Паяльна станція

Паяльна станція – багатофункціональний настільний паяльний інструмент, спеціально призначений для застосування в галузі електроніки, а також в електротехніці. Дозволяє здійснювати пайку чутливих електронних компонентів з максимальним дотриманям усіх встановлених для них технічних регламентів по температурі та тривалості пайки, рівномірності та швидкостінагріву, розмірам зони нагріву, тощо.

Потреба застосування

Поширення паяльних станцій викликано в першу чергу тим, що ручна пайка в галузі електроніки із використанням простих паяльних засобів, перестає відповідати вимогам якості. Тенденції до інтеграції, мініатюризації та здешевлення електронних компонентів для галузі масового виробництва, спричинили підвищення їх вразливості до теплових ушкоджень. Невелику деталь із дрібними зовнішніми виводами значно легше перегріти за рахунок малої теплоємності виводів, та малої площі розсіювання тепла самої деталі. Те ж саме стосується струмопровідних доріжок на друкованих платах, які в наслідок перегріву починають відшаровуватися через руйнування клею, яким вони закріплені. При виготовленні корпусів електронних компонентів усе частіше, замість металів та кераміки, використовуються спеціальніпластмаси, які є значно дешевшими та більш технологічними, але мають гірші теплові характеристики і погано витримують термоудар. Проблему ускладнює масовий перехід серійного виробницта до застосування безсвинцевих припоїв, які зазвичай мають вищу на декілька десятків градусів температуру плавлення ніж старі припої звмістом свинцю. Все це наближає температури пайки до небезпечних меж, що накладає додаткові обмеження на тривалість процесу пайки та звужує діапазон припустимих температур.

Недотримання температурного режиму пайки може також погіршити якість паяних з'єднань. Для забезпечення нормального прогріву і змочування зпаюваних поверхонь, та для досягнення задовільної плинності припою, його температура повинна бути на 30–40 °C вищою ніж його ліквідус. Але з іншого боку, при занадто високих температурах флюс починає перегріватися, що призводить до послаблення або повної втрати його хімічної активності. Як наслідок, зпаювані поверхні погано очищуються від окислів і між ними утворюється неякісний електричний контакт. Так звана, "холодна пайка" є самим поширеним дефектом паяних з'єднаннь, який до того ж досить важко розпізнається та діагностується. В подальшому, при роботі обладнання з такою пайкою, між з'єднаними компонентами може спостерігатися ефект нестійкого (мерехтящого) електричного контакту. Така несправність поводиться непередбачувано і створює ряд ускладнень при ремонті. Якщо на спаюваній поверхні присутній метал, що здатний добре розчинятися в припої (наприклад, золоте або срібне покриття), то тривалість процесу пайки також починає відігравати роль. При тривалому нагріві в рідкий припій потрапляє відчутна кількість розчиненої домішки. В результаті між ними утворюються інтерметалічні сполуки, які зазвичай єкрихкими речовинами, що може призвести до погіршення механічних характеристик спаю.

Таким чином, ризики негативних наслідків через недотримання температурного профілю пайки, зростають, що потребує застосування високоточних паяльних пристроїв.

Крім того, усі сучасні електронні компоненти розробляються в першу чергу виходячи з можливостей автоматизованого масового виробництва. Технологія поверхневого монтажу безперервно розвивається, з'являються нові, мініатюрні, типорозміри дискретних елементів та нові типи корпусів мікросхем, зростає щільність розташування деталей. Електричні контакти постійно зменшуються в розмірах і стають важкодоступними, через що вручну такі компоненти стає дуже складно встановити та припаяти.

Найскладнішими для ручної пайки є BGA компоненти, чисельні зовнішні виводи яких розміщуються на нижній, недосяжній ззовні, площині корпусу. Розтоплення припою можливе виключно шляхом наскрізного прогріву такого компоненту і вимагає особливо обережного та рівномірного підведення тепла. Процес пайки ускладнюється тим, що кульки припою на нижній стороні корпусу створюють потужний перетік тепла на друковану плату і за рахунок цього швидко охолоджуються. Крім того, перевірити якість пайки BGA компоненту без застосування спеціальних технічних засобів (зокрема, рентгенівських камер) практично неможливо. Тому чітке дотримання заданого температурного профілю пайки стає фактично єдиною запорукою її якості. BGA мікросхеми все частіше використовуються практично в будь-яких побутових електронних пристроях. Це потребує застосування нових засобів для здійснення ручної пайки, більш споріднених із технологіями групового (безконтактного) нагріву, задіяними у масовому виробництві електроніки. Саме паяльні станції забезпечують потрібні засоби пайки, до яких відносяться термоповітряні та інфрачервоні нагрівачі.