Андрей Смирнов
Время чтения: ~14 мин.
Просмотров: 30

Термофен для пайки микросхем своими руками

Главная > Справочник > Сварка > Паяльный фен

Долгое время любители радиоэлектроники были вынуждены пользоваться стандартным паяльником с медным жалом для пайки элементов. Но со временем размеры микросхем и их составляющих уменьшались и использование такого инструмента как паяльник стало затруднительно. На смену ему пришел паяльный фен, или как его еще называют, фен для пайки.

payalnyi-fen-1.jpg

Этот инструмент стал незаменимым помощником в использовании в быту для различных работ. В магазинах представлен большой выбор паяльных фенов разных конфигураций. Стоимость некоторых из них очень высока, поэтому некоторые люди предпочитают собрать этот полезный инструмент самостоятельно. Сделать это не требует больших усилий и знаний.

Принцип действия термофена

Паяльный фен во многом похож на строительный, но обладает меньшей мощностью, компактными размерами и насадками. Работает он следующим образом: после нажатия кнопки включения, начинает работать нагреватель и вентилятор. Вентилятор захватывает воздух и через небольшое отверстие нагретый воздух подается к месту, которое необходимо расплавить. Как только будет достигнута требуемая температура плавления припоя, можно присоединять или отсоединять элементы микросхем и прочее.

Особенности фенов для пайки

Фен для пайки применяется в работе с легкоплавкими сплавами и металлами. Кроме того, его часто применяют для удаления лакокрасочных покрытий с поверхности старых деталей и при их нагревании. Температура воздуха, выходящего из сопла фена достигает 800 °С. Регулируется она с помощью специального реле, но кроме этого, температура зависит от используемого напряжения, вентилятора и расстояния до нагреваемого предмета.

payalnyi-fen-6.jpg

Работа паяльным феном

Насадка изготавливается из термостойких материалов и имеет определенную конструкцию, удобную для использования в одной руке, если это не стационарный паяльный фен.

Конструкция термофена

Основные части, из которых состоит фен для пайки, схожи с элементами других нагревательных приборов:

  1. Рукоятка. Она делается из жаропрочных материалов из расчета, что выдержит высокую температуру. Например эбонит, керамика, фарфор. Кроме того, рукоятку можно обмотать жаропрочной тканью, что также снизит температуру поверхности.
  2. Корпус. К нему предъявляются такие же требования как к рукоятке.
  3. Насадки. Чаще всего это стальная трубка с небольшим диаметром отверстия. Использование других металлов не рекомендуется из-за меньшей долговечности или большей цены.
  4. Нагревательный элемент. Используется нихромовая проволока небольшого радиуса, которая хорошо держит форму при нагреве.
  5. Вентилятор. Устанавливается на обратной стороне паяльного фена и подает воздух к нагревательному элементу. Он обязан быть маленьким, для удобного использования инструмента.
payalnyi-fen-3.jpg
Устройство паяльного фена
Насадки для термофена

Основные характеристики фена для пайки

Есть несколько параметров, на которые стоит обратить внимание, выбирая фен для пайки – это напряжение и мощность.

Для успешной пайки компьютерных микросхем и радиодеталей дома, мощность должна быть минимум 100 Ватт, но лучше больше.

Пусть полученная температура будет выше необходимой, ее можно отрегулировать с помощью реле, проволоки или расстояния до нагреваемой поверхности. В промышленных паяльных фенах мощность достигает 1,7 кВатт и больше.

Рекомендуемый диапазон напряжения 24-36 Вольт. Меньшие значения не позволят достигнуть требуемой мощности, а большие могут быть опасны. Кроме того, напряжение будет зависеть от сопротивления в проволоке нагревателя. Рекомендуется использовать нихромовую проволоку сопротивлением 6 Ом для напряжения 24 Вольта.

Собираем воздушный паяльник из обычного

Из простого паяльника легко собрать термофен своими руками. Возникает вопрос, а зачем мы модернизируем паяльник? Ответ прост: часто бывают ситуации, в которых нет возможности расплавить припой обычным жалом.

Конструкция такого прибора проста и собрать сможет каждый. Для изготовления потребуется обычный пальник с деревянной ручкой и стандартной мощностью 40 Ватт. Для подачи воздуха необходим источник сжатого воздуха, Для этого подойдет компрессор для аквариума.

Необходимо извлечь жало, а нагревательный элемент оставить без изменений. В стенке делаем отверстие и выводим через него провод питания. К заднему торцу паяльника приклеиваем втулку, в которой будет крепиться трубка, соединенная с источником сжатого воздуха. Герметизируем места, где проходят провода.

В металлической части прибора требуется фольгой закрыть отверстия, затем обмотать медной проволокой – это усилит теплоемкость. На смену жалу нужно установить стальную трубку такого же диаметра, чтобы она хорошо держалась и не выпала во время работы. Такой инструмент обычно позволяет нагревать поверхность до 300 °С.

Принцип работы паяльного фена, сделанного своими руками, следующий

Воздух попадает к нагревательному элементу, теплоемкость которого была увеличена с помощью обматывания трубки фольгой и медной проволокой. Далее нагретый воздух поступает в стальную трубку, установленную вместо жала, и через отверстие в ней направляется уже к нагреваемой поверхности.

К минусам такого прибора можно отнести то, что нет возможности регулировать температуру и она недостаточно высока для некоторых металлов. Увеличить ее можно за счет изменения обдува. Этот инструмент, собранный собственноручно, позволит работать с некоторыми радиосхемами, но не сможет заменить профессиональное оборудование, например паяльную станцию.

Мини паяльная станция с большими возможностями

Такую станцию можно сделать например из пластиковой банки из-под лекарств. Такое устройство очень компактное. Состоит из трубки с установленной внутри спиралью (найти такую можно в старых конденсаторах) и вентилятора.

Рукоятка для станции не требуется, а блок питания на контроллере позволяет регулировать температуру.

Такой инструмент, собранный самостоятельно сопоставим по качеству работы с оригинальным магазинным вариантом.

Как правильно собрать термофен своими руками

Прежде чем начать собирать самодельный паяльный фен, нужно сделать спираль нагревательного элемента. Используется проволока с сечением от 4 до 7 мм с натяжкой, на которую накручивают нихромовую спираль (иногда из фехраля). Требуемое сечение должно быть 0,5-0,6 мм. Спираль следует наматывать на трубчатое основание аккуратными одинаковыми витками. Важно проследить, чтобы витки не соприкасались. Сверху от нее накладывается слой асбеста или стекловолокна, который следует скрепить при помощи термоустойчивого клея. Торцы и места вывода спиралей стоит также покрыть слоем клея.

Схема сборки термофена

Затем, на слой клея устанавливается трубка для изоляции поступающего жара от спирали. Делается она из устойчивых к высоким температурам материалов, например керамики. Торцы и места вывода спиралей стоит также покрыть слоем термостойкого клея

Выходы спирали требуется вывести наружу и с помощью винтов на креплении соединить с приводом питания. Важно, чтобы он имел теплостойкую изоляцию. Провод необходимо провести через пусковой включатель и реостат. Это даст возможность регулировать напряжение.

На другой стороне паяльного фена устанавливается вентилятор или другой элемент подачи воздуха к нагревателю. Если нет возможности установить на корпусе фена, то можно с помощью втулки подвести трубку, по которой будет подаваться воздух. Провода от вентилятора также подводят к выключателю, чтобы была возможность контролировать поток воздуха.

Затем к корпусу крепится сопло. Рекомендуется предусмотреть конструкцию, позволяющую заменить сопло на другие разного диаметра.

Необходимый инструмент

Для того, чтобы сделать фен для пайки своими руками потребуются следующие инструменты:

  • лобзик;
  • пассатижи;
  • ножовка;
  • электродрель;
  • линейка;
  • штангенциркуль;
  • кисть для клея;
  • тиски;
  • измерительные электроприборы;
  • паяльник;
  • отвертки.

С этим минимальным списком инструментов можно сделать простой паяльный фен самостоятельно.

Конструкция самодельного фена для пайки микросхем

Она состоит из тех же частей, что и указывалось выше. Отдельного внимания заслуживает корпус, поэтому ниже будет подробно изложено как сделать корпус фена для пайки.

Паяльный фен своими руками

При изготовлении применяются:

  • Материалы с хорошими термоизоляционными свойствами.
  • Хорошая изоляция мест нагрева.

В первом случае могут возникнуть трудности с их получением и изготовлением корпуса необходимых размеров. Кроме этого некоторые материалы стоят немалых денег.

Хорошо подойдет в роли корпуса ненужный фен. Место, к которому будет прилегать сопло, необходимо сделать из термостойких веществ, выдерживающих высокую температуру. Кроме того, необходимо сконструировать корпус таким образом, чтобы нагрев не передавался в другие места и держать ручку паяльного фена человеку было комфортно без использования перчаток и жаростойких рукавиц.

Сопло фена обязательно надо сделать металлическим, например стальным, т.к. оно возможно будет соприкасаться с нагреваемыми поверхностями.

Следует грамотно выбрать место для переключателей и регуляторов, для удобного применения их во время работы. Их можно использовать от старых бытовых приборов.

Сделанный своими руками термофен станет хорошим помощником в быту и облегчит выполнение многих задач и сэкономит деньги. Затраты на его сборку несоизмеримо меньше, чем покупка нового паяльного фена в магазине.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Качественное профессиональное оборудование для пайки микрокомпонентов стоит немалых денег, а недорогие термофены не подходят для большинства задач. Очень многие ремонтники и радиолюбители время от времени сталкиваются с некачественными термофенами для пайки.

Чтобы избежать подобных недоразумений имеет смысл сделать паяльный фен своими руками. Такой вариант отлично подойдет для ремонтников и радиолюбителей, имеющих специфические требования к оборудованию и весьма ограниченный бюджет.

Основы пайки феном

Прежде, чем начать проектировать самодельный паяльный фен, следует ознакомиться с основными методами использования данного инструмента.

Чертеж паяльного фена.

Термофен для пайки, как правило, может понадобиться в таких случаях:

  1. Пайка очень маленьких деталей в SMD корпусах. Большинство мелких радиодеталей не поддаются пайке паяльником. Для монтажа подобных компонентов необходимо залудить место посадки, смазать его флюсом и расположить микросхему. После этого можно смело начать нагрев монтажных контактов при помощи фена, до того момента пока припой под компонентом не расплавится, и он не сядет на печатную плату.
  2. Отсутствие свободного места для использования паяльника. При очень плотной компоновке элементов на печатной плате использование паяльника существенно затруднено. В этом случае термофен – это лучший вариант для радиолюбителя.
  3. Ремонтные работы, связанные с мобильными телефонами или планшетными компьютерами. Большинство современный гаджетов практически невозможно разобрать без использования термофена. Например, замена экрана на любом телефоне требует предварительного прогрева старой матрицы при помощи термофена. Серьезный нагрев нейтрализует клей и позволяет отделить экран от корпуса устройства.
  4. Снятие BGA чипов с посадочных площадок. Работы по реболу и прогреву современных видеочипов производятся при помощи паяльного термофена.

Управление температурой и плотностью потока воздуха, как правило, осуществляется при помощи кнопок на термофене.

Процесс пайки при помощи паяльного термофена подразумевает следующие шаги:

  • нанесение припоя или паяльной пасты на место предполагаемого монтажа;
  • установка микросхемы на посадочное место;
  • прогрев монтажных контактов при помощи паяльного термофена.

Для того, чтобы обезопасить близлежащие компоненты от нагрева, следует наложить на них специальные экраны из алюминиевой фольги.

После проведения работ следует проверить качество пропая всех контактов при помощи иголки.

Демонтаж элемента при помощи фена еще проще. Для снятие неисправной микросхемы необходимо:

  • равномерно прогреть все контакты;
  • аккуратно снять элемент при помощи пинцета или присоски.

Во время нагрева поверхности при помощи термофена необходимо совершать круговые движения. Такая методика позволяет избежать локального перегрева платы и нарушения ее геометрии.

Требования к оборудованию

Электрическая схема паяльного фена.

Основные требования, предъявляемые к термофену для пайки микросхем своими руками, состоят в:

  1. Соблюдении температурных режимов пайки. Большинство паяльных работ осуществляется в пределах 190 – 250 градусов Цельсия. Нижняя планка касается свинцовосодержащих припоев, а верхняя – заводских безсвинцовых припоев. Паяльный термофен должен выдавать поток воздуха строго заданной температуры, дабы обезопасить микросхемы от перегрева и выхода из строя.
  2. Стабильном воздушном потоке. При неравномерном воздушном потоке серьезно затрудняется работа с паяльным оборудованием.
  3. Безопасности и удобстве использования. Тепловой фен не должен перегреваться и представлять опасность для мастера. В идеале, мощный паяльный фен, сделанный своими руками, следует проектировать на базе трансформаторного блока питания.

Устройство паяльного оборудования должно содержать исключительно безопасные элементы. При изготовлении самодельного блока питания компрессора следует уделить особое внимание надежности конструкции и безопасности ее для окружающих.

Как показывает опыт, многие умельцы умудряются изготавливать полноценные рабочие термоинструменты из строительного фена, бытового аппарата для сушки волос или даже обычного паяльника.

Фен из паяльника

Схема паяльного фена.

Перед тем как сделать паяльный фен своими руками следует:

  • продумать устройство для подачи воздуха;
  • собрать специальный нагревательный элемент;
  • оснастить аппаратуру термопарами;
  • продумать систему осуществления контроля за текущей температурой оборудования.

Обдумывая как сделать паяльный фен из обычного паяльника следует учесть все тонкие моменты, дабы не подвергать себя чрезмерному риску.

Главные критерии, которым должно соответствовать термоустройство на основе паяльника представлены:

  • регулировкой температуры;
  • нормальной мощностью нагревателя;
  • безопасным компрессором.

Установку нагнетателя для паяльной станции сделанной своими руками рекомендуется делать в соответствии с текущими правилами электробезопасности. Подобное подключение аппаратуры обеспечит отсутствие помех в электрической сети.

Что понадобится для создания фена из паяльника?

При создании фена для пайки своими руками следует подготовить:

  • обычный старый паяльник, работающий от сети переменного тока;
  • кварцевую трубку для создания камеры нагрева воздушного потока фена;
  • галогеновую лампу для прожекторов для прогрева воздуха и плавки флюса феном;
  • нихромовый провод толщиной до 0.7 миллиметров;
  • терморегулятор;
  • вентилятор паяльного фена.

Принципиальная схема паяльного фена.

Подключение всего оборудования должно производится в специально подготовленные на паяльной станции разъемы, распиновка которых зависит от производителя аппаратуры для пайки.

Процесс сборки фена из паяльника

Самодельный фен для пайки микросхем из старого паяльника собирается в несколько этапов:

  1. Укладка самодельной спирали из нихромовой проволоки внутри кварцевой трубки.
  2. Соединение спирали с проводом питания.
  3. Продевание провода термопары, для регулирования температуры нити накала.
  4. Изоляция прибора при помощи слоя трубки, наматываемого на кварцевую трубку.
  5. Установка трубки в ручку паяльника, вместо жала.
  6. Центровка трубки при помощи обматывания ее асбестовым шнуром.
  7. Зажатие переднего вывода трубки при помощи обоймы.
  8. Продевание шланга для подачи воздушного потока.
  9. Подключение компрессора, создающего воздушный поток.

Регулятор температуры источника нагрева лучше расположить на корпусе термофена.

Принцип работы термофена на основе паяльника следующий:

На нихромовую нить подается небольшой ток, заставляющий ее раскалиться. Воздух, идущий из компрессора, собирается в специальной утеплённой камере и прогревается под действием спирали и изоляционной фольги. После этого, воздух покидает камеру нагрева и поступает напрямую на печатную плату.

Паяльный фен – чертеж для изготовления.

К сожалению, данный метод изготовления термического фена имеет массу минусов.

К недостаткам термофена, выполненного из обычного паяльника, можно отнести:

  • сложности с калибровкой температуры;
  • регулировка силы воздушного потока производится при помощи пережима воздуховодной трубочки;
  • невозможность регулировки интенсивности прогрева в большинстве обычных паяльников;
  • трудоемкость работы;
  • плохая термическая изоляция устройства.

В большинстве случает изготовление термического фена из паяльника не оправдано. Переделка недорогого строительного термофена – это гораздо более рациональный метод изготовления термофена для пайки микрокомпонентов.

Заключение

В сети интернет имеется огромное количество инструкций как сделать фен для пайки. Большинство методов изготовления термического фена основаны на переделке имеющегося оборудования, например, строительного термофена, бытового прибора для сушки волос или обычного паяльника с металлическим жалом.

Во многих случаях, при необходимости использования паяльного термофена следует задуматься о приобретении соответствующей станции. Подключенный к паяльной станции термофен дает данные по поводу текущей температуры воздушного потока и позволяет произвести калибровку термопары.

Заранее извиняюсь за шакалистые фотки, но чем богаты, и что под руку попалось в час ночи перед работой.

1495693186130062386.jpg

Влившись с среду восстановления боксмодов фучай 213,понял,что паяльником демонтировать феты и шимки хоть и можно,но сложновато.

вот и возникла идея собрать паяльный(а на край обычный для термоусадки трубок и бутылок,пайки пластмасс) фен.

1495693244124727948.jpg

Поэкспериментировав с разного сечения канталом,остановил выбор на 0,4,ибо он грелся до красного-желтого при намотке,потребляющей те самые 4,5 ампера. Хар-ки бп обычно пишут с запасом,так что выжимать максимум заявленной мощности не побоялся.

1495693279187861232.jpg

итак,составляющие:

Заглушка от фонаря,где была кнопка,рассверлена под впрессовку корпуса от аккумулятора егошки. сопло исполнено из светового огня на ниппель колеса машины/велосипеда. Он цельнометаллический и держит температуру.

1495695316131119105.jpg

Лист слюды,щедро присланный китайцами по 40рэ за кусок 10*15см,отрезан по размеру трубки и сделано много насечек ножом для его сворачивания в трубку.

1495693364181124509.jpg

Из той же слюды сделана основа для спирали,насечки делал алмазным кругом на дремеле, ибо насекать ножом надоело. оч эффективно и ровно!

Желтый провод просто намотан на гайку для контакта с массой.

Второй конец спирали забит за трубку из слюды ради контакта об металл трубки от егошки.

1495693915126245770.jpg

Данные соединения сделаны максимально по-дилетански, ибо это больше эксперимент, и я пошел по простому пути,не придумав ничего проще в реализации.

И всё это добро просто подключено через выключатель напрямик к проводу БП.

Сделан запас проводов на нагреватель для обслуживания нагревателя.

1495697996125336293.jpg

Корпус фонаря не греется вообще! Его охлаждает воздушный поток,а часть трубки с нагревателем вынесена за его пределы.

Фокус окончательно сошел с ума,да и красный или желтый камера превращает в свечение суперновой.

1495694069155199495.jpg

Эффективность: на фото более чем видно. Даже микруха с припаянным пузом снята за 10 секунд.

1495693673191956835.jpg

Флюс не наносил,припой не разбавлял!

Перегрев деталей: не замечен. Тот же микроюсб,который можно поплавить, не пострадал вообще!

1495693834130123460.jpg

Себестоимость: конкретно куплены лишь слюда за 40рэ,вентилятор за бакс,бп почти халява, остальное с запасов хлама.

Итог: честно говоря,я не ожидал чего-то реально годного из этого проекта, тем более со столь малой спиралью, потому,при первой снятой микрухе я просто орал от радости.

Думаю,что он мне еще не раз пригодится не только для починки боксмодов, но и прочего мелкого ремонта электроники.

Возможные альтернативы/модернизация: взять блок питания от пк, у него на 12в линии много больше ампер,приделав ШИМ,поставить термопару.

Но делать я этого,конечно,не буду. Дружко.жпг

4Используемые источники:

  • https://stankiexpert.ru/spravochnik/svarka/payalnyi-fen.html
  • https://tutsvarka.ru/oborudovanie/payalnyj-fen-svoimi-rukami
  • https://pikabu.ru/story/prostenkiy_payalnyiy_fen_svoimi_rukami_5075932

Рейтинг автора
5
Подборку подготовил
Максим Уваров
Наш эксперт
Написано статей
171
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации