Problém výberu spájkovacej stanice je aktuálny nielen pre začínajúcich, ale aj pre tých skúsenejších. Nie je tajomstvom, že moderné vybavenie, najmä digitálne, sa každým rokom stáva pokrokovejším a viacúčelovým, pričom sa neustále znižuje ich hmotnosť a rozmery. Výsledkom sú ťažkosti pri montáži elektronických komponentov počas výrobného procesu a neskôr aj pri ich opravách či údržbe.

Spájkovanie komponentov na dosky plošných spojov v priemyselnom meradle úspešne vykonáva v strojných zariadeniach, opravárenské práce však musia vykonávať ľudia. Úspešný výsledok je teda v priamej úmere úrovne odbornosti daného špecialistu, ako aj od použitého vybavenia.

Takže spájkovacie stanice možno rozdeliť do nasledujúcich kategórií:

• Kontaktné spájkovacie stanice;
• Teplovzdušné spájkovacie stanice;
• Kombinované teplovzdušné spájkovacie stanice;
• Odspájkovacie stanice;
• Infračervené spájkovacie stanice.

Kontaktné spájkovacie stanice

Najbežnejšie a najobľúbenejšie sú kontaktné spájkovacie stanice. Trochu sa líšia od tradičných spájkovačiek, ale nemajú rovnaké konštrukčné nedostatky. Najbežnejším problémom v prevádzke s spájkovačkou je prehriatie snímacieho prvku, najmä polovodičových. Dôvodom je nemožnosť nastavenia teploty topného telesa. Spájkovacia stanica sa ohrieva na asi 400 stupňov a bezpečnosť spájkovania je zaistená krátkodobým kontaktom medzi hrotom spájkovačky a spájkou.

Kontaktná spájkovacia stanica má zabudovaný napájací zdroj, ktorý vo väčšine prípadov zaisťuje galvanické oddelenie medzi silovým obvodom a topným telesom. Napätie na topnom telese je možné upraviť pomocou regulačného obvodu a podľa toho sa môže meniť teplota ohrevu. Vo väčšine prípadov je optimálny rozsah teplôt spájkovania 250°C - 350 °C.

Je vhodné spomenúť, že spájkovacie stanice majú systém tepelnej stabilizácie. Realizuje sa pomocou PID riadenia so spätnou väzbou pomocou teploty hrotu. Počas chladnutia hrotu (v okamihu, keď sa hrot dotkne spájky), mikrokontrolér analyzuje koreláciou nastavenej teploty so skutočnou a automaticky ju stabilizuje prípadným zvýšením napätia na topnom telese.

Výkon "bežných" kontaktných spájkovacích staníc nepresahuje 70 - 160 W.

Negatívne vlastnosti kontaktných spájkovacích staníc sú:

• Nežiadúce nadmené prehriatie komponentov dôsledku zvýšenej teploty spájkovania;
• Nadmerné používanie vysokých teplôt má za následok zníženie životnosti spájkovacieho hrotu;
• Výrazné zníženie doby prevádzky topného telesa pri používaní vysokých teplôt;
• Možnosť vzniku nedokonalých spojov (studené spoje);
• Prehriatie stopy PCB pri nesprávne zvolenej veľkosti spájkovacieho hrotu.

Kontaktné spájkovacie stanice sú kompatibilné pre spájky na báze olova a aj bezolova, preto nie sú na mieste obavy, ktoré často vznikajú najmä z neznalosti v označovaní výrobcom, kedy sa uvedie iba fráza "Lead-Free" a zákazník si zákonite myslí, že je stanica určená výhradne pre spájkovanie spájkami na bezolovnatej báze. Nie všetky úlohy sa však dajú vyriešiť iba za pomoci kontaktnej spájkovacej stanice. Technológia povrchovej montáže (SMT), ktorá v dnešnej dobe značne prevláda, znamená použitie miniatúrnych SMD komponentov a BGA čipov. Zvládnuť tieto práce pomocou kontaktnej spájkovacej stanice je nielen ťažké, ale vo väčšine prípadov je to jednoducho nemožné. Pre tieto úlohy boli určené bezkontaktné spájkovacie stanice a najbežnejšie z nich sú horkovzdušné stanice.

Teplovzdušné spájkovacie stanice

Princíp činnosti teplovzdušných spájkovacích staníc je pomerne jednoduchý. Prietok vzduchu, ktorý generuje kompresor sa následne ohrieva na určitú teplotu pri prechode špirálou topného telesa. Prúd vzduchu vychádzajúci z teplovzdušnej spájkovačky je potom smerovaný do spájkovacej oblasti pomocou tvarových nástavcov o určitej veľkosti tak, aby nedochádzalo k neželanému "odspájkovávaniu" susedných SMD komponentov v blízkosti spájkovaného miesta, či neželanému tepelnému namáhaniu dosky plošných spojov a jej prípadnému zničeniu.

To je riešenie problému spájkovania v obmedzenom priestore so zahrievaním niekoľkých spájkovacích bodov. Teplovzdušné spájkovacie stanice sa široko používajú na opravy mobilných telefónov a domácich spotrebičov. Výkon akejkoľvek takejto stanice je dostatočný na prevádzku s olovnatými a bezolovnatými spájkmi. Majú však aj obmedzenia týkajúce sa ich použitia. Túto spájkovaciu stanicu napríklad nie je možné použiť na spájkovanie / odpspájkovanie veľkých BGA čipov.

Kombinované teplovzdušné spájkovacie stanice

teplovzdušné spájkovacie stanice sa rozšírili v kombinácii s inými typmi spájkovacích zariadení. Vďaka tomu sa stali obľúbenými v radoch amatérov, ale aj u profesionálov pri ich opravárenskej praxi. Kombinácia teplovzdušnej spájkovacej stanice a kontaktnej spájkovacej stanice znamená nielen úsporu miesta na pracovnom stole, ale je aj významnou úsporov financií pri nákupe a poskytuje značnú variabilitu vykonávaných prác.

Odspájkovacie stanice

Integrálnym konštruktívnym prvkom odpspájkocej stanice je kompresor, ktorý však pracuje v "otočenom" móde, čo znamená, že využíva sanie a vzniknutým podtlakom odsáva roztavenú spájku zo spájkovaného miesta. S jeho pomocou je zahriata spájka zo spájkovanej plochy odsatá do špeciálneho zásobníka. Ten, kto aspoň raz odpájal PCB z povedzme DIP8 a viac, mi určite dá za pravdu, aké je to "pohodlné" s klasickou kontaktnou spájkovacou stanicou a v tom lepšom prípade s pomocou odsávacieho pásika.

Infračervené spájkovacie stanice

Nie je možné opísať všetky aspekty fungovania a použitia infračervených spájkovacích staníc v tomto všeobecnom prehľade. Nakoľko by bola téma na samostatný článok. Pokúsim sa však urobiť aspoň ich krátku klasifikáciu.

Tento typ spájkovacieho zariadenia bol navrhnutý na riešenie niekoľkých zložitých úloh:

• Spájkovanie a odspájkovanie čipov strednej veľkosti a veľkých BGA;
• Zníženie tepelného účinku na plastové prvky počas spájkovania;
• Zrušenie používania veľkého množstva dýz pre každý typ komponentného púzdra, ako je tomu napríklad pri teplovzdušných staniciach, nakoľko sa na trhu neustále objavujú nové púzdra.

Berúc do úvahy tieto výhody, IR stanice takmer úplne nahradili iné typy v servisných strediskách pre PC a notebooky s vysokým množstvom integrácie.

Takmer každá (okrem nízkorozpočtových riešení)  IR stanica je komplexným prístrojom, ktorý sa skladá z nasledujúcich prvkov:

• Horný ohrev;
• Spodný ohrev (predohrev);
• Držiak DPS;
• Systém tepelnej kontroly pozostávajúci z teplotných sond a programovateľného regulátora.

Takýto dizajn je vhodný napríklad pre opravy a prácu základnými doskami plošných spojov, ako sú základné dosky počítačov a notebookov. Výkonný horný ohrev umožňuje odspájkovanie veľkého BGA čipu, napr. "noth bridge". Veľkoplošný dolný ohrev minimalizuje riziko tepelnej deformácie textolitu v dôsledku lokálneho horného ohrevu. DPS môže byť správne a bezpečne pripevnená k jednotke ohrevu za pomoci špeciálneho držiaka, ktorý eliminuje možnosť jej deformácie. Systém tepelnej kontroly automaticky detekuje každú zmenu teploty v regulačných bodoch, porovnáva ju s prednastavenou teplotou a upravuje ju podľa prednastaveného tepelného profilu.

Úlohou obsluhy takejto stanice je nastaviť správny tepelný profil (teplota a časové intervaly procesu spájkovania) a zvyšok vykoná stanica v automatickom režime.

Výhodami IR spákovacej stanice sú:

• Prevádzka v neviditeľnom emisnom spektre,
• Vysoká spoľahlivosť,
• Možnosť poloautomatickej práce na stanici,
• Teplotné režimy pre každý typ komponentného púzdra,
• Dlhá doba medzi poruchami.

Dúfam, že vám tento článok pomôže správne si zvoliť vašu novú spájkovaciu stanicu. Ak sa vám článok páčil - nezabudnite ho ohviezdičkovať nižšie. Ďakujem