Технологические  наработки  из  журнала   РАДИО

Сменное жало паяльника
Как известно, жало паяльника достаточно быстро обгорает. Остаток жала приходится выбрасывать или вообще перестать пользоваться паяльником, если нет сменного стержня. Продлить «жизнь» паяльника позволит нехитрая доработка. Если паяльник прослужил длительное время и его стержень значительно укоротился, на конце жала затачивают выступ и прикрепляют заклепками медный наконечник. Когда наконечник обгорит, его снимают, спилив заклепки, и устанавливают новый.

Латунный стержень
Радиолюбителям известно, что медное жало паяльника нуждается в периодической формовке, так как оно довольно быстро выгорает на жале образуются раковины из за растворения меди в припое. Но не все знают, что латунный стержень также отлично облуживается и «держит» припой не хуже медного. Кроме того, он совершенно не покрывается окалиной. Стойкость к образованию раковин у латунного жала также намного выше. Хорошие результаты позволяет получить и использование стержней из бронзы. Следует только иметь в виду, что не все марки бронзы облуживаются.  Из латуни и бронзы удобно изготавливать сложные по форме насадки, предназначенные для одновременной пайки выводов микросхем или демонтажа с платы многовыводных компонентов и др.

Миниатюрное жало паяльника
В условиях плотного печатного монтажа паять выводы микросхем и других радиоэлементов бывает нелегко. Обычный стержень паяльника в таких условиях не обеспечивает необходимого удобства и качества пайки. Более эффективно использование стержня, изготовленного из иглы от насоса, которая применяется для накачивания футбольных или волейбольных мячей .Процесс превращения иглы в миниатюрное жало паяльника занимает не более двух минут. Сначала кусачками нужно отделить ненужные левую и правую части иглы, получив в итоге трубку. Затем один конец трубки зачистить и облудить, а другой (его вставляют в нагреватель паяльника) расплющить плоскогубцами. Такой стержень лучше всего подходит для паяльника ЭПСН_25. В этой модели он просто прижимается винтом. Из канала нагревателя такое жало следует выпускать примерно на 20 мм. Пользоваться им очень легко. Жало с каплей припоя надевают на торчащий из отверстия платы конец вывода (поскольку стержень полый) и немного поворачивают вокруг оси. Распайка одного выводадлится около секунды, качество после приобретения определенного навыка отличное. Пайка получается аккуратной, а расход припоя – минимальным.

Терморезак
Мощный паяльник можно легко превратить в резак, если на его жале закрепить металлический «нож» . Для изготовления резака нужна стальная пластина толщиной 1–1,5 мми два хомутика для крепления. Рабочая грань резака затачивается. Теперь паяльник может резать как пенопласт, так и некоторые виды пластика.

Демонтажный паяльник
Эффективность демонтажного паяльника с отсосом припоя настолько высока, что позволяет за минуту выпаять сорокавыводную микросхему из двусторонней платы. Подробнее о нем вы сможете узнать в журнале «Радио» № 4, 1999.

Миниатюрный паяльник
Не все паяльники промышленного производства устраивают радиолюбителей, и они продолжают разрабатывать более удобные, а главное, дешевые конструкции. Одной из них является миниатюрный низковольтный паяльник, предложенный в журнале «Радио» № 3, 2001.

Доработка электропаяльного набора
Многие радиолюбители пользуются удобным электропаяльным набором, состоящим из питающего устройства ПУ 25/220 и паяльника ЭПСН_25/24. Между тем простая доработка набора позволит существенно расширить его возможности и превратить в универсальный источник, позволяющий подключить к нему обжигалку изоляции на напряжение 6…8 В, различные паяльники на 6, 8, 12, 24, 30 и 36 В, миниатюрную электросверлилку постоянного тока и другие технологические приспособления. Если у вас есть такой набор и вы хотите его усовершенствовать, загляните на страницы журнала «Радио» № 8, 1994.

Изготовление печатных плат и фальшпанелей

   Многие радиолюбители используют для разработки и изготовления печатных плат  персональные компьютеры и специальное программное обеспечение. Самым трудным в таком случае "является перенос полученного рисунка на поверхность фольги. Если имеется возможность отпечатать рисунок на лазерном принтере или ксероксе, можно наносить рисунок на фольгу методом термопереноса.

Дело в том, что тонер, используемый в этих аппаратах, размягчается под действием температуры. На предварительно тщательно зачищенную плату кладут рисунок проводников, отпечатанный на бумаге в зеркальном изображении, и переносят их на фольгу, "прикатывая" горячим утюгом. После остывания платы бумагу с нее смывают в теплой воде. Тонер имеет достаточно хорошее сцепление с фольгой и остается на ней. Дальше плата обрабатывается обычным способом.

Таким методом можно изготовить печатные платы высокого качества.

Если печатать рисунок на бумаге, которая используется для защиты липкого слоя клеящихся обоев или какой-либо другой липкой пленки, причем печатать на той стороне, которая прилегала к липком слою (скользкий сторона), тогда после перевода изображения утюгом, бумагу можно очень аккуратно снимать не дожидаясь полного остывания (слегка теплая). При снятии бумаги пока частично она приклеена к плате, если заметили, что изображение не полностью переведено, можно повторно прогреть утюгом.

Три небольших замечания:

- перед печатью рисунка принтер лучше прогреть (напечатать один лист, даже чистый, на обычной бумаге);
- при переносе рисунка на подготовленную плату положить поверх листа бумаги хлопчатобумажную ткань, через которую и греть утюгом.
- бумагу для печати нужно выбирать по толщине, как обычный лист бумаги для печати на лазерном принтере, на сильно толстой бумаге изображение не закрепляется ввиду ее плохого прогрева и возможно засорение картриджа,  излишне тонкая бумага может застрять в принтере.

Нажим утюга и время прогрева подбирается опытным путем, при чрезмерном нажиме возможно растекание изображения по плате при недостаточном прогреве неполный перевод изображения. Момент снятия бумаги также подбирается.

После травления в хлорном железе изображение смывается ватой смоченной в ацетоне.

Изготовление  фальшпанелей

Не секрет, что оценку любому радиолюбительскому аппарату дают не только по электрическим характеристикам, но и по внешнему виду. Хочу предложить способ изготовления красивой фальшпанели.

Фальшпанель изготавливается из тонкого дюралюминия (0,5...1,0 мм). Сначала выполняются все слесарные работы: отверстия выпиливаются лобзиком (сверлить тонкий дюраль не советую, он гнется и теряет вид), они получаются очень красивыми и ровными. Необходимо просверлить только одно, изредка два отверстия под пилку лобзика диаметром 1,5...2 мм. Кстати, я рекомендую использовать лобзик для вырезания любых отверстии и окон в алюминиевых сплавах. "Зашкуриваем" края и протравливаем панель в растворе средства "Крот'' (средство для растворения загрязнений канализационных труб производства Гродненского МГП-ЭМБА).

При изготовлении фальшпанелей, травление необходимо производить весьма осторожно и аккуратно, работая в резиновых перчатках. Фальшпанель смачивается теплой водой, укладывается на дно ванночки или кюветы, и поролоновой кисточкой на панель наносится раствор. Затем она переворачивается и раствор наносится на другую сторону. После нанесения средства на изделие из алюминиевых сплавов начинается интенсивная реакция с выделением пузырьков и сероватой пены. Через одну-две минуты смываем раствор и смотрим, как изменился цвет и есть ли потеки. Если потеков нет, еще раз промываем панель и сушим.

Если есть потеки, эта сторона протравливается еще раз и вновь тщательно промывается. При некотором навыке можно получить абсолютно однородную белую матовую поверхность, которая не пачкает руки и имеет красивый цвет. Травить одновременно много деталей и держать их в растворе более 3 минут нельзя. Следует сказать, что не все алюминиевые сплавы травятся хорошо и одинаково, но в целом результат почти всегда положителен.

Высушенная фальшпанель поролоновым валиком покрывается грунтовкой и сушится. С помощью такого же валика она покрывается краской выбранного цвета и сушится как минимум сутки. Можно красить и с помощью пульверизатора, что в конечном итоге дает лучшие результаты.

Теперь ответственный момент. На окрашенную поверхность в соответствии с эскизом наносятся буквы и цифры любым переводным шрифтом. Существует очень много разнообразных шрифтов различных размеров и с различной символикой. Если буква или цифра приклеилась неровно, снять ее можно так: намотав на кончик спички немного ваты и слегка смочив ватку любым спиртом, аккуратно стереть букву (она растворится), стараясь не задеть соседние буквы и не сильно испачкать панель. Для более быстрого снятия ненужной буквы можно использовать смесь спирта и ацетона 1:1. Пользоваться чистым ацетоном нс советую, т.к. большинство красок им хорошо растворяется, что может оставить видимые следы на панели. Пользоваться скальпелем или лезвием для снятия букв нельзя, неизбежно будет повреждена окрашенная поверхность и фальшпанель потеряет вид.

Далее нанесенные знаки подсушиваются 3...4 часа и с помощью поролонового валика фальшпанель покрывается лаком для металла "Садолин". Лак растворяется водой и имеет цвет, похожий на сильно разведенный клеи ПВА. Покрывать кисточкой не советую - лак быстро сохнет, и получаются неровные полосы. После высыхания первого слоя (3 часа) покрываем вторым, а если надо - и третьим слоем. Через сутки фальшпанель готова. Лак "Садолин" надежно защищает как саму фальшпанель, так и переводной шрифт, имеет ровный матовый оттенок, слегка приглушая цвет панели.

Наносить лак валиком лучше так. Вся поверхность валика покрывается лаком (макается или кистью). На чистом куске любого пластика валик "раскатывается" до появления однородной поверхности, а уж потом этим валиком медленно покрывается панель. Необходимо следить за тем, чтобы не образовывалось много пузырьков. Если они появились, надо вновь "раскатать" валик и повторить нанесение лака на фальшпанель. С момента начала окраски лаком все операции надо делать быстро, учитывая то, что лак достаточно быстро сохнет, особенно нанесенный тонким слоем.

Пайка. Научитесь паять. Рецептура припоев и флюсов

НАУЧИТЕСЬ ПАЯТЬ

Пайкой называют соединение металлических изделий с помощью расплавленных металлов или легкоплавких сплавов.
Как же спаять между собой отдельные детали?
Для этого нужен паяльник. Паяльники бывают электрические и простые. Первые благодаря специальной обмотке нагреваются от сети электрического тока, вторые — на газе или с помощью паяльной лампы, если работы проводятся на открытом воздухе. Там, где есть электричество, гораздо удобнее пользоваться электрическим паяльником.
На рисунке 1,а изображены оба типа паяльников.

Рис 1. Паяльные работы

Металлы и сплавы, которыми паяют, называются припоями. Для работы понадобится также и паяльная жидкость, или флюс, — вещество, которое препятствует окислению металла в момент пайки. В радиомонтажных работах в качестве флюса нужно пользоваться канифолью или специальной мастикой. Иногда канифоль растворяют в спирте и получают жидкий флюс. (Подробнее о видах припоя и флюсов см. ниже)
Чтобы пайка получилась хорошей, необходимо тщательно зачистить поверхность спаиваемых деталей или проводников. К грязной или окисленной поверхности припой не пристанет.
Предназначенные для пайки металлические поверхности зачищают до блеска с помощью ножа, лезвия от бритвы, шкурки или напильника (рис. 1,6). Затем эти поверхности залуживают, то есть предварительно покрывают припоем. Способы, залуживания различны и зависят от формы и размеров деталей.
Чаще всего радиолюбителю приходится спаивать проводники, так как большинство деталей имеет проволочные выводы (например, сопротивления, конденсаторы, катушки).
Чтобы залудить провод, его нужно положить на кусок канифоли и прикоснуться к нему паяльником, который предварительно был опущен в припой (рис. 1,г). Но можно сделать и так: взяв на паяльник каплю припоя, прикоснуться им к канифоли и потом натирать концом паяльника подготовленное для залуживания место. Делать это надо очень быстро, чтобы канифоль не успела выгореть.
При опайке двух проводов надо концы их залудить, а затем спаять.
Если один провод наращивается другим, то оба провода складывают так, чтобы они перекрывались (рис. 1,в).
Если нужно залудить неподвижно закрепленные детали (например, лепестки ламповых панелей), то удобнее всего пользоваться палочкой или куском толстого провода с комком канифоли на конце (рис. 1,д).

Спайка залуженных поверхностей особого труда не представляет. Подготовленные детали сводятся вместе, и к этому месту прижимают горячий паяльник с припоем (рис. 1,е).
Если конец провода припаивается к плоской детали или к ламповой панельке, то его изгибают или вставляют в отверстие, а затем легко прижимают к детали или панельке паяльник с припоем (рис. 1,ж). Спаивая несколько деталей, их предварительно скручивают вместе проволокой (рис. 1,з).
При пайке нужно следить, чтобы паяльник был хорошо нагрет, иначе он плохо плавит припой и не дает прочной пайки. Трудно работать и перегретым паяльником, потому что полуда на острие паяльника выгорает и паяльник перестает держать олово.

Рецептура припоев и флюсов

Напоминаем еще раз: паяльник-инструмент повышенной опасности, поэтому обращаться с ним необходимо очень осторожно. Процесс пайки представляет собой диффузию одного вещества(металла) в другой при высокой температуре, что обеспечивает после затвердения припоя механическую прочность и высокую электропроводность соединения. Одним из металлов является проводник, вторым - припой.

Припои бывают разные: мягкие и твердые, т.е. легкоплавкие и тугоплавкие. К первым относятся припои с температурой плавления до400°С, имеющие сравнительно небольшую механическую прочность(сопротивление разрыву до 7кг/мм 2 ). К тугоплавким относятся припои с температурой плавления свыше 500°С, создающие высокую механическую прочность соединения (сопротивление разрыву до 50кг/мм 2 ). Недостатком таких припоев является то, что они требуют высокой температуры нагрева, и хотя прочность такой пайки весьма высока, интенсивный нагрев может привести к весьма нежелательным последствиям: можно перегреть дорогостоящую деталь и вывести ее из строя (например транзистор или микросхему) или “отпустить”, например, стальную деталь (пружину).В радиоэлектронике чаще всего применяют мягкие припои, в частности припой ПОС-61, который содержит 61% свинца, 38 % олова и 1% различных присадок. Нагретые металлы активно вступают в реакцию окисления с кислородом воздуха, поэтому нагретый металл надо чем-то защитить.

Кроме того, существуют флюсы, которые не требуют предварительного облуживания деталей, но в электронике их применяют редко и только в случаях, когда не требуется электрического контакта после пайки, ибо даже мельчайшие остатки такого флюса способны вызвать окисление деталей и нарушение электрического контакта (разрыв электрической цепи). Поэтому при монтаже радиоэлектронной аппаратуры применяют, как правило, флюсы, предохраняющие металл от окисления (образования окисной пленки, обладающей высоким электрическим сопротивлением).
Эту роль при пайке в электронике выполняет или канифоль, или раствор канифоли в спирте. Такой флюс называют нейтральным, потому что он не содержит в своем составе ни кислот, ни щелочей. Кроме того, флюс повышает текучесть расплавленного припоя, в результате чего после остывания места пайки получается прочное соединение.
Прочную пайку с ровной поверхностью застывшего припоя можно получить, применив жидкий флюс, приготовленный из 20 г измельченной в порошок чистой канифоли, растворенной в 35-40 г чистого спирта, скипидара или ацетона. Практически установлено, что при указанной пропорции составных частей флюс при пайке не дает вспышек паров растворителя. Этот флюс надо хранить в пузырьке с притертой пробкой .Для жидкого флюса не рекомендуется применять канифоль, предназначенную для натирания скрипичного смычка, иначе пайка может быть загрязнена посторонними примесями. В качестве флюса при пайке электронных цепей в случае крайней необходимости можно пользоваться также смолкой сосны или ели.
Ускорить процесс пайки и повысить качество соединений можно, применив вместо канифоли глицериновую пасту. С помощью пасты можно паять детали из самых разнообразных металлов и сплавов даже без предварительной зачистки и лужения, что особенно удобно в труднодоступных местах. Глицериновую пасту легко приготовить самому. Состав ее следующий: 48% веретенного масла,12%пчелиного воска, 15% светлой канифоли, 15% глицерина, 10% насыщенного водного раствора хлористого цинка. Изготавливая глицериновую пасту, её нужно всё время подогревать. Сначала расплавляют канифоль, затем добавляют веретённое масло, воск, глицерин и в последнюю очередь- хлористый цинк.

Существует еще один рецепт флюса, пригодного для пайки без предварительного залуживания. Этот флюс можно использовать для пайки большинства встречающихся в практике радиолюбителя металлов и сплавов: меди, латуни, бронзы, железа, различных сталей, в том числе нержавеющей, цинка, белой жести, нихрома, константана, манганина, никеля, особенно выводов кварца с тщательной промывкой водой и спиртом и т.д.
Весьма прочное соединение получается при пайке никеля и проводов из сплавов высокого сопротивления, которые при применении обычных флюсов нельзя паять. При пайке с этим флюсом предварительное облуживание проводников или детали не требуется. Флюс состоит из 73 мл спирта(ректификат или сырец ), 20 г канифоли, 5 г солянокислого анилина, 2 г триэтаноламина. Триэтаноламин можно заменить 20 каплями раствора аммиака (нашатырного спирта). Канифоль растворяют в 50 мл спирта, а в остатках спирта 23 мл растворяют солянокислый анилин. Оба раствора смешивают и добавляют триэтаноламин.
Флюс в виде пасты, представляющей собой сплав канифоли с одноосновными жирными кислотами,можно составить по следующему рецепту: стеариновая кислота 30 г, пальмитиновая кислота -25 г, олеиновая кислота -45 г, канифоль -100 г.
Сплавлять указанные компоненты следует в стеклянной колбе (водяной бане) при температуре100°С, причем содержимое колбы необходимо хорошо перемешивать. Этот процесс также можно проводить в любой чистой посуде и на открытом огне; в этом случае необходимо лишь придерживаться указанного температурного режима. После охлаждения флюс превращается в густую мазь. Густота флюса зависит от количества канифоли. На место пайки флюс наносится палочкой в очень малом количестве.
Высокая активность флюса, составленного по этому рецепту, дает возможность проводить пайку без предварительного залуживания. С помощью этого флюса можно паять лицендрат (набор очень тонких проводов, диаметром около 0,01 мм), выводы остеклованных резисторов и провода в эмалевой изоляции даже без особо тщательной зачистки.