Як тільки люди навчилися плавити олово і свинець, з'явилося ремесло лудильника, який займається пайкою металевих виробів. Зараз пайка буденна справа і для домашнього майстра, і для будь-якого фахівця-"технаря".
Перед тим, як паяти, поверхню деталей, що з'єднуються зачищають напилком, наждаковим папером, знежирюють бензином або іншим органічним розчинником і за допомогою пензлика змащують флюсом. Потім нагрітий паяльник занурюють у порошок нашатирю або каніфолі- якщо при цьому з'явився легкий димок, значить, паяльник готовий до роботи. Паяльники бувають і зовсім примітивні, що вимагають підігріву в полум'я, і електричні, а для точкового паяння - з регульованою потужністю нагріву.
Нашатир або каніфоль очищають жало паяльника від оксидів металів. Очищений паяльник опускають в припой і тримають там, поки розплавленийприпой не «ЗАЛУДІТЬ" жало паяльника, повністю покривши його блискучою плівкою. Потім захоплюють жалом паяльника трохи припою, переносять його на місце пайки і розрівнюють по поверхні - ведуть "Залуження" місця спаю. Потім таким же чином переносять на спай основну масу припою, необхідного для міцного з'єднання або покриття металу. Коли припій охолоне, місце споювання протирають вологою ганчіркою і зачищають наждачним папером або напильником.
Навіщо потрібен флюс. Флюс знімає залишки оксидних плівок і жирових забруднень і захищає спаюється поверхні від окислення. Флюс найчастіше готують, розчиняючи 30 г хлориду цинку і 10 г хлориду амонію в 60 мл води. Часто використовують "паяльну рідина" або "паяльну кислоту", які отримують взаємодією металевого цинку з концентрованою соляною кислотою. Для цього кислоту наливають у скляний або фарфоровий посуд, розташовуються далеко від відкритого вогню (виділяється водень вогненебезпечний) і додають порціями цинк. Починається реакція хімічного розчинення цинку в кислоті, в результаті утворюється хлорид цинку і виділяється водень. Коли виділення водню сповільнюється, посудину ставлять у теплу воду. Після закінчення реакції рідину зливають з залишку нерастворим цинку і додають до неї нашатир (на кожні 3 г взятого металевого цинку - 2 г хлориду амонію). Можна цю рідину випарувати насухо і перед пайкою розчиняти 1 г сухої суміші солей в 2-3 мл води.
Для споювання тонких мідних проводів флюс на основі хлориду цинку непридатний, він швидко руйнує тонкий дріт. У цьому випадку застосовують розчин каніфолі в етиловому спирті або соснову смолу. Якщо під рукою немає взагалі ніякого флюсу, то при пайку мідних або латунних деталей його може замінити розчин 1 таблетки аспірину в 10-20 мл води.
Що таке припій. Цей сплав служить для з'єднання спаюється металів. Припої виготовляють у формі паличок, смужок, листочків, а іноді у вигляді порошку. У побуті застосовують звичайно м'які і легкоплавкі припої.
М'який припій "третнік" - це сплав 65% олова і 35% свинцю, за допомогою якого можна паяти практично всі метали і сплави, крім алюмінієвих і самого алюмінію. Третнік плавиться близько 181 ° С. Щоб самостійно приготувати такий припій, спочатку в залізній чашці розплавляють свинець, а потім до отриманого розплаву додають шматочки олова. Коли воно розплавиться, сплав ретельно перемішують і виливають у форму для затвердіння. Хороші м'які припої - сплави олова, свинцю і сурми, які плавляться при 220-280 ° С.
Легкоплавкі припои мають більш складний склад і плавляться при більш низькій температурі. Так, припой, що складається з 50% вісмуту, 25% свинцю, 12,5% кадмію і 12,5% олова, стає рідким при 65 ° С. Ще нижче (47 ° С) температура плавлення легкоплавкого припою, який містить 44,7% вісмуту, 22,6% свинцю, 19,1% цинку, 8,3% олова і 5,3% кадмію.
При необхідності "споювання" металевих деталей можна вести і без паяльника, користуючись сумішами хімічних речовин, що виділяють "припій" при нагріванні. Приклади таких речовин - суміш "тиноль" і паяльні пасти.
Щоб приготувати тиноль, в емальовану миску або кухоль наливають 32 мл концентрованої соляної кислоти і додають 12 мл води, а потім кидають туди 8,1 г цинку. Після повного розчинення цинку в кислоті додають 7,8 г олова- знову починається виділення бульбашок водню. Коли воно припиниться, рідина випарюють на водяній бані до сметанообразного стану. Остигнула масу переносять у порцелянову ступку, додають 7,5 г нашатирю, 9,4 г каніфолі, попередньо розтертої в пудру, 29,6 г цинкового пилу, 14,8 г порошку олова, 7,4 г порошку свинцю і 10 мл безводного гліцерину - суміш ретельно розтирають. Отриману кашку (тиноль) зберігають у банку з пластмасовою кришкою.
Як паяти за допомогою тинолем. Місце спаю зачищають, а потім намазують тинолем і після цього нагрівають полум'ям свічки, спиртівки або навіть лучинкой до тих пір, поки через утворилася на поверхні пасти скоринка не заблищить розплав. Коли спай охолоне, його зачищають наждачним папером, щоб видалити скоринку. Пайка тинолем виходить дуже міцною, оскільки в складі пасти є цинк. Для пайки радіодеталей беруть спеціальний тиноль, який готують з 7,4 г порошку каніфолі, 38 г цинкового пилу, 14,8 г порошку олова, 7,4 г порошку свинцю і 14 мл безводного гліцерину. Суміш тшательно перетирають в ступці.
Паяльні пасти особливо зручні для пайки у важкодоступних місцях. Їх, як і тиноль, наносять на місце майбутнього спаю і нагрівають. Ось два рецепти таких паст:
- тирса олова або припою-третніка змішують з декількома краплями безводного гліцерину до отримання рідкої кашки;
- розчиняють 10 г каніфолі в 10 мл діетилового ефіру (Обережно! Ефір вогненебезпечний!) І змішують з 20 г олов'яної пилу.
Амальгама Герштейна. Щоб отримати цей препарат для холодної пайки, розчиняють у теплій воді мідний купорос і додають цинкові тирсу. У результаті реакції мідного купоросу з цинком на дні посудини осідає порошок металевої міді. Рідину зливають, промивають порошок водою і висушують. У порцелянову ступку засипають 20-35 г отриманого мідного порошку, додають 5 мл ртуті і ретельно розтирають. Зберігають амальгаму Герштейна в щільно закритій склянці.
Щоб спаяти два метали, намазують амальгамою очищені спаюється поверхні і туго стискають їх на кілька годин. По закінчення цього терміну утворюється твердий і міцний "спай" металів. Приготування і використання амальгами Герштейна ведуть тільки на відкритому повітрі або там, де є витяжка: металева ртуть надзвичайно летуча, а її пари отруйні.
Пайка алюмінію. У звичайних умовах алюміній насилу піддається пайку, так як на його поверхні після очищення миттєво знову утворюється оксидна плівка. Тому після зачистки місце майбутнього спаю на алюмінії або його сплавах негайно заливають заздалегідь розплавленої каніфоллю.
- Пайку ведуть потужним (не менше 100 Вт) паяльником, використовуючи припій, що складається з 80% олова і 20% цинку або 95% олова і 5% вісмуту, і флюс з парафіну або стеарину. Припій набирають на паяльник і переносять на захищену каніфоллю поверхню спаю. Залужений таким чином алюміній порівняно легко піддається споювання: до його лудженої поверхні можна припаяти, наприклад, мідні дроти.
- Застосовується й інший спосіб: поверхня алюмінію зачищають, змащують розчином каніфолі в діетиловому ефірі і посипають мідними тирсою, а після цього залужівает місце пайки звичайним олов'яним припоєм.
- Третій спосіб пайки алюмінію - електрохімічний. Місце спаю зачищають і наносять на нього 3-4 краплі концентрованого розчину мідного купоросу. Потім алюмінієву деталь підключають до негативного полюса батарейки від кишенькового ліхтарика, а до позитивного полюса приєднують шматочок оголеною мідного дроту, яку вводять в краплю розчину купоросу так, щоб кінець дроту не торкався поверхні алюмінію. Через кілька хвилин на місці пайки осяде шар міді, до якого можна припаяти все, що потрібно, звичайним способом.
Пайка мікросхеми з відстанями між висновками менш милиметра
При розробці прототипів все частіше виникають проблеми, пов'язані з тим, що необхідна мікросхема доступна тільки в корпусі для поверхневого монтажу. Починаючи з відстані між висновками 0,65 мм виконання з'єднань за допомогою лакованого дроту вимагає дуже багато сил і часу. Проте всі необхідні з'єднання вдається виконати в домашніх умовах, використовуючи адаптерні плати TSSOP. , як це робиться. ЦАП DAC6573 в 16-вивідному корпусі TSSOP повинен використовуватися з платою для пробної конструкції. Спочатку необхідно обережно припаяти мікросхему до адаптера за два висновки по діагоналі. На цьому кроці необхідно забезпечити, щоб висновки мікросхеми розташовувалися в точності над доріжками адаптера. Добившись цього, покрийте всі висновки великою кількістю припою.
Потім надлишки припою видаляються з місця пайки за допомогою літци (мідної обплетення каоксіального кабелю). Велика частина припою вбралася в Літц. На платі залишилося рівно стільки припою, скільки необхідно для забезпечення надійного електричного і механічного з'єднання.