Термостол своими руками

Нижний нагреватель плат из подручных материалов и с минимумом затрат.

Много слов уже написано по разным форумам на тему самодельного низа. Я все перечитал и сделал все равно по своему. Теперь можно паять большие BGA чипы и не ужасаться тому, как платы сгибает до состояния салатницы. Кому интересен обзор этого изделия, а также краткий пересказ других вариантов, найденных в сети, добро пожаловать под кат.

Из чего это готовят и с чем едят

Как и полагается, рыскал долго по интернету, искал какие самодельные низы были сделаны до меня, как кто выкручивается, и что у кого получается. Итак:
1. Галогенные светильники, направленные вверх. По мне так просто лютый ужас: эта штуковина светит вверх, а значит в глаза. А кто-то выпиливает в столе дырки и монтирует светильники туда. Против ничего не имею, но для такого кустарного решения портить мебель как-то жалко, а тем более уж насиловать ярким светом глаза.
2. Электрическая плитка. Да, такая круглая, с одной конфоркой. Над конфоркой делается держатель платы, в которую она вставляется. Уже лучше, но типичная ступенчатая регулировка мощности требует доработок. Да и просто как-то это слишком уж сурово как мне кажется.
3. Нагреватели из лазерных принтеров. Плоские такие и длинные. Уже лучше, но как пишут нагрев сильно не равномерный по их длине.
4. Инфракрасные кварцевые лампы. Такие еще в микроволновках идут в качестве гриля. Вот это уже хорошо. Нагрев производится не только через воздух, но и ИК излучением, более равномерен, легко фокусируется отражателем. Вот только купить отдельно эти лампы оказалось дороговато. Хотя остановился я именно на этом варианте.

Мой рецепт

Прокручивая в голове варианты разных конструкций и озадачиваясь где бы что взять и куда бы приделать вспомнил про такую вещь, как дешевые китайские обогреватели. В них стоят точно такие кварцевые трубки, как в грилях, и цепляются сразу на сетевые 220 В. А тут еще и отражатель в комплекте. Итог: за цену одной кварцевой трубки в розницу мы получаем две и отражатель. Эта идея мне очень понравилась, и я в тот же день помчал на рынок за обогревателем.

Обогреватель оказался чудесного качества: винты не затянуты, клеммы обжаты так, что слезают с провода при попытке их вытащить. Но мне то были нужны только лампы и отражатель. Последний в свою очередь пришлось гнуть до плоского состояния(обогреватель был округлым). Ну а дальше денек послесарил, вырезал корпус из алюминия и обрезков старых системников, и прочего хлама, занимающего половину балкона, склепал все вместе, и получил вполне себе хорошее изделие.

Регулятор мощности

Ну само собой возникла необходимость мощность этого столика ограничивать. Как всегда начал с наполеоновских решений с МК и крутым интерфейсом. Как ум угомонился, проговорил еще раз задачу: «простой минимальный нижний нагрев из подручных средств с минимальными затратами» и решил отказаться от всех наворотов в пользу максимальной простоте. Остановился на простом симисторном регуляторе, такой набор еще Мастеркит продает за завышенную цену. А самому собрать можно за копейки.

Схема в точности, с номиналами и марками как у меня:

Все лаконично и работоспособно, что и требовалось. Главное терминалы у симистора не перепутать, а то работать ничего не будет. Собрал несколько криво в крышке от распаячной коробки:

Как-нибудь не поленюсь и вырежу ему крышку из пластика.

Вообще эту схему часто ругают на форумах, но она работает у тысяч человек и вроде все в порядке.

Затраты

Что и требовалось, изделие получилось очень дешевым:

1. Жертвенный обогреватель на лампы и отражатель — 500р.
2. Детали конструктива — бесплатно с балкона
3. Рассыпуха на регулятор — в основном все было, но думаю что уложиться в 100р можно с большим запасом.

Что получилось:

В итоге у меня есть нижний нагрев для плат за 600р и несколько вечеров копошения. Нагрева ему хватает с лихвой: на максимальной мощности на плате сперва плавится весь припой, потом начинает отслаиваться медь, особенно большие полигоны. Так что нагреть до нужных 150-200 градусов плату точно можно. Даже не знаю, насколько мое изделие ее прожаривает. Температуру приходится подбирать опытным путем, но думаю, что освоюсь. Для плавного равномерного прогрева подкручиваю мощность по чуть-чуть каждые несколько минут. Не хватает какого-нибудь крепления для плат, нужно будет им заняться. Рабочая поверхность как раз со среднюю ноубучную материнку. Если сделать крепление повыше, должно прокатить и с настольными. Не помешает также сообразить какую-нибудь заслонку, если захочется помонтировать чего-нибудь маленького.

Возможностей к апгрейду тут масса, воображение включить только и поразмыслить. Например можно сделать автоматизированный регулятор мощности, который сам бы плавно менял температуру. Можно подумать над измерением температуры на плате и чипе, управлением и заданием термопрофиля, скажем по USB с ПК. Можно приделать верхний нагрев, и получить полноценную станцию BGA монтажа. Но лучше на нее подкопить, а пока перебиваться этой.

А еще в мороз им можно квартиру обогревать:)

ИК паяльная станция своими руками v2

Около двух лет назад я разместил статью ИК паяльная станция своими руками. Данная статья вызвала интерес у многих радиолюбителей. Но к сожалению после повторения ИК паяльной станции не обошлось без замечаний в плане работы станции, которые я постарался устранить в данной версии станции:
— применены аналоговые усилители термопары AD8495 со встроенной компенсацией холодного спая, в следствие чего увеличена точность показания температуры
— проблема с выходом из строя транзисторов нижнего нагревателя решена при помощи симисторного регулятора мощности
— доработана прошивка (которая совместима с прошлой версией станции). После запуска термопрофиль начинает выполняться с той температуры, до которой преднагрета плата, что экономит много времени. Отдельная благодарность Андрею за корректировку и адаптацию прошивки под китайские дисплеи.
— добавлен вакуумный пинцет
— корпус паяльной станции полностью переработан. Конструкция станции получилась очень симпатичной, более устойчивой и надежной, на рабочем столе занимает меньше места. В одном корпусе совмещено все необходимое, — нижний нагреватель, верхний нагреватель, вакуумный пинцет и сам контроллер.

Описание конструкции

Контроллер двухканальный. К первому каналу можно подключить термопару или платиновый терморезистор PT100. Ко второму каналу подключается только термопара. 2 канала имеют автоматический и ручной режим работы. Автоматический режим работы обеспечивает поддержание температуры 10-255 градусов через обратную связь с термопар или платинового терморезистора (в первом канале). В ручном режиме мощность в каждом канале можно регулировать в диапазоне 0-99%. В памяти контроллера заложено 14 термопрофилей для пайки BGA. 7 для свинецсодержащего припоя и 7 для безсвинцового припоя. Термопрофили указаны ниже.

Для свинецсодержащего припоя максимальная температура термопрофиля: — 1 термопрофиль — 190C о , 2 — 195C о , 3 — 200C о , 4 — 205C о , 5 — 210C о , 6 — 215C о , 7 — 220C о

Для безсвинцового припоя максимальная температура термопрофиля: — 8 термопрофиль — 225C о , 9 — 230C о , 10 — 235C о , 11 — 240C о , 12 — 245C о , 13 — 250C о , 14 — 255C о

Если верхний нагреватель, не успевает прогревать согласно термопрофилю, то контроллер становится на паузу и ждет пока не будет достигнута нужная температура. Это сделано для того, чтобы адаптации контроллера для слабых нагревателей, которые прогревают долго и не успевают за термопрофилем.

Контроллер начинает выполнять термопрофиль с той температура, до которой преднагрета плата. Это очень удобно, и позволяет оперативно перезапустить термопрофиль в случае, например, если была температура недостаточна для снятия чипа, то можно выбрать термопрофиль с температурой повыше, и тут же снять чип со второй попытки.

На схеме применен комбо силовой блок, состоящий из транзисторного ключа для верхнего нагревателя, и симисторного для нижнего нагревателя. Хотя, например можно использовать 2 транзисторных, или 2 симисторных ключа.

Я использовал 2 готовых модуля на AD8495, купленных на Aliexpress. Правда модули нужно немного доработать. Смотрим фото ниже.

Не обращаем внимания на то, что модуль на втором фото повернут на 90 градусов. Пришлось развернуть, так как модули у меня упирались в силовой блок. Разъемы для термопар использованы заводские.

Тем, кто не планирует в дальнейшем использовать платиновый терморезистор, то часть схемы выделенную красной пунктирной линией можно не собирать.

Печатные платы силового блока и контроллера.

Для охлаждения силовых ключей я применил радиатор от видеокарты с активным охлаждением.

Далее на фото будет виден этап сборки паяльной станции, как конструктора. Все материалы куплены в крупном строймагазине. Передняя и задняя панель сделаны из стеклотекстолита, укрепленного алюминиевым уголком. Базальтовый картон служит в качестве теплоизоляционного материала. Нижний подогрев состоит из 9 галогенных ламп (1500вт 220-240в R7S 254мм) объединенных в 3 группы по 3 соединенных последовательно лампы.

Провод для 220В применен силиконовый, высокотемпературный.

Хороший вакуумный насос можно приобрести на Aliexpress за 400-500 рублей. Ориентир для поиска на фото ниже.

Изначально я планировал использовать паяльную станцию совместно и ИК стеклом над нижним нагревателем, что давало хорошие преимущества:
— красивый внешний вид
— плату (на стойках можно ложить прямо на стекло), как у станций Термопро
Но увы, недостатки оказались весомее:
— очень долгий нагрев (остывание) платы
— очень сильно разогревается корпус паяльной станции, к примеру без стекла корпус во время работы едва теплый. Так что от стекла пришлось отказаться.

С открученным штативом стекло легко вынимается, или вставляется в станцию. Так же вместо стекла можно вставить, например, сетку.

Внешний вид собранной станции.

Аксессуары, стойки, алюминиевый швеллер для стоек, ручка вакуумного пинцета, силиконовая трубка для пинцета, термопара.

Необходимые «ингредиенты» для изготовления ручки вакуумного пинцета. Использован смеситель от эпоксидного клея Момент в сдвоенном шприце. Алюминиевая трубка(в которой необходимо просверлить отверстие) и соединитель соответствующего диаметра для силиконовой трубки. Все вклеено в алюминиевую трубку эпоксидным клеем момент.

Для верхнего нагревателя очень рекомендую ELSTEIN SHTS/100 800W.

Настройка контроллера
Резистором R32 необходимо установить напряжение 5,12В на выходе U4. Резистором R28 настраиваем контрастность дисплея. Если не планируете использовать платиновый терморезистор, то настройка станции закончена.
Описание калибровки канала с платиновым терморезистором описано в статье первой версии станции.

Рекомендации
Верхний нагреватель необходимо устанавливать на высоте 5-6 см от поверхности платы. Если в момент выполнения термопрофиля происходит выбег температуры от заданного значения больше чем на 3 градуса — понижаем мощность верхнего нагревателя(включаем станцию с нажатым энкодером и устанавливаем максимальную мощность верхнего нагревателя). Выбег на несколько градусов в конце термопрофиля(после отключения верхнего нагревателя) не страшен. Это сказывается инерционность керамики. Поэтому я выбираю нужный термопрофиль на 5 градусов меньше, чем мне надо. Перед съемом чипа при помощи зонда нужно убедиться(аккуратным нажатием на каждый угол чипа) что шары под чипом поплыли. При монтаже используем только качественный флюс, иначе неправильный выбор флюса может все испортить. Так же при монтаже чипа BGA обязательно нужно накрыть кристалл прямоугольником из алюминиевой фольги с размером стороны равной примерно ½ от стороны BGA, чтобы снизить температуру в центре, которая всегда выше, чем температура около термопары (смотрим фото тепловых пятен ИК нагревателей ELSTEIN в статье первой версии станции).
В общем смотрим видео ниже.
Ниже вы можете скачать архив с печатной платой в формате LAY, исходным кодом, прошивкой.

Термостол лучше сделать или купить?

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Я делал с китайскими керамическим нагревателями, подогрев на ИК паялку. Если нужен равномерный подогрев с минимальными градиентами температур прямо по плоскости, то еще потребуется рассеиватель из ИК прозрачного стекла (от электроплиты)
Термопара платиновая там совершенно ни к чему)), достаточно взять хвост из комплекта китайского термометра или мультиметра, и сделать простенький ПИД регулятор на МК и ОУ (самом простом, вроде УД14)

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Т.к. вы неавторизованы на сайте. Войти.

Т.к. тема является архивной.

Я бы в скобки взял и слово готовый.
Когда выбирал, какой себе сделать, все это рассматривал и обдумывал.
Тоже хотелось с минимум телодвижений. О то и почти готовый.

На втором и третьем фото — корпуса для стола не годятся (пластиковое непотребство, для прямого то назначений дрянное), как источник кварцевых тэнов — да, но дороговато. Сетки у них для «30х40 примерно» — малы.
На последнем фото трубки длинные (про корпус и говорить нечего). Распилить пополам дремелем с алмазным диском запросто (кварцевые трубка режется как масло, посему подровнять разные трубки без проблем) но где взять дополнительные керамические изоляторы? Я их не смог ни где найти. А если отпиленное не использовать, то еще дороже чем выше.
Первую фото, из-за инерционности метало-керамического тэна, исключил. Да и когда в живую ее взял в руки — много места займет на столе не функционально (я про этот черный пояс). А места и так не хватает.
Понято, что все ИМХО

Устройство и сборка своими руками инфракрасной паяльной станции

В настоящее время все электронные устройства содержат в конструкции сложную начинку из множества компонентов. Время от времени возникает необходимость в ремонте таких устройств.

Ремонт обычно заключается в замене неисправных деталей на новые. И если раньше возможно было просто обойтись для этого паяльником, то с появлением компонентов в корпусах BGA, даже использование термовоздушной пайки не всегда успешно.

Специалисты применяют ик паяльник или паяльную станцию, излучающую инфракрасные волны.

Описание процесса ИК-пайки

Проблема при работе с компонентами в корпусах BGA заключается в необходимости нагреть и расплавить сразу большое количество шариков припоя.

При нагревании их, некоторое количества тепла за счет теплопроводности материалов отдается на монтажную плату. Того тепла, которое дает паяльная станция, становится недостаточно.

Увеличение времени нагрева или повышение температуры не лучшим образом сказывается на микросхеме. Она может перегреться и выйти из строя.

Решение напрашивается само собой – нужно предварительно разогреть монтажную плату снизу, не воздействуя теплом на микросхему. Разогревать можно как потоком воздуха, так и спокойным инфракрасным излучением.

В результате, когда температура материала платы поднимется, уменьшится теплоотвод с ножек контактов и понадобится меньшая температура и меньшее время воздействия для того, чтобы расплавить шарики припоя.

При использовании инфракрасной пайки для нижнего прогрева используют специальные устройства – термостолы. В этом состоит принцип работы инфракрасной паяльной станции.

Инфракрасная пайка заключает в себе множество преимуществ перед термовоздушной. Если при термовоздушной пайке возможно контролировать только скорость истечения воздуха из сопла и температуру нагревательного элемента, и совершенно невозможно управлять оттоком воздуха, то при инфракрасной пайке контролю поддается температура припоя на протяжении всего цикла работ.

Применение инфракрасной паяльной станции позволяет более точное воздействие на определенную область платы, что затруднительно при пайке горячим воздухом.

А при ремонтных работах задача как раз и состоит в том, чтобы заменить один или несколько компонентов схемы, совершенно не воздействуя на другие.

Модель ИК-650 ПРО

Одной из наиболее распространенных инфракрасных паяльных станций профессионального уровня является ИК-650 ПРО. В России это устройство стало одним из первых, способных с успехом производить ремонт техники с BGA схемами.

Пайка производится настолько качественно, что возникло устойчивое мнение об абсолютной надежности устройств, платы которых монтировались при помощи этой инфракрасной паяльной станции.

Программное обеспечение позволяет очень точно выдерживать температурный профиль, что немаловажно для создания прочных, надежных контактов. Ведь для качественной пайки необходимо не просто создать температуру достаточную для плавления припоя, а нужно еще поднять ее плавно и затем плавно понизить, не допуская резкого охлаждения контакта.

Только тогда будет создана прочная кристаллическая решетка в капле припоя, соединяющей контакт микросхемы с монтажным пятачком.

Инфракрасная станция имеет модульную конструкцию и позволяет собрать множество возможных конфигураций для производства предварительных и вспомогательных работ:

• возможно использование различного типа термостолов;
• подключение электронного микроскопа;
• автоматическое регулирование температуры нагрева и остывания;
• существуют дополнительные модули для восстановления выводов BGA (это называется реболлингом).

В комплектацию паяльной станции входит также вакуумный пинцет, которым удобно устанавливать мелкие детали на плате.

Стоимость инфракрасной паяльной станции ИК-650 ПРО в настоящее время более 150 000 рублей. Она является профессиональным оборудованием и, конечно же, для любительского использования практически недоступна.

Детали для самодельного прибора

Имеющиеся в продаже инфракрасные паяльные станции отечественного и зарубежного производства представлены в продаже очень широко, но цены на них начинаются от 20 000 рублей. И при минимальной цене, это будет инструмент не самого лучшего качества.

При необходимости производства работ с BGA-корпусами в условиях стесненности в средствах выходом может стать самодельная инфракрасная паяльная станция.

Собрать ее можно из деталей инфракрасных станций, имеющихся в продаже, а также из подручных материалов и старых отслуживших свой срок приборов.

Термостол для паяльной станции можно изготовить из светильника или нагревателя с галогеновыми лампами, которые будут нагревать плату до необходимой температуры. Верхний нагреватель и контроллер паяльной станции придется приобрести из запасных частей, покупая их новыми или бывшими в употреблении.

Штатив для верхнего нагревательного блока можно изготовить из опоры от старой настольной лампы.

Для термостола необходимо запастись галогеновыми лампами и отражателями-рефлекторами. Их помещают в корпус, который можно изготовить самостоятельно из алюминиевого профиля и листового металла.

Кроме ламп, в корпусе необходимо предусмотреть место для крепления термопары, которая будет «снабжать» информацией о температуре ламп модуль управления.

Температура должна выдерживаться точно, чтобы платы не растрескивались от избыточного тепла и резких перепадов температуры.

Сборка

Инфракрасную головку мощностью около 400-450 Вт, необходимо закрепить на штативе, используя крепеж, элементы которого легко приобрести в торговой сети, для контроля температуры верхнего нагревательного узла необходимо применить вторую термопару.

Она должна быть установлена вместе с нагревателем. Кабель можно проложить в гибком металлорукаве. Штатив паяльной станции необходимо крепить таким образом, чтобы ИК-головка могла свободно перемещаться над всей поверхностью.

На корпусе термостола необходимо предусмотреть кронштейны для фиксации платы. Она должна располагаться на несколько сантиметров выше галогеновых ламп. Для кронштейнов можно применить подходящие алюминиевые профили.

Контроллер для инфракрасной паяльной станции помещается в корпус, который можно изготовить самостоятельно из листового металла, лучше из оцинкованной стали.

При необходимости в корпус можно встроить такие же вентиляторы охлаждения, какие используются в корпусе компьютера.

После сборки самой конструкции предстоит отладка всей схемы инфракрасной паяльной станции. Это производится опытным путем, многократно запуская схему и производя замеры. Процесс нелегкий, но после настройки он даст свои результаты – паяльная станция будет работать правильно.

Бесконтактный паяльник

Если острой потребности в использовании инфракрасной паяльной станции нет, то для пайки может быть с успехом применен инфракрасный паяльник. Внешне он похож на обычный с той разницей, что вместо жала имеет нагревательный элемент.

Применение и устройство

Инфракрасный паяльник используется в условиях, когда контакт с выводами компонентов недопустим. Удобно им пользоваться и для пайки радиодеталей, так как часто у обычного паяльника на жале образуется нагар, и соединения получаются некачественными. Нагар приходится счищать, а на эти действия уходит порой довольно много времени.

В условиях домашней мастерской можно сделать простейший самодельный инфракрасный паяльник из прикуривателя автомобиля. Нагревательный элемент этого устройства отлично подойдет для изготовления инструмента.

Так как для нормальной работы прикуривателя нужен постоянный ток напряжением 12 Вольт, соответствующий бортовой электросети автомобиля, понадобится электропреобразователь, чтобы можно было использовать бытовую сеть переменного тока. Для этих целей можно с успехом применить блок питания для корпусов компьютеров.

Изготовление

Чтобы собрать инфракрасный паяльник, необходимо извлечь нагревательный элемент из корпуса прикуривателя. Далее к его контактам необходимо присоединить питающие провода. К центральному контакту, соответствующему «плюсу» автомобильной сети, можно подвести любой медный провод в изоляции.

К «рубашке» элемента, контактирующей в автомобиле с массой, необходимо подвести медный одножильный провод сечением не менее 2,5 кв. мм. К этому проводу уже можно припаять другой гибкий медный проводник.

Соединение необходимо изолировать на расстоянии примерно 2-3 см от нагревательного элемента, одев на соединение термоусадочную трубку. ПВХ изоляционную ленту использовать не стоит, так как она может расплавиться.

Для корпуса инфракрасного паяльного инструмента необходимо использовать любой стержень из тугоплавкого материала. Можно даже использовать неисправный паяльник, закрепив нагревательный элемент прикуривателя на жало.

Для этой цели используют стальные затягивающиеся хомуты. При этом необходимо следить, чтобы два питающих провода не соприкасались друг с другом неизолированными отрезками. Устройство соединяется с блоком питания гибким кабелем или электрошнуром достаточной длины.

Очевидно, что использование такого паяльника возможно только при пайке неответственных соединений, так как контролировать характеристики в процессе работ крайне затруднительно.

«Проект на час»: собираем простой паяльный столик для SMD-компонентов

В сегодняшнем «мини-выпуске» собираем паяльный столик с минимальными финансовыми и физическими затратами.

Применении у такого столика много (я, например, им даже тиснение по коже делал), но главным образом, он подходит для «массового» монтажа и демонтажа SMD компонентов на печатные платы, как из текстолита, так и из алюминия. По сравнению с феном – нет эффекта «сдува» деталей и растекания шариков припоя по всей плате. Кроме этого, плата греется равномерно, и соответственно, охлаждается тоже равномерно, что положительным образом сказывается на надёжности изделия в будущем. В отличие от фена, облегчён и монтаж крупногабаритных деталей, таких как SMD дроссели и крупные конденсаторы – деталь припаивается вся и сразу, не приходится сначала греть один край, а потом второй, и деталь греется с той стороны, откуда она должна греться, а не сверху, как в случае с феном. Конечно же, это не замена профессиональному паяльному оборудованию, но и цена устройства совершенно другая – мне все детали, с учётом доставки, обошлись в $20.

Для лучшей повторяемости, конструкция максимально упрощена и применяются вполне ширпотребные детали, которые можно купить в магазинах радиодеталей, или заказать по интернету.

Для изготовления паяльного столика размерами 200х100мм, понадобятся следующие детали:

• PID термостат (в интернет магазинах их обычно продают в комплекте с термопарой и твердотельным реле, нам такой вариант подходит больше всего)
• Два PTC нагревателя на температуру до 270-300С, мощностью 250-300вт и размером 80х60мм.
• 4 винта М6х80 с гайками.
• 8 винтов м3х20 с гайками.
• Скоба из металла для прижима термопары.
• Теплопроводящая паста.
• Какой-не будь корпус, для установки термостата и реле.
• Соединительные провода.
• Клавиша включения, типа KCD03 или аналоги (Можно и всякие ПТ2 использовать, главное чтоб хотя бы на 5 ампер переменного тока)
• Изолента.
• Дрель со свёрлами на 6 и 3мм.
• Опционально – метчик на 6мм.
• Алюминиевая пластина размером 200х100х10мм. Толщину можно выбрать чуть больше и чуть меньше. Но, в разумных пределах — слишком толстая будет греться долго, а слишком тонкая не обеспечит нужную теплопередачу.

Термостаты часто продают в комплекте с реле и термопарой — так удобней и практичней.

PTC нагреватели изготавливаются из специальной композитной смеси, сопротивление которой растёт с ростом температуры. Что позволяет, путём подбора состава смеси, получить внутреннюю «термостабилизацию» — нагреватель не будет греться выше определённой температуры, так как его сопротивление начинает резко возрастать с прогревом. PTC нагреватели компактные, эффективные и практически «вечные» — нагрев идёт по всему объёму, спирали там нет, нечему перегорать.

Конструкция хорошо масштабируется — при необходимости, можно размеры пластины увеличить, увеличив и количество нагревательных элементов при этом, но желательно, по мощности, не выходить за пределы 2200 ватт — проводка в доме может не выдержать. Если перевести ватты в сантиметры, то у меня грубо получилось 300вт на 100см2, т.е. в 2200 ватт можно «поместить» 700см2 — а это плата размером 35х20 сантиметров, по идее, можно даже целую материнку спаять 🙂

Алюминиевая пластина должна быть максимально ровной с обоих сторон. Иначе, хорошего качества пайки добиться будет сложно. Если ровных пластин поблизости не наблюдается, можно купить неровную и отнести фрезеровщику на «доработку» — используемая мной пластина была 12мм, но после фрезеровки «похудела» до 10мм. После фрезеровки и обработки наждачной бумагой желательна полировка, я для этой цели использовал полироль для литых автомобильных дисков.

Процесс сборки несложный, после фрезеровки и полировки, сверлим по углам 4 отверстия диаметром 6мм – это будет крепление «ножек» нашего столика, в роли которых выступать будут винты на М6. При желании, можно в отверстиях нарезать резьбу, и так закрепить винты-ножки, законтровав (так сделал я), но можно просто пропустить винты насквозь, а закрепить их на пластине гайками с двух сторон (так можете сделать вы).

Используя имеющиеся крепёжные отверстия в PTC нагревателях, сверлом 3мм сверлим сквозные отверстия в алюминиевой пластине. На противоположенной стороне, снимаем фаску 6мм сверлом, чтоб головки винтов были заподлицо с поверхностью пластины.

Наносим термопасту, винты зажимаем, излишки термопасты убираем. Используя подходящий металлический предмет, закрепляем термопару по центру столика, не забыв предварительно промазать место крепления термопастой.

Термостат и твердотелое реле размещаем в подходящем корпусе. Я использовал для этих целей корпус от старого больничного выносного пульсоксиметра. Будет неплохо, если реле снабдите хотя бы небольшим радиатором, так как потребляемая мощность у данного аппарата получается 600-700вт, и хотя китайцы для реле типа Fotek SSR40DA и аналогов, заявляют токи до 40А, из личного опыта могу сказать, что даже на токе в 10А они совсем не холодные, и настойчиво просятся на радиатор. В конкретном устройстве я использовал б.у. твердотелое реле фирмы Gordos Arkansas (USA) которое в данном режиме вообще без радиатора может обходится, но такого реле у вас может и не быть, так что лучше перестраховаться.

Провода от нагревательных элементов подключаем параллельно. И включаем в цепь 220 вольт через реле. Аналогично, подключаем термопару к термостату, а термостат – к твердотелому реле.

На фото у меня можно заметить сдвоенный и разноцветный клавишный выключатель. Реально, необходимости в таком нет – я просто поставил то, что было под рукой, и немножко усложнил конструкцию – зелёный включатель включает общее питание, а красный – отключает только нагреватель. Это может быть полезно в том случае, когда надо контролировать температуру печки при охлаждении – эдакая грубая, с ручным управлением, аппроксимация правильной температурной кривой.

Мой столик уже ветеран. На фото — результат излишнего количества паяльной пасты — она протекла через отверстия в плате и флюс пригорел к столику, придётся заново полировать.

На этом, в принципе, сборка завершена и можно приступать к тестам. Рекомендую выставить на термостате температуру в 300С, всю конструкцию вынести на продуваемое место, и дать ей поработать хотя бы час – всё что должно выгореть (наполнитель в термопасте, грязь и жир на нагревателях), выгорит, и далее работы уже можно вести в помещении, хотя хорошая вытяжная вентиляция нужна и там – флюсы и припои содержат довольно много вредных веществ.

Если всё прошло нормально, ничего не сгорело, взорвалось и все живы-здоровы, то можно использовать устройство по назначению. Правильный алгоритм работы такой:

1. Включаем печку, выставляем термостат на нужную температуру (Из моей практики – «Нужная температура» — эта температура, указанная на тюбике паяльной пасты+10-15 градусов сверху)
2. Отдельно, НЕ на печке, наносим на плату паяльную пасту и размещаем компоненты.
3. После того, как печка прогреется до нужной температуры, кладём подготовленную плату на печку и ждём 10-15 секунд в случае мелких компонентов, типа микросхем и светодиодов, и 25-30 секунд, в случае крупногабаритных дросселей и других компонентов.
4. Осторожно переносим готовую плату на какой-не будь металлический или керамический поддон (я использую старый радиатор) и даём остыть до комнатной температуры. При необходимости, удаляем остатки пасты и флюса подходящими средствами, и всё – платой можно пользоваться.

Положили, ждём. Готово. Охлаждаем. Проверяем. На фото можно увидеть небольшой вентилятор – он забирает воздух с поверхности платы и отбрасывает его в сторону вытяжки. Особой необходимости в нём нет, но комфорт работы с печкой заметно повышает.

Похожим образом можно разбирать уже собранные платы – греем печку, выкладываем плату, пинцетом снимаем детали.

На сегодня – всё.

Для желающих повторить – ключевые слова для поиска термостата и нагревателей в интернет магазинах:

Термостат: REX C100, C100, PID Thermostat kit

Инфракрасная паяльная станция своими руками

Радиолюбителям рано или поздно приходится сталкиваться с пайкой элементов посредством массива шариков. BGA способ пайки используется повсеместно в массовых производствах различной техники. Для монтажа используется инфракрасный паяльник, который производит соединение деталей бесконтактным способом. Готовые модификации стоят дорого, а более дешевые аналоги не обладают достаточным функционалом, поэтому возможно изготовить паяльник в домашних условиях.

Описание процесса ИК пайки

Принцип работы инфракрасной паяльной станции заключается в воздействии сильными волнами длиной 2-7 мкм на элемент. Устройство для пайки самодельными ИК паяльными станциями как самодельными, так и приобретаемыми, состоит из нескольких элементов:

• Нижний нагреватель.
• Верхний нагреватель, отвечающий за основное воздействие на материалы.
• Конструкция держателя платы, размещенная на столе.
• Контроллер температуры, состоящий из программируемого элемента и термопары.

Длина волны, напрямую зависит от температурных показателей источника энергии. Материалы в различной форме подвергаются пайке с помощью ИК станции, сделанной своими руками, существуют основные параметры передачи энергии, непрозрачность, отражение, полупрозрачность и прозрачность. Перед изготовлением ИК паяльной станции своими руками нужно понимать, что существуют некоторые недостатки данных систем:

• Разная степень поглощения энергии компонентами ведет за собой неравномерный прогрев.
• Каждая плата ввиду различных характеристик требует подбора температур, в противном случае, компоненты перегреваются, выходят из строя.
• Наличие «мертвой зоны», где инфракрасная энергия не достигает требуемого объекта.
• Обязательное условие защиты поверхностей остальных элементов от испарения флюсов.

Нагревание происходит за счет передачи тепла к монтажной плате. Тепловое воздействие инфракрасной станцией происходит поверх детали, температуры бывает не достаточно, поэтому конструкция подразумевает нагрев нижней части. Нижняя часть состоит из термостола, процесс пайки может осуществляться посредством спокойного инфракрасного излучения, либо потоком воздуха.

Инфракрасная паяльная станция своими руками

Профессиональное оборудование стоит достаточно дорого, более дешевые аналоги не обладают достаточным функционалом. Для экономии средств, выполнения нужных операций с BGA контроллерами, возможно изготовить инфракрасную паяльную станцию своими руками. Сборка возможна из доступных на рынке и подручных материалов. Конструкция представляет собой изготовленный из старого светильника термостол, оснащенный лампами галогенового типа. Контроллер и верхний нагреватель приобретается на рынке или собирается из старых запасных частей.

Инструменты для изготовления инфракрасного паяльника

Термостол потребует наличие отражателей, галогеновых ламп, размещенных в корпусе из профиля или листового металла. При изготовлении инфракрасной паяльной станции своими руками, стоит придерживаться чертежей, которые возможно разработать самостоятельно или позаимствовать у других исполнителей. Обязательно корпус снабжается местом для термопары, которая передает информацию на контролер для предотвращения резких перепадов температуры, избыточного нагрева материала.

Сборка ИК паяльной станции подразумевает самодельные конструкции в виде крепежа из штатива. Контроль температуры нагревательного узла производится второй термопарой. Устанавливается параллельно с нагревателем, штатив закрепляется на панели таким способом, чтобы ИК элемент можно было перемещать над поверхностью термостола. Расположение платы производится выше галогеновых ламп на 2-3 см, в корпусе термостола. Крепление производится кронштейнами, для изготовления возможно использовать ненужный алюминиевый профиль.

Принципиальная схема контроллера для инфракрасной паяльной станции своими руками

Изготовление паяльной лампы своими руками в первую очередь потребует корпус. Для охлаждения системы требуется монтаж одного мощного или нескольких кулеров, материал желательно выбрать из оцинкованной стали. После полной сборки производится наладка системы путем запуска схемы, отладки устройства.

Нижний подогрев

Нижний подогрев может быть изготовлен несколькими способами, но гораздо лучшим вариантом является использование галогеновых ламп. Рациональным решением является установка своими руками ламп суммарной мощностью от 1 кВт. По бокам конструкции устанавливаются порожки, которые зафиксируют плату. Установка материалов для пайки производится на швеллер, для более мелких деталей используются подложки или прищепки.

Верхний подогрев

Известно, что верхний нагреватель подходящего качества невозможно изготовить своими руками. Для достижения наилучшего результата в процессе ИК пайки, необходимо воспользоваться керамическими нагревательными элементами. Для инфракрасной паяльной станции, изготовленной своими руками оптимальным вариантом является использование нагревателя ELSTEIN. Производитель показывает наилучшие результаты, спектр излучения идеально подходит для замены BGA плат, других деталей. Не рекомендуется экономить на покупке верхнего нагревателя — обогревателя при сборке паяльной станции своими руками, т.к. при работе некачественным инструментом возможно повреждение платы или собранной конструкции.

Конструкция для верхнего подогрева возможна из самодельной станины. Достаточно иметь регулировку по высоте и широте для комфортной работы на инфракрасной паяльной станции, изготовленной своими руками. К штативу крепится термопара для контроля температуры.

Блок управления

Корпус контроллера подбирается по размерам в соответствие с устанавливаемыми деталями. Подходящим вариантом может оказаться кусок листового метала, который без труда возможно отрезать ножницами по металлу. Размещается в блоке управления также вентиляторы, различные кнопки, а также дисплей и сам контроллер. В роли контроллера выступает Arduino, функциональность вполне достаточна для выполнения пайки BGA схем своими руками.

Детали для самодельного прибора

Перед сборкой любого оборудования своими руками, необходимо подготовить материалы и инструменты. Для инфракрасного паяльника понадобятся:

• Комплект галогеновых ламп, количество которых зависит от формы будущего нижнего нагревателя паяльной станции, оптимальное количество подбирается в диапазоне от 4 до 6 штук.
• Керамическая инфракрасная головка мощностью не менее 400 ватт для верхнего нагревателя.
• Шланг от душевой лейки для проводов, алюминиевые уголки.
• Стальная проволока, крепежный элемент от старого фотоаппарата или настольной лампы для изготовления штатива.
• Контроллер Arduino, 2 реле и термопары, а также блок питания выходом 5 вольт, который можно изготовить от зарядного устройства мобильного телефона.
• Винты, разъемы и дополнительные периферии.

Инфракрасная паяльная станция своими руками на основе Arduino

В процессе сборки понадобятся чертежи, разобрать которые помогут элементарные знания в электронике.

Применение и устройство

Инфракрасный паяльник используется в основном при условиях отсутствия доступа к заменяемым компонентам. Применяется при замене мелких деталей, основным достоинством является отсутствие нагаров и прочих отложений, как при работе обычным паяльником, а также малая возможность повредить соседние элементы. Для домашнего использования возможно изготовить паяльник своими руками, используя прикуриватель от автомобиля.

Инфракрасная паяльная станция промышленного производства

Работа устройства происходит при питании 12 вольт, такое напряжения возможно получить путем использования преобразователя или не нужного блока питания для компьютера.

Изготовление

Перед сборкой паяльной станции, извлекается из корпуса прикуривателя нагревательный элемент. К контактам питания присоединяются провода питания, к центральному проводу возможно подвести медный провод с изоляцией. Сделать паяльник не составит большого труда, достаточно изолировать соединение на расстоянии от нагревательного элемента, возможно использовать термоусадочную трубку.

Корпус производится из тугоплавкого материала. Возможно воспользоваться нерабочим паяльником или приобрести кусок стали. Необходимо следить за отсутствием соприкосновения проводов. Важно понимать, что подобного рода устройство используется при незначимых работах, так как температурные пороги, другие параметры не контролируются.