Пайка

Курс молодого бойца

(C) Master A. Pixel (SLY FOX)

Итак, для пайки надо запастись:
- паяльником мощностью 20-40 ватт, желательно с регулятором температуры
- припоем ПОС-40...ПОС-60
- канифолью сосновой
- подставкой для паяльника
- дощечкой для пайки
- маленькими пинцетом и кусачками
- отверточками, скальпелем и прочими полезностями.

Не приобретайте жидкие кислотные флюсы, т.к. они не годятся для пайки радиосхем. Для небольших работ лучше всего подходит твердая сосновая канифоль (можно приобрести на радиорынках, в музыкальных магазинах - скрипичную канифоль). Если пайки очень много, можно растворить канифоль в спирте. Прогрейте паяльник и наберите на его жало немного канифоли. Если канифоль быстро сгорает и обугливается с выделением большого количества кислого дыма, паяльник перегрет. Если канифоль густая, растекается плохо и почти не дымит, паяльник недогрет. Если вы хотите получить хорошее качество пайки, приобретите или сделайте регулятор напряжения, чтобы паять при оптимальном прогреве жала паяльника. При пайке больших деталей (кожухов, экранов) температуру жала можно сделать больше, а при пайке микросхем и других чувствительных к теплу деталей - убавить. На правильно нагретом жале канифоль слегка дымит, не обгорая пять-десять секунд, припой блестящий и долго не покрывается окисной пленкой. Жало нового паяльника надо зачистить наждачной бумагой и во время нагрева смазать канифолью. Когда паяльник прогреется, добваляют канифоль, и натирают жало на дощечке в капле припоя, чтобы его кончик как следует облудился. Со временем жало паяльника выгорает и покрывается раковинами. Такое жало правят напильником и заново залуживают. Перед пайкой жало паяльника опускают в канифоль и набирают небольшое количество припоя. Если канифоль обгорела, набирают еще, так, чтобы она переносилась с жала на место пайки. Пайка без канифоли получается непрочной, припой растекается плохо. Хорошая пайка выглядит блестящей, ровной, количество припоя минимальное. Паять следует так, чтобы припой плавился от прогрева спаиваемых выводов, хорошо смачивая их. Отнеситесь к пайке серьезно, т.к. по статистике, до 90% отказов радиотехники случается из-за плохо пропаянных соединений, а найти их бывает непросто.

Выводы деталей перед пайкой зачищают от окислов скальпелем, шкуркой или твердым "чернильным" ластиком, после чего залуживают. Гибкие многожильные провода зачищают, скручивают и залуживают. Тонкие обмоточные провода чистят от лака, протаскивая между большим пальцем и слега прижатым к нему лезвием скальпеля. Зачистка "на весу" или на твердой поверхности часто приводит к обрыву. Провода диаметром 0.1 мм и тоньше не паяют, а скручивают, не зачищая, и вносят скрутку в пламя зажигалки, где провода свариваются, образуя на конце медный шарик. Если возникает необходимость припаять обмоточный провод на вывод каркаса, его залуживают так, чтобы хватило несколько раз обернуть вокруг вывода, а потом припаивают. Если вывод обмотки гибкий, тонкий провод припаивают к гибкому многожильному, изолируя место пайки лакотканью и закрепляют вывод нитками. Наибольшей прочностью обладает соединение, где спаиваемые выводы предварительно соединены механически накручиванием или кольцом, что повышает площадь пайки и препятствует разрыву припоя выводом детали. Печатные платы перед пайкой зачищают самой мелкой шкуркой или ластиком и облуживают. Для того, чтобы полуда была тонкой и ровной, берут кусок оплетки экранированного провода, пропитывают канифолью, добавляют немного припоя и лудят через эту оплетку, двигая ее по дорожкам платы и добавляя припой по мере расхода. Для лучшего результата на плату предварительно местами наносят канифоль. Этот способ дает почти "фабричное" качество полуды плат. После пайки СВЧ схем канифоль следует удалить тампоном, смоченным спиртом или бензином. Если важна надежность и долговечность, пайки покрывают лаком.

Основной показатель резисторов - сопротивление, выражаемое в омах. На резисторе в 1 Ом при токе 1 А падает напряжение 1 В. Чем сопротивление резистора больше, тем больше падение напряжения на нем (при том же токе). Или, если фиксировано напряжение, чем больше сопротивление, тем меньше ток через него.
В радиосхемах сопротивление резисторов в омах указыват только цифрами. Например, 820 - это резистор споротивлением 820 Ома. Обозначение 4.7к означает резистор 4.7 килоома. Сопротивления от 1 мегаома обозначают либо числом с запятой и нулем, либо числом и буквой М. Например 2,0 или 2М это резистор 2 мегаома. На копрусах резисторов сопротивление маркируют либо также, как описано выше, либо букву ставят на место запятой. Например 4К7 означает резистор сопр. 4.7 килоома. К82 означает 0,82 килоома = 820 Ом. Омы, чтобы не путать с нулем, маркируют буквой Е. Например, 75Е = 75 Ом. Мегаомы маркируют буквой М, например М12 = 0,12 МОм = 120 КОм. 3М3 = 3.3 Мом. Эта система обозначений оказалась настолько проста и удобна, что сейчас ее стали использовать и на принципиальных схемах. Ее главные преимущества в том, что для любого номинала используется только три символа, а десятичная запятая при копировании схем может пропасть или ложно появится как соринка, которая будет неверно воспринята как запятая, а с использованием букв такой опасности нет.
Кроме сопротивления на резисторах обычно еще указывают класс точности по допустимому отклонению сопротивления от номинала, выражаемую в процентах. Типовые допуски 1% - высокой точности, 5% - повышенной точности, 10% - нормальной точности. Как правило, большинство схем, если не оговорено особо, допускают еще большие отклонения номиналов резисторов без ухудщения характеристик. При отсутствии резистора нужного сопротивления обычно можно заменить его на резистор "соседнего" номинала из стандартного ряда номиналов:

1.0 1.1 1.2 1.3 1.5 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.6 3 3.3 3.6 4.1 4.3 4.7 5.1 5.7 6.2 6.8 7.5 8.2 9.6

или составить из последовательно соединенных резисторов меньших сопротивлений. На резисторах часто наносят цветовую маркировку номинала в виде кольцевых полосок.

Первая полоска цветового кода расположена ближе к краю корпуса или имеет большую ширину, чем остальные.

На резисторах иностранного производства иногда встречается система обозначений из трех цифр, которые интерпретируются следующим образом: 1-я_цифра / дес_запятая / 2-я_цифра / 10_в_степени_третья_цифра. Например, маркировка 223 означает 2.2 * 10^3 = 2.2 КОм. Обычно, если особо не указано, тепловой мощности даже самых маленьких резисторов достаточно для работы в схеме. Для больших нагрузок выпускаются резисторы мощностью 1, 2, 5 и более ватт, что можно узнать из их марок - МЛТ-1, МЛТ-2, СПО-1 и т.п. Мощность резисторов указывается на схемах римской цифрой.

Основной показатель конденсаторов - электрическая емкость, выражаемая в фарадах. 1 фарада - очень большая величина, и в радиотехнике используют меньшие величины - микро-, нано-, и пикофарады. Микрофарады обозначаются мкФ или uF (где u - греческая буква "мю"), или буквой М. Нанофарады нФ, nF, N; пикофоарады пФ, pF, Р, или обозначение отсутсвует (только число).
Кроме емкости, конденсаторы характеризуются рабочим напряжением, на которое следует обращать внимание, когда они работают в цепях с повышенным напряжением, частотными характеристиками (макс. рабочая частота), в схемах ВЧ и СВЧ и температурным коэффициэнтом емкости (ТКЕ), который важен, когда конденсатор работает в частотнозадающей цепи. ТКЕ бывает как положительным, так и отрицательным, и выражает уход емкости конденсатора в зависимости от температуры. Для компенсации этого ухода ставят два конденсатора с противоположным ТКЕ последовательно или параллельно.
Конденсаторы емкостью от 1 мкФ чаще всего бывают электролитическими, и у них, помимо прочего, обозначается полярность включения. Включать такие конденсаторы следует только с указанной полярностью, и нельзя превышать рабочее напряжение, обозначенное на них, т.к. это приводит их к выходу из строя.
На корпусах отечественных конденсаторов указывают положительный вывод знаком "+", на буржуйских чаще всего отмечен отрицательный вывод знаком "-". На схемах указывают положительный вывод знаком "+" или белой, незакрашенной обкладкой. Маркировка на корпусах либо выражает непосредственно емкость конденсатора, либо используется система обозначений, аналогичная резисторам, с той разницей, что отсчет степеней десятки производится от пикофарад. Например, обозначение 103 расшифровывается как 1.0 * 10^3 пФ = 1000 пФ = 1 нФ.

Катушки индуктивности обычно изготавливают самостоятельно, по данным описания схемы, либо применяют стандартные кактушки, например, контуров ПЧ, взятые из фабричных конструкций. Иностранные контурные катушки, использумые в приемо-передающей технике, часто содержат в одном экране с катушкой установленный параллельно ей конденсатор, т.е. образуют готовый контур, маркируемый сверху цветовой меткой на винте подстройки. (к сож., нет данных по этой маркировке, если кто-то знает, пожалуйста, напишите).

Характеристики полупроводниковых элементов так разнообразны, что для них невозможно ввести какую-либо строгую систему обозначений, и каждый производитель использует собственную.
Отчественные стандарты задают общую систему маркировки диодов и транзисторов. Первая буква (иногда цифра) указывает материал прибора Г=1=германий, К=2=кремний, А=3=ареснид галлия. Вторая буква указывает тип прибора: Т=транзистор, ОТ=оптичекий транзистор (оптрон), Д=диод, У=управляемый диод (тиристор), Н=динистор, С=стабилитрон, и т.д. Далее идет сущий хаос, хотя попытки как-то упорядочить маркировку есть. Например, первая цифра числового обозначения транзисторов приблизительно указывает область его применения, например 3 - мал. мощн. ВЧ транзистор. Для стабилитронов две последние цифры с воображаемой десятичной запятой между ними (иногда) указывают напряжение стабилизации. Например, КС147 обозначает кремниевый стабилитрон на напряжение 4.7 вольта. Аналогичные системы введены и для прочих элементов.
Важно заметить, что большинство отечественных деталей имеют в конце маркировки буквенный индекс, который указыает на существенные отличия параметров детали (частотные св-ва, рабочие напряжения, коэф. услиления h₂₁ и проч.). Если индекс детали важен, он обычно явно указывается на принципиальной схеме или оговаривается в тескте. В других случаях возможно применение детали с любым буквенным индеском. Поскольку из этой весьма запутанной системы невозможно получить все данные относительно прибора, приходится пользоваться справочиками.

Справочные данные по зарубежным деталям можно найти в интернет на сайтах производителей. Выяснить производителя детали можно по буквенному индексу, например, Ti - Texas Instrument (фирменный знак - буквы Ti на фоне штата техас), Philips - PH и фирменный знак, микросхемы с индексом TDA, и т.п. Логические цифровые микросхемы низкой и средней степени интеграции обычно имеют стандартные цифровые обозначения, которых придерживаются все производители. Фирменные кристаллы узкого применения таким стандартам не следует, и искать данные стоит только у разработчика и/или производителя данного чипа.

Создание марахайки начинают с уяснения работы узлов по принципиальной схеме. В описаниях не всегда указываются типы деталей и их характеристики в расчете на опыт радиолюбителя. Если у вас возникают сомнения по поводу типа детали, или вопросы по возможной замене (многие пассивные детали, а также транзисторы и диоды можно заменять другими без ухудшения работы схемы), проконсультируйтесь с опытным человеком. По схемам, приведенным на ВЕРСТАКЕ, в статьях, помеченных звездочкой, пишите в редакцию.
Уяснив работу схемы, подберите необходимые детали. Если это особо не оговорено, номинал детали может отличаться от указанного до 20%. Следущим этапом может стать макетирование схемы, особенно если она сложная и требует подбора деталей. Макет собирают "на весу", не откусывая выводы деталей (кроме ВЧ схем, где длина выводов оказывает существенное вляиние).
В зависимости от целей применения окончательно схему монтируют на печатной плате или навесным монтажом. Напрмер, жучки лучше всего собирать навесным способом, располагая детали так, чтобы выводы и соединения были как можно короче, а сами детали располагались подальше друг от друга (это противоречивое требование не всегда удается выполнить сразу, бывает, приходится повозиться, пристраивая детали так и эдак, пока не получится хорошее расположение). После монтажа и настройки жучок заливают эпоксидкой, оставляя снаружи выводы питания, антены, микрофон и органы подстройки.

Технология изготовления печатных плат такова: беря за основу размеры выбранных деталей, чертим на бумаге разводку дорожек. Следует учесть, что большинство современных деталей имеет шаг выводов с кратностью 1.25 или 2.5 мм, так что чертеж удобно делать на сетке 2.5*2.5 мм или на тетрадном листке. Для крупных деталей предусмотрите какое-нибудь крепление. Вырезаем чертеж по контуру платы. Для самодельных конструкций лучше не использовать двустороннюю печать без необходимости, и если есть несколько мест пересечения, их проще выполнить гибким проводом, т.к. трудность монтажа двусторонних плат велика, особенно если учесть, что фабричные платы имеют металлизацию отверстий, а самодельные - нет.

Зачищаем мелкой наждачной бумагой от окислов фольгу стеклотекстолита, смачиваем и намазываем хоз. мылом, и на мыло прилепляем наш чертеж. Кладем плату на твердую опору и керним сквозь чертеж лунки на месте будущих отверстий. Прокернив плату, чертеж отлепляем, смываем мыло и насухо вытираем поверхность. Если на плате предусмотрены отверстия для крепления, просверливаем их.

Любым кислотостойким лаком, например, для ногтей, ниторкраской, и т.п. с помощью рейсфедера или зубочистки наносим рисунок дорожек на фольгу, глядя на чертеж. Ошибки, затеки, неровности правим, соскабливая лак острием иглы. В продаже бывает также "моментальный" переводной шрифт для печатных плат, содержащий дорожки, контактные площадки для микросхем и пр. удобности. Для больших и сложных плат используют фоторезистив, но его трудно найти в продаже.

В фотокювету, мыльницу, любоую коробочку, выложенную пленкой, наливаем крепкий раствор хлороного железа (III) в воде, подкисленный соляной кислотой (необязательно), либо разбавленную 1:3 соляную кислоту с добавкой таблеток гидроперита или жидкой перекиси водорода (переводной шрифт не держится в этом р-ре!). Травление платы идет в 2 раза быстрее, если ее поместить в р-р фольгой вниз. Поэтому, если вы засверлили крепежные отверстия, вставьте в них кусочки кембрика так, чтобы они торчали над поверхностью платы со стороны фольги на 2-3 мм, и опускайте плату в раствор "вниз лицом". Если отверстий нет, подложите под плату кусочки спичек, или уж травите "лицом вверх". Чтобы травление шло быстрее, раствор должен быть теплым и все время перемешиваться, поэтому кювету покачивают, как при проявке фотографий. Время от времени поднимайте плату, чтобы посмотреть, как идут дела. Если раствор приобрел интенсивную зеленую окраску "титаник", он насытился медью и его следует заменить свежим. Травление заканчивайте сразу, как только очитсятся открытые места, чтобы не истончить дорожки (травление идет как вглубь, так и поперек меди).

Если достать кислоту или FeCl3 не представляется возможным, можно травить платы электролизом в р-ре поваренной соли, но качество будет не очень (плата "недотравливается", остается с "остовками", т.к. ток прекращается, и их приходится подчищать вручную). Для этого способа можно использовать как электролиз в кювете, так и с применением ватного тампона, намотанного на уголь от батарейки, часто смачиваемого в свежем р-ре соли. Напряжение эелектролиза 3...6 вольт.

Протравленную плату хорошенько промойте водой, чтобы не осталось следов р-ра, т.к. они в дальнейшем могут привести к разъеданию монтажа. Тонким сверлом 0.5..1мм просверлите отверстия под выводы деталей, и обработайте заусенцы зенкованием более толстым сверлом (вручную), либо шкуркой. Готовую плату залудите, как описано в разделе "пайка". Поблизости от отверстий посадите по маленькой капле канифоли, чтобы улучшить пайку, или пользуйтесь жидкой. Выводы деталей лучше не загибать, иначе их потом трудно будет отпаять, если возникнет такая необходимость. Плату готовой отлаженной конструкции можно покрыть тонким слоем нитролака для защиты паек от коррозии.