve used a couple of pieces of cardboard, secured to form a rigid corner.

In this example, we’re using a custom PCB (printed circuit board) from a manufacturing company. This piece will produce four boards, each of which will power an 8BitLit lamp. Each silver pad will be connected to a component lead.

Step 2: Overlay Your Stencil

Our stencil is laser-cut from a thin sheet of plastic. Be wary when cutting it: if the plastic puckers, solder paste will gather under the ridges and make it difficult to produce good results.

Step 3: Gather Your Tools!

In addition to the boards, jig, and stencil, you’ll need lead-free solder paste and a putty knife. Later, you’ll use tweezers to place your components, and you can cook the board in a toaster oven.

Despite the fact that solder paste — at least, this kind — is lead-free and cleans up easily, you still don’t want to get it on your food. Wash your hands!

Step 4: Spread for Your Life.

I like to use this method, which requires a flexible knife:
• Lay down a line of solder paste next to the stencil area.
• Put some solder paste along the edge of your putty knife, so it will move smoothly across the stencil.
• Pull the stencil tight across your board(s).
• Start with your knife at a medium angle, about 45º, and decrease this angle as you pull across. By the end, you should be pressing solder paste down from the side of the knife into the stencil.

*NB: Though the image shows a single quadrant done, I actually recommend doing a full half at a time if you can. The less you pause in your sweep across, the smoother your pull will be, and the less touching up will be necessary afterward.

Since paste tends to creep up the knife blade, this approach has two benefits:
• It saves solder paste, by pressing what you already have down into the stencil;
• It gives neater results than a straight pull, because you don’t have to stop midway through the pattern to re-apply paste.

Step 5: Ready Your Components. Tweeze Away!

Since surface-mount components can be exceedingly small, they tend to come in paper or plastic rolls, with plastic on top to hold them in. Use a pair of tweezers to position them.

Step 6: Cook Your Boards.

You may end up with some solder paste distributed over the board’s surface. This isn’t usually a problem (unless you have a lot), since it will be «sucked» onto the solder pads as it melts, or bead up on the neutral surface of the PCB.

Below, you can see an uncooked board, with matte grey solder paste showing under each component lead. The second picture shows a fully cooked one, where the paste has melted and solidified onto the pads and leads.

Only turn off the heat when all the connections are shiny silver, and leave the board to cool before moving it — the paste stays molten for a little while, and you don’t want the components to shift around.

Step 7: Finish.

In this case, we were making four boards at a time. We used a hand shear to cut them apart. The results are glorious!

As I mentioned earlier, each of these bad boys is going into a touch-sensitive lamp, which we’re building at TechShop SF (techshop.ws) — a useful place to build your own projects. Thanks to us, the toaster oven smells terrible now; fortunately, it isn’t intended to cook food. Burning PCBs WILL make your space smell awful, so check the cooking directions on your solder paste!