Pájení v elektrotechnice (měkké)

---

Pájení:

• Pájení je vodivé spojování elektrotechnických součástek roztaveným kovem (pájkou).
• Rozdělujeme je na pájení ruční a selektivní.
• Měkké do 450 °C
• Tvrdé nad 450 °C

 

Pájka:

• Materiál pro spojování součástek za tepla.
• Pro měkké pájení v elektrotechnice se nejčastěji používá eutektická (tuhnutí je bez přechodových fází) slitina cínu a olova, obvykle v poměru 2:1. 
• Teplota tání je 185 °C
• Pro práci v elektrotechnice se měkké pájky vyrábějí ve formě trubiček plněné tavidlem, obvykle kalafunou.
• Moderní bezolovnaté pájky jsou slitiny cínu, mědi, stříbra, … (Sn99,3% Cu0,7%; Sn96,5% Ag3% Cu0,5%; Sn95,5% Ag3,8% Cu0,7%)

 

Tavidlo:

• Chemická látka používaná jako čistící prostředek k odstranění zoxidované vrstvy.
• Pro měkké pájení se nejčastěji používá:
  • kalafuna (organická pryskyřice)
  • pájecí pasta (směs zinkochloridu a chloridu amonného s organickými tuky)
  • speciální pájecí kapaliny 
    • neutrální - pro univerzální běžné použití
    • na kalafunové bázi - pro plošné spoje
    • na tenké vodiče
    • na nikl
    • na nerez oceli

Obr. 1 neutrální pájecí kapalina

Obr. 2 kalafuna

 

Páječky:

Páječek je velice mnoho druhů, pro různá použití.

• Transformátorová páječka
• Odporová páječka
• Mikropáječka
• Horkovzdušná páječka pro SMD součástky
• Plynová páječka
• Laserová páječka
• IR páječka
• Robotické průmyslové páječky
• Pájecí linky

 

Pro ruční pájení v elektrotechnice jsou vhodné tři základní typy.

• transformátorová páječka (trafopájka, pistolová páječka)
  • univerzální použití
  • nelze nastavit teplotu hrotu (smyčky)
  • nevhodná pro pájení složitějších plošných spojů
    

    Obr. 3 transformátorová páječka

    
    
• mikropáječka
  • vhodná především pro pájení plošných spojů
  • možnost nastavitelné teploty hrotu (přesné nastavení teploty)
  • šetrná při pájení k citlivým součástkám
    

    Obr. 4 mikropáječka

    
    
• plynová páječka
  • použití podobné jako u mikropáječky
  • teplota hrotu nastavitelná pomocí ventilu plynu (nepřesné nastavení teploty)
    

    Obr. 5 plynová páječka

    
    

 

Metody selektivního pájení

1. na vlně

   • Velkosériová výroba, velmi krátký čas pájení.
   

   Obr. 6a

   
   

2. horkým vzduchem

   • Opravy integrovaných obvodů.
   • Vhodné pro pájení SMD součástek.
   • Nevýhoda - dlouhý čas pájení (cca 8-10 s).
   

   Obr. 6b

   
   

3. roboticky

   • Pájení speciálních součástek.
   • Velká flexibilita zařízení (možnost snadného zařazení do výrobní linky).
   • Doba pájení 2-6 s.
   

   Obr. 6c

   
   

4. za pomoci IR světla

   • Bezdotyková technologie.
   • Velmi rychá a flexibilní metoda pájení.
   

   Obr. 6d

   
   

5. laserové

   • Doba pájení 0,1-5 s.
   

   Obr. 6e

   
   

6. minivlnou

   • Malá flexibilita.
   • Vhodlé pro výrobu velkých serií.
   

   Obr. 6f

   
   

7. tryskou

   • Vysoce sofistikovaná metoda.
   • Možnost nastavení pájecího procesu pro každý bod zvlášť.
   • Dlouhý čas pájení.

   Obr. 6g smáčená tryska	Obr. 6h nesmáčená tryska
   Obr. 6i	Obr. 6j

   

   Obr. 10 pájecí automat

   
   

Ruční pájení:

1. Co budeme pájet? (plošný spoj, kabely, drátové spoje, konektory, ocelový plech…)
2. Výběr vhodné páječky.
   • mikropáječka (plošný spoj, konektory)
   • trafopáječka (silnější kabely, drátové spoje)
3. Správná pájka a tavidlo.
   • pájky:
     • dle tloušťky pájeného materiálu zvolíme i slabší/silnější pájku (trubičkový cín)
     • dle složení pájeného materiálu (měď, stříbro, ocel, nikl...), volíme směs pájky
   • tavidla:
     • kalafuna (měď, pozlacené či postříbřené součástky)
     • neutrální pájecí kapalina (měď, pozlacené či postříbřené součástky)
     • speciální pájecí kapaliny (nikl, ocel, zinek...)

Postup pájení:

1. spojovaný materiál musí být zbaven mechanických nečistot a odmaštěný
2. musí být pevně uchycen (aby se při pájení nehýbal)
3. samotné pájení provádíme na nehořlavé podložce
4. na spojovaný materiál naneseme tavidlo
5. je-li to možné jednotliné součásti ocínujeme
6. spojované části dostatečně prohřejeme a přidáme malé množství pájky
7. spoje by neměli být dlouho vystaveny vysoké teplotě
8. ve chvíli spávného prohřátí materiálu se pájka  se po kontaktu - spoji "rozleje" 
9. spoj přestaneme prohřívat
10. pájka po vychladnutí by měla být lesklá a zcela přilnutá ke kontaktu
11. pájené spoje nakonec očistíme od tavidla lihem

Obr. 7 držák na pájení s lupou

Důležité poznámky ke správnému pájení:

• hrot (pájecí očko) páječky při práci oxiduje
  očistíme je smirkovým plátnem, jehlovým pilníkem
• dlouho se pájka na hrotu netaví
  zvýšíme teplotu hrotu
• pájka utíká z hrotu-kuličkuje
  snížíme teplotu hrotu
• spoj je nepřesný, matný,…
  znovu zahřejeme, pájku odstraníme odsávačkou a spoj přepájíme
• doporučuji před prvním pájením vyzkoušet nanečisto podobný spoj mimo obvod

Obr. 8a vhodné pájecí očko	Obr. 8b nevyhovující pájecí očko
Obr. 8c správně pájený spoj	Obr. 8d zcela nesprávně pájený spoj

Obr. 9a správný postup pájení na desku

Obr. 9b horký hrot mikropáječky čistíme o vlhkou houbičku

Obr. 9c příliš horký hrot, pájka je přepálená

Otázky:

 

Odkazy obrazových příloh