Выбор и конструирование фена для пайки микросхем

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.

Особенности и предназначение

Для разогрева металлических отводов и специального паяльного вещества необходимо специальное оборудование, которым и является паяльный фен. Устройство способно очень быстро разогреваться до нужной температуры даже с учетом простой конструкции. Благодаря простому строению, с аппаратом может работать и начинающий электрик и профессионал. Для упрощения работы с мелкими деталями применяют также дополнительное оборудование совместно с фенами, но так как цена приборов немалая, то лучшим вариантом будет паяльная станция с феном своими руками. Это оборудование позволит справиться с большинством сложных задач без особых усилий.

По конструкции аппарат устроен так же, как и строительный фен, но обладает меньшей мощностью и более компактными насадками. Чаще всего в комплекте паяльной станции имеется обычный паяльник и термофен. При этом приборы оснащаются регуляторами температурного режима.

Для профессиональной мастерской термофен проще купить, так как он быстро оправдает свою стоимость, и пользоваться таким оборудованием будет удобнее. А если микросхемы необходимо припаивать в домашних условиях и не каждый день, то для этого подойдет самодельная термовоздушная паяльная станция своими руками.

Отличие паяльных фенов

Очень часто радиолюбители задумываются о том, как сделать паяльный фен своими руками, но перед началом сборки необходимо знать принципы и отличия паяльной станции и самого паяльника. Схема устройства состоит из основной и дополнительной части. Основной частью является блок, к которому подключаются паяльники. В зависимости от способа подачи воздуха станции бывают двух видов:

  1. Турбинная — воздушный поток формируется благодаря встроенному кулеру в термофене.
  2. Компрессорная — поток воздуха формируется посредством компрессора, установленного в главном корпусе станции.

При покупке паяльной станции такие особенности имеют большое значение, так как компрессорными создается сильный воздушный поток, и они могут использоваться для работы в труднодоступных местах даже с узкими насадками, а турбинные не способны продавить воздух с необходимой мощностью через узкое отверстие насадок.

https://youtube.com/watch?v=3zE-HDdz2Xs

Работа устройства заключается в нагревании керамического или спиралеподобного элемента, который установлен в термофене, и нагревании воздуха, проходящего через этот элемент. Паяльный термофен может нагревать воздух до температуры в пределах 100—180 градусов, а в современных моделях имеется возможность регулировки температурного порога.

По сравнению с инфракрасными аналогами, термовоздушные станции имеют такие недостатки:

  1. Поток воздуха сдувает мелкие детали.
  2. Неравномерный прогрев поверхности.
  3. Изменение насадок для разного типа работ.

Однако для любителей, такие недостатки несущественны по сравнении с преимуществом в цене.

Термовоздушный паяльник для станции можно изготовить в домашних условиях из обычного бытового фена. При этом по техническим характеристикам он не будет уступать заводскому аналогу. Основными характеристиками такого паяльника являются:

  • Диаметр наконечника;
  • Мощность;
  • Производительность турбины;
  • Максимальный температурный порог.

Такие параметры напрямую влияют на качество и производительность работы устройства, поэтому при сборке к ним необходимо относиться очень внимательно.

https://youtube.com/watch?v=KVvm4V3dIMg

Особенности конструкции термофена

С помощью паяльного устройства можно плавить пластиковые детали и метал, который имеет небольшую температуру плавления. Специальная спираль из нихрома разогревает воздух, после этого горячий воздух подается в нужную точку. При конструировании самодельного аппарата необходимо руководствоваться главным параметром — температура нагрева воздуха. В профессиональных устройствах параметр достигает 800 градусов, но если плавка серебра или алюминия не потребуется, то самодельный термофен можно изготовить с температурным порогом до 600℃.

При сборке устройства в домашних условиях также необходимо ориентироваться на экономию средств, а для этого нужно найти детали для сборки. В конструкцию оборудования входят:

  • Корпус;
  • Нагревательная часть;
  • Устройство, посредством которого будет подаваться воздух;
  • Держатель;
  • Кнопка включения.

Для улучшения прибора можно заранее предусматривать использование датчика и регулятора температуры, а также установку разных насадок.

Особенности изготовления термофена своими руками

Ключевые критерии для самодельного фена для пайки микросхем должны удовлетворять следующим условиям:

  • Струя обдува обязана прогреваться приблизительно до 850 градусов Цельсия.
  • Два с половиной киловатта — минимальная мощность спирали прибора.
  • Составляющие прибора должны стоить недорого или изготавливаться из подходящих деталей другой техники.

Фены, изготовленные своими усилиями, бывают ручными либо стационарными.

Аппарат не перемещаемой конструкции проще в производстве из-за того, что его габариты не ограничены. Однако при постоянной фиксации местоположения придётся перемещать склеиваемые элементы, что не очень удобно.

Альтернативный способ изготовления — мобильный, но он должен обеспечивать хорошую термоизоляцию прибора во избежание ожогов.

Особенности конструирования самодельного термофена

Основное исходное требование для термофена для пайки своими руками можно сформулировать так: аппарат должен создать поток горячего воздуха с температурой до 800ºС при мощности нагревательного элемента не менее 2,5 кВт. Кроме того, все детали такого фена должны быть доступными и недорогими. Обычные бытовые фены не подходят по этому требованию и по температуре, и по мощности.

Спираль нагрева для термофена не должна быть слишком длинной, иначе он будет медленно греться.

Конструкция, как правило, может быть двух типов: стационарная и ручная. Стационарный термофен сделать проще, так как не ограничиваются габариты аппарата и не надо думать о температуре на ручке. Однако в этом случае фен (в данном случае как разновидность паяльника) закрепляется неподвижно, а перемещать нужно деталь. Это обстоятельство намного усложняет работу. Более перспективна, хотя и сложнее, ручная переносная конструкция, которая должна быть малогабаритной и иметь возможность держать ее незащищенными руками.

Одна из основных проблем – нагревательный элемент. Нагреватели в бытовых приборах (фены, паяльник) не подходят по мощности. Нужный нагревательный элемент придется изготавливать самостоятельно из нихромовой проволоки диаметром 0,3-0,7 мм. Проволока большего диаметра способна обеспечить большую мощность, но достичь при этом нужной температуры будет гораздо сложнее. Для компактной укладки нагревательного элемента из проволоки ее придется навить в виде спирали диаметром 5-7 мм.

Спираль нагревательного элемента должна расположиться на каком-то цилиндрическом основании (в виде трубки или полого конуса) из материала с большой термической стойкостью. Здесь трудно обойтись без фарфора или кварцевых элементов. Такое основание можно извлечь из бездействующих бытовых фенов, но рекомендуется использовать кварцевый изолятор трубчатой галогенной лампы для прожекторов мощностью 2,2-2,5 кВт. Если взять перегоревшую такую лампу, то эта деталь самодельного термофена может обойтись бесплатно.

Насадки для термофена.

В качестве нагнетающего элемента нужен стандартный малогабаритный вентилятор. При изготовлении термофена своими руками этот элемент обойдется наиболее дорого. Нагнетатель можно взять из любого мощного бытового фена. Из стандартных вентиляторов можно порекомендовать модель BAKU8032 с производительностью 30 л/мин. Такой вентилятор работает от сети 220 В и имеет мощность порядка 400 Вт. Наиболее простой и дешевый вариант, который может удовлетворить требования, это малогабаритный компрессор для аквариума. Его необходимо устанавливать с ресивером, т.е. с накопителем воздуха. Для этого подойдет любая небольшая пластиковая бутылочка, так как в месте ее установки разогрева не происходит, а поток горячего воздуха направлен в противоположную сторону. Да и сам нагнетатель воздуха не подвергается термическому воздействию.

В конструировании корпуса термофена возможны два варианта. Можно использовать материал с очень высокой термоизоляцией, например фарфор или керамику, но это вызовет усложнение конструкции и значительное удорожание. Наиболее рационален второй вариант, заключающийся в надежной термической изоляции канала распределения горячего потока и нагревательного элемента. В таком случае материал корпуса не подвергается термическому воздействию, кроме участка, прилегающего к соплу аппарата.

Для ручки инструмента можно использовать корпус любого старого бытового фена.

В качестве основной части корпуса (включая ручку) можно использовать корпус от любого старого бытового фена крупных размеров (чем старее год производства, тем лучше). Носик корпуса, т.е. участок сопла, необходимо выполнить из термоизоляционного материала, который сам выдерживает температуру до 800ºС и одновременно изолирует остальную часть корпуса от воздействия такой температуры. Непосредственно сопло термофена надо сделать металлическим, чтобы учесть возможные касания с расплавом при пайке. Термическая изоляция хорошо обеспечивается кварцевыми элементами (пластины, трубки), слюдой, стеклом или стекловолокном, керамикой, фарфором и т.д. При сборке аппарата понадобится специальный термостойкий клей.

В конструкции самодельного термофена для пайки нужно предусмотреть, во-первых, пусковой выключатель, во-вторых, механизм регулирования мощности (температуры) нагревательного элемента и скорости потока воздуха. Для этого должны быть предусмотрены плавные регуляторы – реостаты. Систему регулировки можно использовать от старых бытовых приборов, если эти элементы находятся в исправном состоянии. В качестве пускового выключателя можно использовать кнопочный или клавишный механизм.

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.

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.

Особенности самостоятельного изготовления агрегата

Фены для пайки микросхем, своими руками собранные, создают горячий поток воздуха с показателем температуры не меньше 850 ºС. Показатель мощности составляющей для нагрева должен равняться 2,6 кВт. Все элементы должны легко доставаться и быть недорогими.

Конструкция агрегата может быть ручной и стационарной.

Самодельный фен для пайки микросхем своими руками стационарной модификации собрать значительно проще, так как его размеры не ограничены, и не надо беспокоиться о температуре в области рукоятки. Но в данном случае фен, представляющий разновидность паяльника, будет неподвижным. Перемещать придется саму деталь. Больше возможностей при работе дает ручной прибор. Он должен быть небольшим и давать возможность держать его голыми руками.

Дополнительная тренировка

Для дополнительной тренировки можно попробовать паять различные ненужные платы от компьютеров и смартфонов. На материнских платах существует много SMD и DIP компонентов. Только долгие и упорные часы практики помогут развить навыки в пайке.

Сетка

В качестве упражнения можно попробовать спаять сетку из проводов. Качество пайки оценивается по нагрузке на эту спаянную сетку проводов. Если паяные соединения не рвутся под нагрузкой, то пайка отличная.

Конструкторы

Так же отлично помогают радиоконструкторы.

Они учат понимать электрические схемы и тонкости пайки. Следует начинать с простых конструкторов, например с мигалок или дверных замков. По мере повышения мастерства, можно повышать уровень сложности, доходя до сложных LED кубиков.

Пайка кислотой

Кислота используется только в крайнем случае, когда сильно окисленная поверхность не поддается лужению. Все детали, провода и разъемы могут отлично паяться без кислоты. Подробнее о паяльной кислоте

О температуре нагревателя и выборе материала для его корпуса

Рабочая температура нихромовой спирали не должна превышать 1000°С. Температуру раскалённой спирали можно приблизительно определить по её цвету. В таблице указана температура в градусах Цельсия.

 
Металл Температура °С
Алюминий 660
Дюраль 650
Латунь 1000
Медь 1080
Никель 1450
Нихром 1550
Сталь 1300

В этой таблице приведены значения температуры плавления некоторых металлов.

Как видите, для изготовления корпуса нагревателя лучше всего подойдут медь, латунь или сталь. Но, медь и латунь быстро окисляются при высоких температурах. Поэтому лучше выбрать сталь или никелированную сталь.

Если у вас в распоряжении имеются неисправные литий-ионные аккумуляторы, то вы можете изготовить трубку из корпуса одной из банок. Корпуса банок любых литий-ионных аккумуляторов и литий-ионных батареек изготовлены из нержавеющей стали.

На картинке разобранная батарея от ноутбука. Диаметр корпуса банки 16мм, длина – 65мм. О том, как разобрать ноутубучную батарею рассказано и показано здесь>>>

А на этой фотографии представлен разобранный аккумулятор «EN-EL1» от фотокамер Nikon. Диаметр банки 14мм, длина – 48мм.

Внимание!

Содержимое банок литий-ионных аккумуляторов и литий-ионных батареек крайне токсично! Поэтому, разборку банок нужно производить на открытом воздухе, а извлечённые продукты закупорить в надёжную тару и сдать в пункт утилизации батареек. Такие пункты обычно имеются в крупных супермаркетах и специализированных магазинах.

Порядок выполнения работ


Сборочный чертёж паяльного фена.

В идеале нужно иметь старый паяльный фен и подвергнуть его ремонту, заменив изношенные детали. Главное в этом устройстве – его корпус с низкой теплопроводностью. Но и из обычного паяльника вполне можно изготовить паяльный фен. Сначала необходимо разобрать паяльник, удалив его жало. В корпус необходимо будет разместить нагревательный элемент.

Его можно изготовить из нихромовой нити и галогеновой лампы. Дело в том, что стекло на такой лампе выдерживает огромные температуры. При этом, чем выше мощность лампы, тем прочнее и надежнее стекло. Потребуется только корпус от лампы. Остальные части можно срезать болгаркой или специальной пилкой или сточить на алмазном круге от болгарки. Внутрь полученного стеклянного корпуса нужно поместить спираль из тугоплавкого материала. Нихром является лучшим из них, причем работает он в обычных условиях и не требует наличия среды из инертных газов.

Над спиралью потребуется поработать. Отдаваемое тепло зависит от площади поверхности, поэтому спираль не должна быть толстой. Тонкий же провод быстро перегорит, если он имеет малую длину. Рекомендуем поступить по принципу, который использовался при изготовлении ламп накаливания: спираль изготавливается из нихромовой нити. Длина будет обеспечена достаточная, но чтобы не рисковать, лучше сразу просчитать все параметры спирали в зависимости от имеющегося компрессора и параметров тока.

Что нужно знать о такой технике?

Паяльный фен представляет собой современный электрический прибор, позволяющий за короткий промежуток времени разогревать металлические отводы. Благодаря качественной сборке и простоте функционирования устройство подойдет для профессиональных и даже начинающих сварщиков.

Паяльный фен практически никогда не используется отдельно, поскольку в процессе выполнения работ важно точное направление. Поэтому опытные мастера чаще применяют целые паяльные станции. Речь идет о полупрофессиональном нагревательном приборе, представленном паяльником и сварочным нагревателем

Подобное оборудование подойдет для работы с компонентами электросетей и схем. Также благодаря устройству удастся выполнять термообработку мелких деталей

Речь идет о полупрофессиональном нагревательном приборе, представленном паяльником и сварочным нагревателем. Подобное оборудование подойдет для работы с компонентами электросетей и схем. Также благодаря устройству удастся выполнять термообработку мелких деталей.

Стоит отметить, что любые паяльные фены отличаются своими характеристиками:

  • диаметр в пределах 2–5 мм;
  • мощность около 450 Вт;
  • производительность вентилятора максимум в 30 л за минуту;
  • достижение температуры около 500°C.

Изготавливаем воздушный паяльник из обычного

Модернизация аппарата не займет много времени. В результате мастер получит удобный нагревательный инструмент, которым можно расплавить любой припой, включая особо твердые материалы.

В качестве основы можно использовать обычный электрический паяльный прибор, мощностью 40 Вт. Для создания устойчивого потока воздуха необходим миниатюрный компрессор, типа аквариумного. Этапы создания фена:

  1. Для начала необходимо удалить контактный стержень прибора.
  2. С обратной стороны присоединяемой переходную втулку, которая будет служить местом подключения воздушной магистрали.
  3. Сверлим отверстия в корпусе, для вывода проводов питания.
  4. Металлический наконечник, к которому крепилось жало, необходимо защитить от утечек тепла. Нет необходимости использовать дорогой изоляционный материал – с функцией сохранения тепла справится фольга и медная проволока.
  5. Герметизируем все отверстия на корпусе.
  6. На место стержня устанавливаем стальную трубку аналогичных размеров. В этом случае ее люфт будет минимальным.

На этом сборка фена для пайки своими руками заканчивается. Такой прибор способен прогревать поверхность до 300 Сº. Этого достаточно для работы с любыми пластмассовыми изделиями в домашних условиях. Основное преимущество аппарата заключается в простоте конструкции – для сборки не нужно вытачивать какие-либо детали на станке или использовать специальный инструмент.

Принцип работы сделанного своими руками

В первую очередь необходимо определится с длиной воздушной магистрали. Если разместить компрессов на большом расстоянии, мощность потока воздуха снизится, за счет постоянного трения с внутренней части трубок. Оптимальной считают длину 30-40 см.

Попадая в корпус паяльника, воздух проходит через нагревательный элемент с увеличенной теплоемкостью, а затем поступает на обрабатываемую поверхность через стальную трубку.

Минусы самодельной конструкции – отсутствие механизма для регулировки температуры и относительно слабый поток воздуха.

Для увеличения давления воздуха необходимо собирать миниатюрную турбину, однако это приведет к увеличению стоимости аппарата.

Мини станция с большими возможностями

Для сборки более совершенного устройства для генерации горячих потоков понадобится заготовка под корпус достаточного размера. Можно использовать пластиковый футляр от старой автомобильной аптечки.

Особенностью конструкции является нагревательный элемент, который устанавливается непосредственно в трубку. Такая схема использовалась в старых конденсаторах. В отличие от предыдущего прибора, компрессор размещают непосредственно в корпусе, что увеличивает его производительность, за счет снижения силы трения.

Для регулировки температуры используют блок питания с регулировкой на микроконтроллере. Компактные размеры позволяют использовать такую паяльную станцию в любых условиях.

Техника безопасности и правила использования

На рабочем месте важно соблюдать технику пожарной безопасности.
В процессе работы постарайтесь не допустить резкого изменения температуры нагревателя. Не трогайте нагревательный элемент и насадки фена.
Насадки меняйте после выключения и остывания фена.
Не допускайте попадания на термофен жидкости.
Обеспечьте хорошее проветривание рабочего места.. Паяльная станция-фен – довольно удобное приспособление, которое можно собрать самостоятельно

Несмотря на имеющиеся недостатки, это вполне пригодное устройство для ремонта бытовой техники

Паяльная станция-фен – довольно удобное приспособление, которое можно собрать самостоятельно. Несмотря на имеющиеся недостатки, это вполне пригодное устройство для ремонта бытовой техники.

Паяльные станции

Что это такое

Строительный фен – это довольно простой инструмент, который предназначен для работ с полимерами и другими гибкими материалами. Используя его, можно производить спайку деталей между собой. Сами инструменты разделяются на несколько разновидностей по мощностям и специфике работы, но основным элементом во время пайки полимеров служит насадка для фена для пайки пластика.

Эта деталь также имеет ряд разновидностей по форме и функциональным особенностям. Насадки способны изменять степень нагревательной струи и влиять на другие факторы. Чтобы производить подобные работы, нужно разбираться в особенностях основных видов и правильно их использовать.

Это интересно: Как использовать термопистолет для сварки пластмассы?

Фен из паяльника

Как показывает практика, сделать паяльный фен своими руками можно из фена для сушки волос, использовать строительный фен, или даже из паяльника. Последний вариант предполагает довольно значительные переделки – ввиду того, что у паяльника нет никаких устройств подачи воздуха, а именно они и являются самыми трудными в исполнении, а не нагревательный элемент.

Что внутри у фена

При изготовлении паяльного фена из всех трёх устройств самое главное, с чем придётся столкнуться – это контроль температуры.

Даже, если используете хороший строительный фен с термостатом, всё равно придётся его немного переделать, из-за чего температурная шкала на нём может не соответствовать тому, что он будет выдавать на печатной плате.

Что уж говорить о фене для волос и о переделке из паяльника!

Поэтому лучше всего проверить работу фена при помощи контактного цифрового термометра. Если он показывает стабильно в течение долгого времени температуру в диапазоне 190-240 градусов – им пользоваться можно. Если нет – придётся что-то менять в его конструкции.

Сделать самодельный паяльный фен своими руками из паяльника – самая трудная задача из всех. Здесь придётся столкнуться и с непредсказуемой температурой и с проблемой подачи воздуха, которая здесь будет делаться с нуля.

Другой конец трубки делают несколько длиннее и к нему подсоединяют шланг для накачки воздуха. Механизмов для накачки много – берут переделанные аквариумные компрессоры, делают самодельные меха из пластиковой бутылки или даже просто дуют воздух.

Из-за очень большого количества проблем с изготовлением такого фена: его температурной калибровкой, невозможностью регулировать интенсивность нагрева большинства паяльников — процесс будет самым трудоёмким в изготовлении и результат ненадёжным. Проще сделать из обычного дешёвого строительного фена, а паяльник ещё пригодится для других целей.