Критерии выбора паяльной станции, обзор разных типов и марок. Что выбрать — паяльник или паяльную станцию? Технологические особенности применения паяльных станций

28.04.2024

Обычный паяльник с медным жалом не очень пригоден для пайки современных миниатюрных плат с SMD монтажом. Пользоваться им можно, разве что, для пайки бытовой техники и печатных плат с выводными компонентами, что называется, от случая к случаю.

Для монтажа и ремонта современной электроники все чаще применяются паяльные станции, которые завоевали большую популярность, как у профессиональных электронщиков, так и у радиолюбителей. В этой статье дается краткий обзор паяльных станций, что, несомненно, поможет решить вопрос, какую же станцию лучше приобрести.

Контактные и бесконтактные паяльные станции

Все паяльные станции можно разделить на две большие категории, упомянутые в заголовке. Контактные станции, по сути дела это, обычные паяльники, управляемые электронным блоком. Раньше такая конструкция называлась паяльником с терморегулятором. Технология пайки такая же, как простым паяльником, которым пользовались практически все радиолюбители и профессиональные монтажники.

Как отпаять микросхему?

Миниатюризация электронных компонентов, появление многовыводных микросхем привели к тому, что отпаять микросхему стало невозможно. Некоторые микросхемы вообще не имеют выводов в классическом понимании, например, микросхемы в корпусах BGA (от английского Ball grid array — массив шариков).

Такие микросхемы устанавливаются на модулях памяти персональных компьютеров и на материнских платах. Эти модули видели и держали в руках многие пользователи. Внешний вид модуля памяти показан на рисунке 1.

Рисунок 1. Модуль памяти с микросхемами в корпусах BGA

Планарные микросхемы тоже стали очень многовыводными: многие из них имеют по сто и более ножек. Отпаять такую микросхему, не испортив плату, обычным паяльником просто невозможно. Фрагмент платы с многовыводной микросхемой показан на рисунке 2.

Рисунок 2. Многовыводная планарная микросхема

Именно такие микросхемы привели к созданию бесконтактных методов пайки. Сначала это был нагрев горячим воздухом с помощью термофена, позднее были созданы устройства, в которых нагрев производится инфракрасным излучением. Но не будем торопиться, начнем рассказ с контактных паяльных станций.

Контактные паяльные станции

Подразделяются на две большие категории. Это станции для пайки обычными оловянно-свинцовыми припоями и станции для пайки бессвинцовыми припоями. В качестве примера «свинцовых» станций можно привести станции нескольких моделей: Lukey 936+, AOYUE 936, AOYUE 937, Solomon SR-976 ESD.

Рисунок 3. Паяльная станция AOYUE 936

Рисунок 4. Паяльная станция AOYUE 937

На рисунках 3 и 4 показан внешний вид аналоговых паяльных станций AOYUE 936, AOYUE 937.

Технические данные обеих станций практически одинаковы. Обе оснащены паяльником типа 10087 с керамическим нагревателем и встроенным сенсором температуры. В комплекте с паяльником идет одно коническое жало, но, при желании, можно купить сразу целый набор, что позволит расширить диапазон производимых паяльных работ.

Мощность паяльника 40Вт при напряжении питания 24В, что позволяет без опасения паять элементы чувствительные к статическому электричеству. В дополнение к низкому напряжению питания жало паяльника заземлено. Электронный блок поддерживает температуру в диапазоне 200-480 ˚ C с точностью +/- 1 ˚С. Регулирование температуры бесступенчатое, плавное с помощью единственной ручки на лицевой панели прибора.

Размер паяльника 190 мм, при этом вес всего 55 г, что обеспечивает достаточно комфортную работу пользователя. Присоединение паяльника к электронному блоку осуществляется пятиштырьковым разъемом. В комплект поставки входит запасной нагревательный элемент HAKKO-003 с встроенным термосенсором, подставка для паяльника и губка для очистки жала.

Особых эксплуатационных различий между станциями нет, если не считать того, что паяльная станция AOYUE 937 снабжена цифровым индикатором текущей и установленной температуры. Это, по-видимому, позволяет выставлять требуемую температуру несколько точнее, чем при отсутствии индикатора. Но даже при наличии цифрового индикатора температуру приходится выставлять по принципу «чуть больше, чуть меньше» пока не будет достигнут наилучший результат.

Аналоговые и цифровые паяльные станции

По принципу управления все паяльные станции делятся на аналоговые и цифровые. В аналоговых станциях стабилизация температуры осуществляется по принципу включен/выключен: достигли заданной температуры - нагреватель отключили. Температура упала, нагреватель включается - начинается нагрев. По сути, нагревателем может управлять обычное электромагнитное реле. При таком способе управления часто возможен перегрев паяльного жала. Точность поддержания температуры невелика.

В цифровых паяльных станциях регулирование температуры осуществляется , реализованным . Если не вдаваться в подробности, то процесс регулирования тот же, что был приведен чуть выше, но мощность, подводимая к нагревателю, меняется. Если жало паяльника остыло чуть ниже установленной температуры, то потребная мощность нагрева невелика, все равно успеет нагреться, зато не «убежит» выше заданной температуры.

При пайке массивных деталей жало остывает быстрее, разность между заданной и текущей температурой большая. Чтобы поскорей «нагнать» установленную температуру ПИД-регулятор пропорционально увеличивает мощность нагрева. Естественно, что цифровой способ поддержания температуры более точен, нежели аналоговый.

Станции для пайки бессвинцовыми припоями

Отличаются от «свинцовых» станций лишь большей мощностью нагревательного элемента: 75…160Вт. Дело в том, что бессвинцовые припои тугоплавкие, температура плавления 300 ˚C (да и качество этих припоев, по сравнению с оловянно свинцовыми оставляет желать лучшего), и пока место пайки разогреется до расплавления припоя, жало успеет остыть до такой степени, что даже самый совершенный терморегулятор положение исправит не сразу. Поэтому спасти положение может лишь достаточно мощный нагреватель.

Бояться «излишней» мощности тут не надо, ведь даже если мощность будет хоть 1000 Вт, все равно температура жала выше заданной подняться не сможет, паяльник ни в коем случае не перегреется, зато жало нагревается очень быстро. Благодаря этому одинаково хорошо можно паять тонкие дорожки печатных плат и массивные детали типа реле или трансформаторов. С помощью «бессвинцовых» станций можно паять и .

Самыми распространенными паяльными станциями для бессвинцовой пайки являются Goot PX-501, GOOT RX-802AS, AOYUE 2900, GOOT RX-852AS, ATTEN AT80D, GOOT PX-201. Внешний вид паяльной станции ATTEN AT80D показан на рисунке 5.

Рисунок 5. Паяльная станция ATTEN AT80D

Станция комплектуется паяльником с керамическим нагревателем мощностью 80 Вт, подставкой для паяльника, губкой для очистки жала. Основные технические данные станции показаны на рисунке 6.

Рисунок 6. Технические данные паяльной станции ATTEN AT80

Для чего нужен термофен

Контактные паяльные станции относятся к классу монтажных: припаять деталь можно, но отпаять многовыводный корпус практически нельзя. Для этих целей существуют демонтажные паяльные станции. Наиболее распространены станции с термофеном. Часто для выпаивания многовыводных компонентов радиолюбители пользуются промышленными строительными фенами.

При помощи строительного фена желаемого результата добиться, все-таки, удается, но часто случается, что под мощным потоком воздуха с платы слетают ничем не виноватые детали. Чтобы последствия сдувания деталей были менее тяжелыми, лучше всего предварительно сделать фотографию платы. Тогда не надо будет думать и гадать, где же была эта деталь.

Поэтому вместо строительного фена лучше приобрести специальный фен для пайки горячим воздухом. Один из таких фенов показан на рисунке 7.

Конструкция, конечно, далека от совершенства, но для пользования от случая к случаю подойдет почти идеально. Одно из положительных качеств такого устройства - низкая цена.

Если и такая цена окажется непривлекательной, то термофено можно сделать и самостоятельно из подручных материалов. Конструкцию самодельного фена можно позаимствовать в интернете, благо их предостаточно.

Рисунок 7. Паяльный фен DADI 8032

В комплект поставки входят три круглых насадки различного диаметра, что позволяет изменять ширину потока горячего воздуха. Фен имеет встроенный вентилятор турбинного типа. На конце рукоятки имеются две ручки: нижняя (по рисунку) ручка позволяет регулировать температуру нагрева, верхняя изменяет расход воздуха. Между ручками имеется светодиодный индикатор: чем выше установленная температура, тем чаще мигание светодиода.

Со стороны ручки, обратной регуляторам, имеется клавишный выключатель. При выключении фена сначала выключается нагреватель, потом, с некоторой задержкой, отключается вентилятор. Таким способом осуществляется частичное охлаждение фена при выключении.

Какая получается температура на выходе неизвестно, но практика показывает, на что следует ориентироваться: на ручках регуляторов имеются шкалы с цифрами: приблизительно оценить степень нагрева вполне возможно.

Еще один вариант - просто померить температуру на выходе с помощью , которой оснащены некоторые мультиметры. Фены такой конструкции выпускаются и более совершенные, они имеют цифровой индикатор температуры и систему термостабилизации. Но такие фены стоят несколько дороже.

Бесконтактные паяльные станции

Более совершенны термовоздушные паяльные станции с отдельным электронным блоком. На рисунке 8 показана паяльная станция ATTEN 858 D+.

Рисунок 8. Паяльная станция ATTEN 858 D+

В комплект станции входят три круглых насадки, имеется регулировка потока воздуха и цифровая индикация температуры. Температура регулируется нажатием красных кнопок, процесс нагрева контролируется по красному светодиоду «CAL» на передней панели.

Вентилятор для подачи воздуха находится в ручке термофена, поэтому к термофену идут просто соединительные провода, что делает работу с феном достаточно комфортной, по сравнению с компрессорными фенами, где воздух подается с помощью шланга. Жесткий шланг связывает руки, затрудняет манипуляцию.

В некоторых паяльных станциях для нагнетания воздуха используется компрессор, расположенный в блоке управления. Тогда к фену вдобавок к проводам идет достаточно жесткий резиновый шланг, что несколько мешает при работе. Подобную конструкцию имеет, например, китайская паяльная станция Lukey 852D+, технические характеристики которой показаны на рисунке 9.

Рисунок 9. Технические характеристики термовоздушной паяльной станции Lukey 852D+

В комплект поставки входит электронный блок, паяльник с подставкой, термофен и четыре круглых насадки, что позволяет регулировать диаметр воздушного потока. Кронштейн для крепления термофена может устанавливаться на левой или правой стороне паяльной станции, ну, это как кому удобно.

Внешний вид станции показан на рисунке 10.

Рисунок 10. Паяльная станция Lukey 852D+

Внутри металлического корпуса находятся трансформатор, диафрагменный насос и плата с электронными компонентами. Из всех паяльных станций семейства Lukey, столь популярного у радиолюбителей эта модель является самой тяжелой, ее вес 4 кг. Металлический корпус не только утяжеляет конструкцию, но и повышает надежность устройства: в хаосе ремонтной мастерской паяльная станция может попасть куда угодно…

На передней панели находятся два цифровых индикатора температуры: отдельно для паяльника и фена. Соответственно имеются ручки для установки температуры и скорости потока воздуха. Такая станция называется двухканальной. Существуют станции с тремя каналами, например, Lukey 853. Она позволяет включить термофен и два паяльника с различными насадками. Внешний вид паяльной станции Lukey 853 показан на рисунке 11.

Рисунок 11. Паяльная станция Lukey 853

Термофены паяльных станций Lukey 852D+ и Lukey 853 компрессорного типа: компрессор находится внутри корпуса, а воздух подается к фену через шланг. В комплекте поставки идут несколько насадок с круглым отверстием. При необходимости можно купить дополнительные насадки, некоторые из которых показаны на рисунке 12.

Рисунок 12. Насадки для термофена компрессорного типа

Каждая насадка предназначена для пайки микросхем в том или ином корпусе. С помощью подобных насадок достаточно легко не только отпаять микросхему, но и запаять ее на плату. На самом деле насадок намного больше, чем на рисунке. Здесь показаны лишь некоторые из них.

Такие насадки предназначены для фена именно компрессорного типа. Если термофен имеет встроенную турбину-крыльчатку, то насадки применяются круглые, которыми комплектуется паяльная станция. Сменных насадок для термофена вентиляторного типа, кажется, не выпускается.

Хотя основное назначение паяльного термофена заключается в проведении паяльных работ, вовсе не исключается его применение для других целей. Это , разогрев термоклея, гибка и сварка пластмасс и просто что-то где-то посушить.

При пайке обычным паяльником с помощью термофена можно несколько подогреть участок платы, что сделает условия пайки более комфортными - не надо тратить запасенное в жале паяльника тепло на разогрев платы.

Некоторые станции имеют вентилятор встроенный непосредственно в термофен, например, Lukey-702. Она пришла на смену снятым с производства станциям Lukey 852D+ и Lukey 853. Внешний вид станции показан на рисунке 13.

Рисунок 13. Внешний вид паяльной станции Lukey-702

Управление станцией микроконтроллерное, что позволяет запоминать выставленную ранее температуру. Подставка фена имеет микровыключатель: если фен положен на подставку, то он отключается. Повторное снятие с подставки включает фен вновь, поэтому приходится дожидаться его разогрева, что не совсем удобно. Чтобы этого избежать, бывалые пользователи предлагают пользоваться для фена отдельной подставкой.

Станция имеет небольшие размеры, пластиковый корпус, вес станции не более 1,5 килограмма. По отзывам пользователей, станция менее шумная, чем Lukey 852D+ и потребляет меньше энергии. Идеально подходит для ремонта сотовых телефонов. Краткие технические характеристики паяльной станции Lukey-702 показаны на рисунке 14.

Рисунок 14. Характеристики паяльной станции Lukey-702

Для станции Lukey-702 существует большой набор сменных жал для паяльника, около сорока штук, которые показаны в сервисном мануале станции Service_manual_Lukey702_rus.pdf. Там же приведены схемы электронного блока управления и алгоритмы работы станции. Этот мануал нетрудно найти в сети интернет.

Все паяльные станции, описанные выше, имеют антистатическую защиту с помощью заземления через вилку питания. Для этого электрическая розетка должна иметь заземляющий контакт.

Сейчас на рынке существует такое понятие, как «добротный китай». Именно к этой категории относятся бюджетные станции Lukey и Aoyue, заслуженно завоевавшие симпатии радиолюбителей и профессионалов. Их цена находится в пределах 2000…4000 рублей. Как говорится, оптимальное соотношение цена/качество.

Рисунок 15. Паяльная станция Aoyue-2702a

Кроме паяльника и термофена современные паяльные станции оснащаются демонтажным пистолетом (паяльник с отсосом припоя), а также дымоулавливателем, позволяющим получить более комфортные условия работы, - вместе с бессвинцовыми припоями тоже забота об экологии и условиях труда. Одна из таких паяльных станций Aoyue-2702a показана на рисунке 15.

Цена такой станции в интернет-магазинах находится на уровне около 16 000 рублей, что делает ее не очень доступной для покупки рядовыми радиолюбителями.

При сборке, тестировании ремонте радиоэлектронного оборудования не обойтись без паяльных работ. На данный момент пайка - это самый распространенный способ соединения электронных компонентов с печатной платой. Для пайки металлические выводы компонентов и металлические проводники печатных плат приводятся в соприкосновение друг с другом, нагреваются паяльником и заливаются припоем. Для растекания расплавленного припоя применяются флюсы - чаще всего канифоль или вещества на ее основе. Эти вещества способствуют повышению текучести расплавленного припоя.

Самым простым инструментом пайки до сих пор остается электрический паяльник. Устройство обычного паяльника очень просто - жало с нагревателем внутри или снаружи, ручка и провод от нагревателя, проходящий через ручку и оканчивающийся вилкой. Паяльники отличаются несколькими характеристиками:

Размером жала;

Мощностью, потребляемой от электрической сети;

Типом жала (прямое, изогнутое, круглое, овальное и т.д.) и его размером;

Напряжением питания;

Дополнительными приспособлениями, например, наличием оловоотсоса и термопинцета.

Мощность паяльника имеет одно из решающих значений при пайке, поскольку она задает температуру припоя. Если она недостаточна, то припой плохо плавится, и пайка получается рыхлой и некачественной. Оптимальной температурой при пайке свинец-содержащими припоями считается температура 180 - 230 ° C. Температура плавления большинства бессвинцовых припоев лежит в интервале 200 - 250 ° C.

Самой важной, пожалуй, характеристикой паяльной станции или паяльника является температура. Простейшие модели не обеспечивают стабильный температурный режим. При этом при недостаточном нагреве места пайки можно получить такой частый дефект как «холодная пайка» (рис. 1), при котором металл не растекается полностью вокруг вывода радиоэлемента, что приводит к ненадежному соединению припаиваемых элементов. Для исключения такого дефекта следует использовать паяльные станции с рабочей температурой, достаточной для пропаивания конкретных видов материалов.

Для изоляции жала от нагревателя используются прокладки из слюды или керамическая трубка. Паяльники с керамической изоляцией лучше, поскольку предотвращают контакт спирали нагревателя с жалом. Такой контакт очень опасен, поскольку ведет к появлению на жале напряжения сети.

Для выполнения достаточно удобной и качественной пайки зачастую одного паяльника оказывается недостаточно.

Рис. 1 . Холодная пайка.

В частности недостатком обычного паяльника является слишком большое (до 5-10 минут) время нагрева до температуры, достаточной для надежного расплавления припоя и осуществления пайки. Кроме того, температура жала снижается при попытке прогреть паяльником место пайки.

Более распространены специальные паяльные станции, состоящие из паяльника, подставки под него и блока питания паяльника с устройством стабилизации температуры. Таких станций выпускается достаточно много в разных ценовых диапазонах.

Плюсы паяльных станций по сравнению с обычными паяльниками:

Лучшая стабильность температуры жала паяльника;

Более быстрый нагрев до заданной температуры;

Улучшение динамики пайки;

Предотвращение остывания жала паяльника в момент контакта с объектами пайки;

Применение мер против статического электричества;

Применение множества насадок для операций демонтажа деталей и интегральных микросхем с многими выводами.

Рассмотрим виды паяльных станций по принципу взаимодействия:

Контактные:

Для свинцовой пайки;
Для бессвинцовой пайки;

Бесконтактные:

Термовоздушные;
инфракрасные.

Контактные паяльные станции являются простейшими и распространенными. В принципе, обыкновенный паяльник можно переделать в такую станцию, оснастив его термопарой возле жала паяльника, регулятором температуры с обратной связью для поддержания постоянного условия пайки с помощью регулятора мощности, механизмом простой смены жала паяльника и удобной подставкой. Наличие регулировки температуры при контактной пайке исключает перегрев полупроводниковых компонентов и последующий выход их из строя, что является неоспоримым плюсом паяльных станций в целом. Большая часть обыкновенных паяльников разогревают жало до температуры 400 ° С. Наличие регулятора напряжения в контактной (и не только) паяльной станции обеспечивает плавную регулировку рабочих температур. 250 - 350 ° С - это вполне комфортный и оптимальный режим для процесса пайки.

По применяемой технологии контактные паяльные станции можно разделить на станции для свинцовой и бессвинцовой пайки.

Станции для свинцовой пайки отличаются от бытового паяльника тем, что имеют модуль регулировки температуры нагрева жала.

Для бессвинцовой пайки применяются как классические, в которых нагревание наконечника происходит за счет электрического тока, так и более технологичные индукционные станции.

В основе принципа работы индукционных паяльных станций лежит свойство проводника (в роли которого выступает жало паяльника) быстро разогреваться в переменном магнитном поле. Жало, или наконечник выполняется из меди, причем в области хвостовика нанесено ферромагнитное покрытие. Последнее играет роль намагничивающегося сердечника катушки, которая и является источником достаточно сильного переменного магнитного поля.

За счёт поверхностных токов происходит быстрый разогрев наконечника, однако при достижении точки Кюри ферромагнетик теряет свои магнитные свойства, что приводит к скачкообразному уменьшению нагрева, и температура жала стабилизируется. Если таким наконечником коснуться детали, магнитные свойства мгновенно восстанавливаются, и наконечник снова начинает нагреваться, стремясь удержать температуру в районе точки Кюри. При этом, чем больше энергии отнимается у жала, тем сильнее будет происходить нагрев. Следовательно, происходит автоматический подбор мощности для каждой спаиваемой точки, в зависимости от её теплоемкости и массивности (рис. 2).

Так как контроль нагрева происходит по точке Кюри, то каждый используемый наконечник представляет собой саморегулирующийся нагреватель, способный к поддержанию определённой температуры в соответствии со свойствами использованных при его изготовлении металлов.

Рис. 2. Устройство индукционного паяльника

Это означает, что никаких дополнительных калибровок или настоек не требуется, причём в течение всего срока эксплуатации.

Далеко не со всеми задачами можно справиться контактным методом пайки. Так сейчас распространенный SMT-монтаж подразумевает использование миниатюрных SMD-компонентов и безвыводных BGA-микросхем с расположением контактных площадок под подложкой или под корпусом. А справиться с такими элементами с помощью паяльника не только сложно, но и, в большинстве случаев, просто нереально. Для такого рода работ применяются бесконтактные паяльные станции , и среди них наибольшее распространение получили термовоздушные.

Принцип работы термовоздушных паяльных станций достаточно прост: компрессор или турбина создают воздушный поток, который, проходя через спираль нагревательного элемента, набирает соответствующую температуру. Струю воздуха на выходе фена подают в зону пайки. При этом возможна не только регулировка температуры воздуха на выходе сопла, но и настройка оптимальной скорости воздушного потока путем изменения работы вентилятора (компрессора). Термовоздушные бесконтактные паяльные станции используют при ремонте мобильных телефонов, планшетов, материнских плат. Профиль их работы достаточно широк, однако, качественный процесс замены BGA чипов, из-за маленькой площади охвата, без применения нижнего подогрева и инфракрасных нагревателей невозможен.

Существуют также паяльные станции комбинированного типа , которые сочетают в себе инструменты для пайки и ремонта. Примером может служить распространенная модель Lukey 702. Станция представляет собой недорогое сочетание паяльника и термофена.

Бесконтактные паяльные станции с применением инфракрасного нагревателя относят к разряду профессиональной сервисной техники. Как правило, это дорогостоящее оборудование, оснащенное нижним подогревом для уменьшения влияния деформационных термических процессов платы и верхнего инфракрасного нагревателя, способного передавать тепло на большую площадь. В свою очередь, инфракрасный спектр волны способен точечно фокусироваться на определенном чипе, тем самым не подвергая воздействию нагрева окружающие объекты. Длина волны воздействует на кристаллическую решетку припоя, при этом, не разрушая полупроводник. Такие инфракрасные паяльные станции используют профессиональные ремонтные мастерские, поскольку они очень дороги, но качество пайки и очень широкие возможности позволяют производить высококвалифицированный ремонт современного оборудования.

Уже зарекомендовавший себя на рынке расходных паяльных материалов производитель Stannol (Германия) выпустил серию индукционных станций, удовлетворяющую всем категориям потребителей. Серия Industa состоит из этих трех паяльных станций:

. INDUSTA 550 (55W - для универсального применения)

. INDUSTA HF5100 (100W - для профессионального использования)

. INDUSTA HF5150 (150W - для профессионального использования)

Аналоговая паяльная станция Industa 550 характеризуется простотой в эксплуатации. Эргономичный дизайн, алюминиевый корпус (рис. 3). Температура легко устанавливается с помощью потенциометра. Встроенный датчик температуры и керамический нагревательный элемент обеспечивают стабильную температуру, быстрое восстановление тепла и предотвращают перегрев деталей, подлежащих пайке. Показатели температуры отображаются на большом светодиодном дисплее. Тороидальный трансформатор обеспечивает питание 55Вт, что позволяет использовать бессвинцовый припой. Возможна пайка чувствительных электронных компонентов.
	Рис. 3. Аналоговая паяльная станция Stannol Industa 550
Industa HF-5100 / HF-5150 - паяльные станции для профессионального использования (Рис. 4). Эти станции оснащены дополнительными функциями, необходимыми в профессиональной среде, например в производстве электроники. К ним относятся автоматические функции режима ожидания/ выключения, защита паролем от несанкционированных изменений настроек и возможностью калибровки инструментов. Также доступно выравнивание потенциалов для защиты чувствительных компонентов. Мощность 100Вт и 150Вт обеспечивают достаточный запас мощности для быстрой и надежной работы с бессвинцовыми припоями. Высокочастотный контроль с датчиком температуры вблизи наконечника позволяет чрезвычайно быстро переходить в режим холостого хода или повторного нагрева.
	Рис. 4. Stannol Industa HF 5100/5150Индукционные паяльные станции

При частой необходимости проведения паяльных работ необходимо приобретать либо набор паяльников различной мощности, либо - современную паяльную станцию, имеющую регуляторы температур, автоподдержание заданной температуры и удобную подставку под паяльник.. Качественная паяльная станция в силу понятных причин потребует определенного материального вложения, но покупка набора различных паяльников, влекущая за собой приобретение насадок, отдельных видов припоя, требующая умения обращаться с оборудованием разного уровня, вряд ли будет выгодным занятием.

Паяльники в наше время имеются практически в каждом доме. Это обыденный и всем привычный инструмент, предназначенный для решения различных бытовых вопросов, связанных с пайкой и мелким ремонтом предметов обихода. Для восстановления более сложных вещей необходимо обзавестись более качественным оборудованием, таким как паяльные станции, востребованными и профессиональными ремонтниками, и домашними умельцами. В статье расскажем, как выбрать паяльную станцию, рассмотрим существующие типы.

Паяльные станции широко применяются для выполнения мелких домашних работ и для ремонта электроники

Типы паяльных станций

Существует огромный выбор станций, различающихся на несколько видов. Читайте также статью: → « ».

Контактные агрегаты для запаивания

Станции такого типа по своей конструкции и внешнему виду походят на паяльник с электронным блоком для регулирования температуры. Контактные установки по типу используемого припоя разделяются на два вида:

для работы со свинцово-оловянными составами;
для работы без использования свинца.

Станция паяльная контактная ProsKit отличается компактными размерами и удобством в работе

Если с первым типом, исходя из его названия, все более-менее понятно, то второй имеет некоторые особенности, требующие разъяснения. Такое оборудование оснащается нагревательным элементом мощностью до 160 Вт, что объясняется необходимостью создания высокой температуры. Регулятор, которым оснащены станции, позволяет также выполнять припой и с использованием свинца. Читайте также статью: → « ».

Цифровые и аналоговые паяльные станции

Паяльная установка STAYER 55370 предназначена для пайки проводов и работы с электроникой

По принципу работы управляющих блоков паяльные установки разделяются на два типа. Регулирование нагрева в аналоговых станциях выполняется таким образом:

работа нагревательного элемента продолжается до тех пор, пока температура сердечника паяльника не достигнет установленного значения;
при понижении температуры сердечника ниже установленного предела происходит подключение нагревателя и повторный нагрев жала.

Работа паяльника регулируется электромагнитным реле, управляющееся термодатчиком и электроникой. Основное достоинство аналоговых установок — доступная цена. Среди минусов можно указать на невысокую точность, порой являющуюся причиной перегрева жала, из-за чего спаиваемые элементы нагреваются слишком сильно, а само жало требует замены.

В станциях цифрового типа управление нагревателем осуществляется посредством PID-регулятора, работа которого проверяется специальной программой, заложенной в микроконтроллере, благодаря чему обеспечивается более высокая точность пайки по сравнению с аналоговыми приборами.

Индукционные установки с катушками

Жало паяльника в таких станциях нагревается от индуктивной импульсной катушки, работающей благодаря колебаниям высокой частоты, образующим в покрытии ферромагнетика вихревые токи. Прогревание производится до значения температуры, получившего название точки Кюри, затем происходит изменение магнитных характеристик ферромагнетика и прекращение нагревания жала.

Бесконтактные паяльные старнции для ремонта микросхем

Установки бесконтактные применяются для выполнения ремонта микросхем с большим числом выводов, демонтажа и замены их отдельных элементов. Бесконтактные станции разделяются на несколько видов:

термовоздушные;
инфракрасные;
комбинированные.

Совет №1: Термовоздушные паяльные камеры с феном отнесены к монтажным устройствам, не подходящими для разборки микросхем с большим количеством выводов.

Бесконтактная малогабаритная паяльная станция HY-850, паяющая при помощи горячего воздуха

Для демонтажа используются специальные устройства с термофеном, если фен отсутствует, то в качестве него можно использовать обычную газовую горелку либо промышленный фен. При этом высокого качества выполнения работ добиться практически невозможно, так как мощная струя разогретого воздуха способна убрать с платы все детали.

Станции такой модели могут оснащаться цифровыми контроллерами, что, естественно, сказывается на стоимости устройства. Для регулирования потока воздуха на фенах устанавливаются специальные насадки. Работа инфракрасных станций основана на разогреве кварцевого либо керамического излучателя. Такие станции по сравнению с термовоздушными обладают следующими преимуществами:

возможно выполнение работ с компонентами сложного профиля;
нет нужды в замене насадок для пайки определенной микросхемы;
элементы микросхемы не сносятся воздухом с платы;
места спайки нагреваются равномерно.

Паяльные комбинированные установки сочетают в себе оборудование обоих типов: и паяльник, и фен.

Совет №2: Следует знать, что инфракрасные установки относятся к оборудованию для работ на профессиональном уровне и отличаются более высокой стоимостью. В домашних условиях они используются крайне редко.

Демонтажные паяльные устройства

Установки такого типа включают в себя работающий на втягивание компрессор, посредством которого осуществляется демонтаж припоя и сбрасывание его в специальную емкость. Анализ наиболее популярных моделей демонтажных паяльных станций представлен в таблице.

Модель	Характеристики	Преимущества	Стоимость, руб.
HAKKO 474-74	Мощность 100 Вт Демонтажный пистолет 816 (24В), Компрессор 350-500 мм.рт. ст.	Полностью антистатическая демонтажная установка	54000
	Напряжение 220 В/36 Вт Давление вакуума 600 м рт.ст Интервал температур 200…450 °С Мощность паяльника 90 Вт	Цифровой индикатор Микропроцессорное управление	28000
Quick-201B ESD	Напряжение 220 В/36 Вт Теплотворная способность 90Вт Температура 200-450°С Давление вакуума 600 м рт.ст	Сопротивление между насадкой и заземлением	24000
Element 948D	Мощность 90 Вт, 36 В, 400 кГц Давление вакуума 600 м рт.ст Компрессор 350-500 мм.рт. ст. Приспособлена для бессвинцовых припоев	Наличие оловоотсоса	15000

Паяльные станции Element 948D отличаются невысокой стоимостью и удобством в работе

Насадки для паяльных станций

Важнейшими аксессуарами для любого типа паяльной станции являются специальные насадки, расширяющие область использования и функционал установки. Существует широкий выбор различных типов насадок, позволяющих выполнять монтаж или демонтаж радиоэлектронных деталей с максимальной эффективностью.

Насадки производятся таких видов:

резцы — плоский и острый;
удлиненный конус — прямой и наклонный;
жало — притупленное, тонкое круглое, наклонное;
резцы наклонные — под 30°, 45°, 60°;
специальные насадки для термоэлементов.

Описание и ориентировочные цены на некоторые виды насадок приведены в таблице:

Вид насадки	Производитель	Описание	Стоимость, руб.
Наконечник ATP-8416	Китай	Паяльные наконечники из бескислородной меди со стальным центром и никель-хромовым внешним покрытием.	580
Насадка на фен А1125 QFP10X10	Китай	Универсальная насадка для выполнения различных видов работ	550
Наконечник ATP-8791	Китай	Для монтажа и замены корпуса микросхемы типа SIP 25L	2000
Жало Proconnect	Китай	Для ручной сборки микросхем	540
Картридж-наконечник AOYUE-WQ-4C	Китай	Сменяемое паяльное жало с односторонним срезом для точной бессвинцовой пайки	1700

Обзор производителей и моделей паяльных устройств: цены

Изготовлением паяльных станций различного предназначения во всем мире занимается множество производителей. Краткий обзор некоторых моделей представлен в таблице.

Модель	Страна изготовления	Особенности	Технические характеристики	Стоимость, руб.
Analog-60A	Германия	Паяльник ErgoTool (60 Вт при 350 °C, 75 Вт при 280 °C)	Напряжение: 230 В Мощность, 60 Вт Индикация температуры: нет	17000
Dig2000A-Micro	Германия	Контроль температуры: «sensotronic» с отображением на LED индикаторе	Напряжение: 230 В 50/60 Гц Мощность: 80 Вт	23000
ICON VARIO 2 Модерн (ICV2000-AXV)	Германия	ЖК-дисплей с синей подсветкой	Напряжение: 220-240 В, 50 Гц Мощность 2х160 Вт	80000
RDS80	Китай	Малоинерционный керамический нагреватель	Напряжение 220-230 В, 50 Гц Мощность 80 Вт	11000
HR100A	Германия	Комбинированный паяльный инструмент HybridTool	Напряжение: 220-240 В 50/60 Гц Мощность 200 Вт	230000
ICON2 V + XTool-VARIO	Германия	Технологии управления температуройSENSOTRONIC (PID), RESISTRONIC	Напряжение: 110-120 В, 50/60 Гц Мощность 80 Вт	85000

Паяльная станция HR100A обладает весьма компактными размерами и невысокой стоимостью

Тонкости выбора установок

Основной критерий выбора паяльной установки — обеспечение качественной пайки деталей, зависящий от особенностей конструкции и технических характеристик. Не менее важными моментами, требующими внимания, являются:

Материал нагревательного элемента. Современные паяльные станции могут оснащаться нихромовыми либо керамическими нагревателями. Первые предназначены для редкого использования, так как не обладают продолжительным сроком службы. Керамические элементы чувствительны к неравномерному нагреванию, стоят заметно дороже нихромовых, но прогреваются достаточно быстро.
Диапазон регулируемых температур.
Скорость нагрева.
Мощность. Этот параметр является основным при подборе установки. Особенно важен в условиях применения оборудования для пайки чувствительных элементов планшетов, навигаторов или смартфонов.
Напряжение.
Эргономичность (масса, основные габариты).

Независимо от вида выбранной паяльной станции следует про запас обзавестись несколькими запасными жалами. Жала различного типа обладают разной формой и площадью наконечника — чем больше площадь жала, тем лучший теплообмен осуществляется при работе с ним. Форма наконечника и его рабочая температура оказывает влияние на возможность пайки некоторых деталей и элементов.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос №1. Для чего к паяльной станции прилагается фен и можно ли отказаться от него в целях экономии?

Для выполнения работ по демонтажу микросхем фен должен быть обязательно, желательно турбинного типа — это влияет на качество и скорость выполнения работ. Читайте также статью: → « ».

Вопрос №2. Какие жала лучше выбрать в качестве запасных элементов?

К сожалению, жала одних производителей не всегда подходят к паяльникам других марок. Одними из лучших по качеству считаются жала НАККО, подходящие к большинству распространенных паяльных станций.

Вопрос №3. Насколько важно наличие термостабилизатора в комплекте станции?

Термостабилизация является важнейшей свойством паяльного оборудования. При наличии такой опции температура набирается плавно и быстро.

Вопрос №4. Каким образом можно «спасти» жало паяльника при обгорании на нем канифоли?

При образовании на наконечнике черного налета от обгоревшей канифоли можно попробовать снять его при помощи смоченной в глицерине губки. При выборе паяльника следует убедиться в их наличии в комплекте оборудования.

Вопрос №5. Для всех ли видов работ с чувствительной электроникой можно использовать термовоздушные станции?

Станции такого типа применяются для работы чувствительных электроприборов, смартфонов, планшетов и других современных гаджетов. Тем не менее, «термовоздушки» нельзя использовать для работы с крупными BGA-микросхемами.

Типичные ошибки при выборе станций

К часто встречающимся ошибкам при выборе станции можно отнести приобретение оборудования с нагнетанием воздуха помпой, а не феном. Помпа занимает слишком много места, что не может не сказаться на эффективности труда в условиях ограниченного рабочего пространства. Выбирая станцию, следует обратить внимание на длину шнура для подключения к электросети. Короткий шнур сказывается на мобильности устройства и предполагает его установку вблизи розетки.

При покупке паяльной станции следует заранее позаботиться о приобретении запасных жал. Лучше выбирать не дешевые нихромовые, а сразу керамические — продолжительность «жизни» у них дольше. Кстати, жала вполне можно заказать в популярных интернет-магазинах, в том числе и китайского производства.

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.

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;

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.

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.

Обратите внимание! Использовать в работе паяльную станцию с большой мощностью не только можно, но и желательно, поскольку основным параметром в работе является температура рабочего элемента и ее стабилизация. Более мощное устройство с такими требованиями справляется гораздо лучше.

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;

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;

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.

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.

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

Для комфортной работы с паяльником рекомендуется использовать специальную станцию. Она может обладать широким функционалом, что существенно скажется на качестве. В настоящее время есть много моделей, отличающихся характеристиками и набором возможностей.

Назначение

По сути станция – это уже готовое рабочее место. В большинстве случаев она состоит из блока управления, подключаемого к нему паяльника, термофена и емкости для тока олова.

Паяльная станция

Чем же отличается применение станций от обычного паяльника, подключаемого к электросети? Можно выделить несколько важных качеств, которые напрямую влияют на комфорт выполнения работы:

Регулировка мощности нагрева жала. Она отличается высокой точностью и плавностью переключения режимов.
Защита от перегрева.
Контроль текущей температуры жала и автоматическое увеличение мощности для поддержания требуемого режима.
Дополнительные компоненты. К ним относятся демонтажные паяльники с функцией удаления припоя, термофены для разогрева относительно большой площади.

Особое внимание следует уделить новинке – инфракрасным моделям. Они обладают уникальными функциональными возможностями. Для выбора паяльной станции рекомендуется сначала ознакомиться с их основными параметрами.

Характеристики паяльной станции

Каждая установка имеет свои уникальные функции. От них зависит режим работы, выбор операций и качество . Все они должны указываться производителем в техническом паспорте.

Для начала следует определиться с требованиями, предъявляемыми к конкретной модели. Для этого необходимо знать ориентировочный объем работ, режимы функционирования станции, а также степень нагрева жала.

Влияние состава припоя (олово+свинец) на температуру паяльника.
Режимы станции – нормальная работа, вплавление элементов для демонтажа, а также удаление увеличенных контактов.
Номинальная потребляемая мощность. Вт.
Индикация температуры жала на экране.
Комплектация.

На основе этих данных выбирается оптимальная модель паяльной станции. Затем рекомендуется ознакомиться с типами этих приборов.

Виды станций

Большое влияние на выбор оказывает требуемый набор функций. Они напрямую зависят от размеров впаиваемых элементов, требований к температурным режимам. В зависимости от этих показателей различают несколько видов станций.

Контактные

Предназначенные для простой пайки. В их состав входит блок управления температурой жала. Управление осуществляется регулировкой подаваемой мощности тока в область нагрева. В некоторых моделях есть функция стабилизации при касании жала платы или припоя. В этот момент блок управления увеличивает мощность для компенсации тепловых потерь.

В большинстве случаев рабочий диапазон температур составляет от +125 до + 400°С.

Контактные для пайки без применения свинца

Современные платы изготавливаются с применением тугоплавких припоев. Для работы с ними потребуется увеличенная температура жала паяльника. Именно для этого были разработаны станции с мощностью от 80 до 190 Вт. Они обладают теми же возможностями, что и вышеописанные виды. Главное отличие – применение технологии безсвинцовой пайки.

Однако следует знать, что такие модели нельзя использовать при работе с микроэлементами. Высокое температурное воздействие может их разрушить.

Термовоздушные

В конструкцию этих типов станций добавлен воздушный компрессор, который подключается к специальному паяльнику. Воздух, проходящий вдоль жала нагревается, тем самым повышая температуру на большой площади платы. Рекомендуется при больших объемах работ.

Одной из модификаций являются демонтажные модели. У них компрессор работает на всасывание. Это позволяет своевременно удалять остатки припоя с поверхности плат.

Комбинированные

В их комплектацию помимо паяльника входит специальная модель фена. Он предназначен для предварительного нагрева платы. Это существенно повышает производительность, так как контакты проходят термическую обработку и для их впайки (или демонтажа) потребуется значительно меньше времени.

Инфракрасные

Для уменьшения вероятности механического повреждения компонентов были разработаны инфракрасные паяльные станции. Они генерируют ИК излучение в узкой области. В результате этого сначала происходит нагрев металлических компонентов, а уже потом незначительная часть тепла передастся плате.

Немаловажным моментом при выборе является стоимость оборудования. И чем больше функциональных возможностей в нем – тем выше будет цена.