Arduino Slovakia - Ako na SMD súčiastky

Hierarchy: Spájkovanie

SMD súčiastky vidíme na každom kroku. Sú lacné, zaberajú málo miesta a výsledok vyzerá ďaleko lepšie ako s normálnymi súčiastkami. Horšie je už s ich letovaním. Ak pri tom nechcete prejsť všetkými štádiami zúrivosti, bez špeciálnych nástrojov sa nezaobídete.

Pred pol rokom som uskutočnil svoj prvý pokus so SMD súčiastkami. Nedopadlo to úplne najlepšie, ale problém nebol v tom, že sa to v amatérskych podmienkach nedá urobiť, ale v použití nesprávnych technológií. Nepodarilo sa mi totiž vtedy nájsť na Internete zmysluplný návod na to, čo si kúpiť a ako s tým pracovať. Preto sa teraz pokúsim popísať všetko čo sa dá nájsť a na čo sa to používa.

Vyskúšanie za pár dolárov

Na Ebay sa dá za pár dolárov kúpiť plošný spoj so SMD súčiastkami, ktoré si môžete vyskúšať letovať. Nachádzajú sa na ňom rezistory, diódy a jeden integrovaný obvod. Existuje ich viac typov, ale všetky slúžia len na to, aby ste sa rozhodli, či na to máte alebo nie. Hľadajte to pod názvom SMD Component Welding Practice Board Soldering. Pokiaľ máte spájkovaciu stanicu s hrotom a pinzetu, dá sa to s prižmúrenými očami osadiť. Výsledok síce bude mať ďaleko do úhľadnosti, ale fungovať by to fungovalo.

Pinzeta

SMD súčiastky sú malé a preto sa bez pinzety nezaobídete. Stačí na to aj čínska pinzeta s hrotmi, ktoré sa pri silnejšom tlaku ohýbajú. Predávajú sa pod názvom tweezers. Napríklad takáto. Predávajú sa aj celé sady, ale bohate vám bude stačiť aj jedna.

Lupa

Malé súčiastky je pohodlné sledovať pod zväčšením. Ideálna je lupa, ale nie tá, čo sa predáva pod názvom third hand. Treba mať takú, do ktorej sa môžete pohodlne pozerať oboma očami. Moju som kúpil v Lidli, v rámci nejakej akcie a tuším nie je vyslovene určená na letovanie. Má spodný železný kruh, ktorý ju stabilizuje, z kruhu neujde žiadna súčiastka a samotná lupa je pripojená pomocou dvoch kratších tyčiek, takže sa dá pohodlne nastaviť pred oči.

Spájkovacia stanica s hrotom

Aj keď to nie je ideálny nástroj, na niektoré činnosti sa prekvapujúco hodí. Dajú sa pomocou nej veľmi dobre letovať integrované obvody. Stačí prichytiť jeden pin malou kvapkou cínu a na zvyšné ten cín dostanete pomocou kapilárnych síl, keď hrotom prejdete cez ostatné piny. Chce to trošku cviku, ale napodiv je to celkom ľahké a výsledok vyzerá dobre.

Pokiaľ sa vám podarí naniesť priveľa cínu a niektoré piny sa zlejú dokopy, dá sa to odsať preč pomocou medeného odsávacieho lanka. Ak to nejde, pomôže trocha kalafuny na hrote, alebo priamo v lanku. Medené lanko dobre vedie teplo, takže sa skoro so stopercentnou istotou na tom aj popálite. Ale nadbytočný cín bude preč a výsledok bude vyzerať dobre.

Teplovzdušná stanica

Pokiaľ to myslíte so SMD vážne, bez teplovzdušnej stanice to nepôjde. Dajú sa pomocou nej aj odstraňovať súčiastky. Ideálne v prípade viacpinových súčiastok, ktoré bežnou spájkovačkou von tak ľahko nedostanete. Pomocou stanice to celé nahrejete a pohodlne pinzetou odstránite želanú súčiastku. Rovnako dobre to funguje na SMD aj normálne súčiastky.

Ak chcete vyberať súčiastky z iných plošných spojov, niekedy to ani týmto nepôjde. Keď výrobca použije čistý cín, nepomôže ani vyššia teplota a skôr roztavíte plast na súčiastke než ten cín. Ak to nejde pomerne rýchlo roztaviť, treba sa na to vykašľať, lebo za tú námahu to nestojí.

Spájkovacia pasta

Spájkovacia pasta je emulzia drobných guličiek cínu a nejakého tavidla. Pri zahriati sa cín zleje dokopy, kapilárne zatečie pod piny a tavidlo sa prevažne odparí. Tie lepšie a drahšie pasty údajne nedymia a spravia krajší cín bez odtrhnutých čiastočiek. Kto by ale kupoval to isté za 20 EUR, keď od Číňana to je za štvrtinu. A aj za tú cenu to bude fungovať. Pasta sa predáva v dvoch formách:

Ako pasta v malej krabičke.
Ako pasta v striekačke.

Pasta v krabičke

S touto formou sa pracuje tak, že máte ku plošnému spoju aj šablónu s otvormi, ktorú položíte na plošný spoj a cez otvory pastu natriete malou špachtľou. Keď šablónu nemáte, ani sa nepokúšajte o nanášanie pomocou špáratka alebo pomocou nejakého podobného postupu. Nebude sa to dobre prichytávať a nanesiete toho alebo málo alebo priveľa a výsledok bude obsahovať hnusne veľké kvapky cínu, ktoré vám nadvihnú súčiastky, prípadne riskujete skrat z príliš veľkého množstva cínu.

Príklad pasty v krabičke

Pasta v striekačke

Táto pasta je určená na vytláčanie, preto je mierne redšia. Výrobcovia ale predpokladajú, že ku tomu máte celý prístroj, kam sa striekačka nasadí. Preto je striekačka predávaná bez piestu. Tiež ku tomu nie sú ihly, ktoré si musíte kúpiť osobitne. Ale keď sa vám to podarí všetko pozháňať, práca so striekačkou je pomerne pohodlná. S troškou citu v ruke dokážete vytlačiť krásne malé množstvá pasty. Naozaj malé množstvo, ktoré ale bohate stačí na priletovanie súčiastky. Malá striekačka pasty vám vystačí na obrovské množstvo letovacích plôšiek.

Plošný spoj je dobré pri nanášaní prilepiť páskou ku stolu, aby vám to nelietalo a mohli ste sa sústrediť na presné umiestnenie pasty. Na rezistory a ďalšie súčiastky vo veľkosti 0805 umiestňujete kvapky pasty na každú plôšku osobitne. Na integrované obvody sa vytlačí tenká súvislá vrstva kolmo na plôšky. Treba ju vytlačiť rovnomerne a podľa možnosti neopravovať na miestach, kde sa vám toho zdá byť málo. Na integrovaný obvod to stačiť bude.

Striekačka s pastou - Napríklad XG-Z40.
Striekačky, piesty a ihly - Napriklad táto sada troch striekačiek a množstva hrotov. Hrot si treba vyberať ružový s označením 20GA.

Skladovanie súčiastok

Pokiaľ na to nemáte špeciálne krabičky, radšej súčiastky skladujte v originálnych púzdrach. SMD súčiastky sú malé a ak vám nejaká spadne, už ju nenájdete.

Osadzovanie súčiastok

Keď je pasta na plošnom spoji, položte si ho nabok a pripravte si pod lupu všetky súčiastky. Pootáčajte si ich hore hlavou, ale dávajte dobrý pozor na to, aby ste si ich nepomiešali. Najmä keď použijete viac druhov rezistorov, ktoré sa líšia iba hodnotou. Prípadne diódy nemusia mať na sebe rozoznateľné ani žiadne číslo.

A keď ich máte pripravené, pinzetou ich jednu po druhej umiestnite na plošný spoj. Malé súčistky nemusíte triafať úplne presne, pretože pri zahriatí ich kapilárne sily krásne usadia na miesto. Integrované obvody treba umiestniť trošku presnejšie, ale nič sa nedeje, keď to na prvýkrát netrafíte. Pinzetou sa dajú jemne posunúť na miesto.

Letovanie horúcim vzduchom

Vystačíte s jedným nadstavcom na všetko. Treba si vybrať taký, čo má otvor príemeru asi pol centimetra. Na horúcovzdušnej stanici sa dá regulovať teplota a prúd vzduchu. Treba teplotu nastaviť na tavenie cínu okolo 300 stupňov a prúd vzduchu tak, aby súčiastky neodleteli preč. Treba mať pod plošným spojom nejakú podložku, lebo sa od vzduchu celkom prekne zohreje. Na normálnom stole by to časom mohlo zanechať stopy. Netreba to ale preháňať, noviny ako izolácia postačia.

Horúci vzduch nevidno, preto treba dbať na bezpečnosť. Svoju aj akýchkoľvek materiálov, ktoré by ste mohli teplom poškodiť alebo zapáliť.

Letovanie pôjde rýchlo. Jemne krúžte vzduchom okolo súčiastky a po nejakom čase sa to odrazu roztopí, súčiastka potancuje a usadí sa na mieste. Po vychladnutí je dobré povrch očistiť od zvyškov tavidla. Môžu v nom byť malé guličky cínu a celkovo je tavidlo dosť korozívny materiál. Profesionáli majú na to izopropylalkohol, ale rovnako poslúži aj odlakovač a tyčinky na čistenie ucha.