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

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com (подробнее »)
| Гайд | Своими руками (DIY)

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

Нагреватели: PTC Heater 220V

Такой вот состав

Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)
Об авторе
Я стар, я очень стар, я суперстар :D 你们卖家天天要找买家帮你测评但是你的广告里不说你的产品是什么东西。我们买家不是什么东西都要的,用不着10个手机套或者10个充电宝。给佣金我也不要这么多废铜烂铁。谁有心思去购买这些东西还要问你讨退款的事?而且低于 600元 的工厂产品我没有兴趣测评…

34 комментария

O
Неплохая самоделка. Хотя мне хватает подошвы убитого утюга :)
A-Gugu
Можно и так, но у утюга термоконтроль очень грубый, светодиоды или плавит, или недопаивает, а тут с точностью до 1 градуса держит температуру.
O
С учётом того что этих панелей счёт на десятки точность регулировки уходит даже не на десятый план :). Да и не перегрел ни разу пока:).
A-Gugu
Когда приходится паять 150 баксовые диоды, все риски стараюсь свести к минимуму :) https://www.digikey.com/en/products/detail/crystal-is/OP275-10P-SM/13236110
D
Автор конечно молодец,
но чем не устраивает какой-нить утюг по акции (для компактности можно взять даже походник) — рублей за 500-600 ловится, с плавной регулировкой? Термопара к мультиметру и точность та же, глянец ещё лучше, к нерже ничего не липнет без кислоты. Времени вообще ноль.
D
p.s. светодиоды не плавит вовсе, и не недопаивает, был опыт и с топовыми дорогими, не то что на фотках, с силиконовыми «куполами» и без — всё отлично, сказки это.
p.s.s. не нравится новый утюг по акциям — ищем конкретную модель на авито вообще за копьё.
Последний раз редактировалось
A-Gugu
У меня бывают очень специфические и очень дорогие светодиоды. Погуглите например, цену на 280нм светодиоды. Проблемы они мне надо? :)
D
Если цена ошибки — готовый прибор — берёте готовый прибор без колхоза ;)
Для дешмана решение выше ;)
p.s. уверен, правильным утюгом запаяется без проблем.
Последний раз редактировалось
A-Gugu
Цена ошибки — стоимость ремкомплекта, который платит клиент, и в случае повреждения этого самого ремкомплекта, деньги на новый пойдут из моего кармана :)
D
Ну тогда Ваша поделка вообще бессмысленна — готовые решения такого уровня на али вместе с доставкой стоят $25-$50, в том числе в них встроен (во многие модели) тот же PID регулятор, что использовали Вы. Фаталити :)
A-Gugu
То что у меня было, было УГ с дохленькой спиралькой и тоненькими стенками. По этому и пришлось городить свой огород. А вы лично пользовались, конкретную модель можете порекомендовать?
D
Готовые не со спиральной — тот же PID термостат, те же PTC нагреватели — надёжность ровно такая же как у Вас, выбирайте по форм-фактору/размерам и всё. Отзывы у многих 4.9 при сотнях покупок — изучайте. Суммарная цена, вероятно ниже Ваших трат на комплектующие — тут как с хорошим велосипедом — готовый дешевле кастома на аналогичных комплектующих.
Последний раз редактировалось
A-Gugu
Да да, отзывы типа «Продавец отправляет быстро, даёт трек», или — «Отличный триммер для интимных зон, обязательно порекомендую своему дедушке».
D
Ещё раз — там ТОТ ЖЕ PID и PTC, что использовали Вы, соответственно КАК с таким скепсисом Вы покупали этот PID или PTC на али/ebay??? Вы или крестик снимите, или трусы оденьте ;)
Последний раз редактировалось
D
Сделали нерациональное решение — признайте и всё. Цель комментаторов — предупредить Ваших читателей про грабли, не более. Вы уже ошиблись, тут ничего не поделать.
Последний раз редактировалось
2897126@vkontakte
Вашу перипетию напоминает история про Нильса Бора (https://metodolog.ru/node/459).
Автора поддерживаю, один из способа (оборудования, устройства) (для) пайки — быть! Хорошее решение, возможно не самое дешёвое и функциональное. Знаю варианты гораздо энерго и бюджетно затратнее. Но если автору именно так удобнее — его право. Он лишь решился поделиться своим вариантом паяльного стола. Ваше решение принимать (реализовывать) такой вариант.
Не ошибается — тот, кто ничего не делает. Да и ошибкой это не назовёшь.
973688005349055791@mailru
Звучит так, как будто вы меняете какой-нибудь 2011 сокет на материнке! :)))))
973688005349055791@mailru
Не знаю что у вас там плавится… У меня обычный фен и никаких проблем с заменой и последующим сроком службы диодов. Зачем это недоразумение в виде недо-термостола? Может сразу купить нормальный нижний подогрев, если нужен суперточный термопрофиль? Например отличный стол у «термопро» ик 650, его можно купить отдельно.
A-Gugu
Автор же пишет — у утюга терморегулятор неточный. И как вы представляете себе работу с мультиметром и термопарой? смотреть одним глазом на температуру, и рукой включать-выключать утюг?
D
Комментатор же пишет — всё решаемо, и причём тут один глаз, Вы у жены поинтересуйтесь, какие утюги нонче есть. Да и проапгрейдить его можно, если уж хочется самопала.
Но нержа утюга, определённо лучше Вашего люминя — имхо заниматься фрезеровкой и шлифовкой — быстрее в утюге даже простом поменять терморегулятор, или за копьё вообще плитку взять компактную (в каком-нибудь порядке 500р. по акции) и на неё прилепить плоскость нужного качества (хотя лучше апать неспиральную — ещё меньше телодвижений). А есть ещё электрогрили… — в общем больше фантазии, полуфабрикатов для лепки уйма, итог лучше в плане удобства и законченности ;)
Последний раз редактировалось
A-Gugu
Кстати мой первый прототип был на основе печки для пиццы :D правда ни разу не копеечное решение, а профессиональный, промышленный прибор :)
D
Я сейчас пробежался по «рыночному» предложению от китайцев — вообще смысла городить своё нет, если не на один раз по-быстрому, см. цены выше.
101482647968466068933@google
Готовая на али стоит 30 баксов
K
30 баксов стоит готовый столик с такой же регулировкой температуры? Или только один нагревательный элемент?
D
Готовый, с PID и PTC. Чем больше размер и мощность, тем дороже: $30->$50
p.s. нагревательный элемент стоит копейки — от $4-6.
Последний раз редактировалось
K
Много раз паял СМД так. Обычный утюг годится только для самых низкотемпературных паяльных паст. И для маленьких плат. Температурное поле на поверхности утюга крайне неравномерное — если плата достаточно большая, то в одном месте платы припой расплавится, в другой нет. Я, конечно, не пробовал на всех моделях утюгов)) Лучше всего старые советские утюги — у них температура выше.
Гораздо лучше получается на «Утюжке» для сварки пластиковых труб. Там и точность температуры повыше, и равномерность нагрева поверхности утюжка гораздо лучше, и температура достаточна для любых типов паяльных паст, вплоть до самых высокотемпературных бессвинцовых. Причем, на утюжке удается получить достаточно точный температурный профиль, рекомендованный для припоя. Я клал плату на холодный утюжок и включал его в сеть. Сначала ставил температуру низкую, для активации флюса. Естественный нагрев утюжка повторял профиль достаточно точно. Затем, через несколько минут ставил вторую температуру — для оплавления. И снова естественный нагрев утюжка повторял нужный профиль достаточно точно. И уже после уверенного оплавления припоя, отключал утюжок.
То есть, не было необходимости руками отслеживать температурный профиль, плавно поворачивая регулятор температуры утюжка. Достаточно было ставить только 2 значения температуры, а инертность утюжка делала температурный профиль плавным и близким к рекомендуемому. Естественно, эти два значения температуры я предварительно подобрал тестером с термопарой. Потом уже можно и без термометра, если напряжение сети достаточно стабильно. Я включал в стабилизатор от котла))) Плату клал не непосредственно на утюжок. На утюжок стелил тряпочку из бязи (можно стеклоткань), а на нее клал плату.
Могу сказать, что не было ни одного «надгробного камня». Шарики припоя образовывались крайне редко. И, что очень важно, никогда не было вскипания флюса даже при самых дешевых паяльных пастах. С дешевыми паяльными пастами или подделками (которых сегодня пруд пруди) иногда такое случается — при нагреве флюс вскипает, разбрасывая элементы. При быстром нагреве такое может быть и с вполне приличными паяльными пастами. Чтобы такого не было, нагрев идет небыстро, и термопрофиль имеет достаточно протяженный участок с относительно низкой температурой — на этом участке флюс успевает сделать свое полезное дело и, как бы, высыхает (коксуется). И только потом идет второй подъем на оплавление.
Работа автора отличная! Из всех самодельных подобных устройств в сети, которые я видел, это, пожалуй, самое простое, самое изящное. А применяемые нагревательные элементы делают его и самым совершенным (нагрев равномерный по всей площади)!
Единственное — я бы не стал помещать плату на стол после нагрева. Видимо у автора очень качественная паяльная паста — со специальными добавками, предотвращающими закипание флюса при быстром нагреве. После этой статьи я специально попробовал проделать такое же на своем утюжке — из 10 резисторов 3 штуки подпрыгнули и отлетели в сторону, 1 просто слегка шевельнулся и повернулся на месте. Остальные нормально запаялись.
Кроме того, при быстром нагреве некоторые платы у меня изгибались.
A-Gugu
Пасты пользую двух типов, могу линки скинуть, если надо.
А
Не плохо конечно, но по моему у каждого смд коммпонета, своя теплопроводность, зависит от толщины платы, количества дорожек, толщины платы. Да и фен не подарок, менял микросхему на сигналке, дунул не удачно, соседние, смд резисторы и конденсаторы отвалились, хорошо, что предварительно замерил ёмкостя и записал на бумаге и сфоткал плату.
M
Ну только конченый идиот может сделать такую тупейшую ошибку и не один раз: «какой-не будь». Правильно пишется «какой-нибудь». Сука, не умеешь писать — смотри в словарь.
A-Gugu
Весь текст прогоняется через проверку орфографии в MS Word. И почему-то, я ему верю больше, чем вам. :D
D
Эта проверка контекст не учитывает, так что зря, батенька. Да и все западные лингвистические тулзы для русского так себе — не их это язык — с переводом и голосовыми ассистентами та же бадья. Это если по форме.
А по сути — чел выше написал элементарное школьное правило про частицы “то, либо, нибудь”, я бы пристыдился, за такое, а не огрызался. Ещё и оставлено как было… — Вы в адеквате вордом отмазваться? Вам годиков сколько — поколение ЕГЭ что ли? Вроде по регу нет. Тем более странно.
Так и по тех. решению споры в никуда. Ясно. Статья ради реф. ссылок?
Последний раз редактировалось
A-Gugu
Вы знаете, я вот таки больше доверяю корпорации Microsoft, чем случайному читателю из интернета, уж извините за мой выбор :) А по поводу ссылок, где у меня в обзоре хоть одна ссылка? :)
A
«Какой-нибудь» — это по значит «любой, произвольный», а «какой-не будь» — «не будь какой» призыв не быть какашкой. В добрый путь, любитель майкрософт руссиана, и не будь какой. :)
I
Чего пристал к автору. Недорогое, простое исполнение нижнего подогрева, если фен сверху добавить, то и реболить можно. Да и ссылку в студию нижнего подогрева за 30 баксов по текущему курсу?

Добавить комментарий