Самодельная термовоздушная станция для пайки схем

Что необходимо для работы

Паяльный фен, который еще называют термовоздушной паяльной станцией, представляет собой многокомпонентный инструмент с большим числом функций, для ремонта современных устройств. Он позволяет выполнять пайку компонентов СМД, конденсаторов, светодиодов и других деталей. То же касается и чипов BGA-типа, делающих монтаж более плотным. Сегодня почти каждая электронная начинка в современных устройствах изготовлена таким образом.

Чтобы паять смд-компоненты, необходимы такие материалы и приборы:

• собственно, сам фен;
• насадки к нему;
• флюс с паяльной пастой;
• оплетка из меди;
• какое-нибудь приспособление для поддевания деталей (пинцет, например);
• средне-мягкая щеточка;
• линза;
• паяльник с более тонким жалом по сравнению со стандартным;
• трафарет для «перекатки».

Грамотно работать паяльным феном – значит соблюдать осторожность, иметь ангельское терпение, и быть предельно аккуратным.

Необходимый инструмент

Паяльник

Старые модели

Обеспечить нормальный прогрев контактных дорожек плат и выводов полупроводников позволяет правильно подобранный паяльник.

Универсальной конструкцией обладает старая модель ЭПСИ типа «Момент» с мощностью 65 ватт. Ее не сложно изготовить собственными руками.

Раньше широко использовались модели резистивного типа с нагревательным элементом из тонкой нихромовой проволоки.

Современные паяльники

Под конкретные условия пайки сейчас можно приобрести различные виды моделей, снабженные всевозможными функциями.

Например, для выпаивания микросхем, транзисторов и диодов специально создан паяльник с отсосом олова.

Он быстро разогревает слой застывшего припоя и легко удаляет его в жидком состоянии с контактной площадки.

Держатели радиодеталей

При нагреве ножки транзистора для залуживания и пайки всегда следует отводить тепло от корпуса и полупроводникового слоя каким-либо металлическим предметом.

С этой целью обычно применяют пинцет или зажим типа крокодил. Однако, удобнее всего работать медицинским инструментом с тонкими ножками, которым пользуются хирурги при проведении операций.

Фиксация электронных плат

Радиодетали и платы обычно имеют маленькие размеры, требуют надежной фиксации в пространстве. Паять их на весу опасно: небольшое неверное движение способно повредить всю конструкцию.

При работе с ними одна рука уже занята: в ней паяльник. А второй необходимо выполнять еще какие-то дополнительные действия. Выручают в этом случае заводские или самодельные тиски, держатели, струбцины. Ими необходимо обязательно пользоваться.

Иглы для пайки

Их в момент расплава припоя вставляют внутрь гильзы платы для отделения ножки радиодетали от контактной дорожки.

Домашнему мастеру можно купить готовый набор в магазине, например, через интернет в Китае или своем городе.

Для этих же целей хорошо подходят медицинские иглы от шприцов. Их наконечники требуется обточить до прямого угла.

Инструмент для удаления расплавленного олова

Существует несколько способов, позволяющих убрать жидкий припой из места расплава:

• стряхивание на пол, стол или другую поверхность;
• сметание кисточкой или щеткой;
• отсос;
• впитывание в специальную оплетку.

Первые два метода относятся к экстремальным, ими пользуются в крайних случаях. Для нормальной качественной работы подходят два последних способа.

Метод отсоса жидкого олова

Приспособленный для него инструмент называют оловоотсосом. Внешний вид и конструкция одной из многочисленных моделей показана на картинке.

Перед работой у него взводят пружину. Когда припой расплавлен до жидкого состояния, то наконечник устройства прикладывают к нему и нажатием кнопки заставляют усилием освобожденной пружины придать движение поршню для обеспечения разрежения, которое и втягивает жидкий металл в специальную полость.

Демонтажная оплетка

Она изготавливается плетением из мягкой медной проволоки. Работать с ней довольно просто: на расплавленный припой накладывают отрезок оплетки, а он быстро впитывает в себя жидкое олово.

Демонтажная оплетка продается в строительных магазинах. Альтернативой ей может служить экранирующая жила от старого коаксиального кабеля для телевизоров, выпускаемая еще в советские времена. Ее пропитывают флюсом их спирта и канифоли.

Последовательность действий на примере смд-компонента

Допустим, на рабочей печатной поверхности ремонтируемого электронного блока находится сгоревшая смд-шка, нуждающаяся в демонтаже. Чтобы ее удалить и поставить новую, нужно выбрать для фена компактную насадку и подготовить флюс.

Температурный режим на паяльном фене устанавливают в пределах 345-350 градусов при помощи регулятора. Потом наносят флюс на подлежащую замене деталь, и приступают к медленному «прогреву».

Напор воздуха в процессе не должен быть чересчур сильным, в противном случае есть риск сдуть рядом стоящие элементы. Виновника поломки продолжают греть до начала плавления припоя, что сразу будет заметно.

На прогрев может уйти минуты три, и это нормально, спешка не нужна. При продолжительном «упорстве» припоя нужно добавить градусов 5.

После разжижения припоя осторожно демонтируют смд деталь. В процессе важно не ушатать компонентов-соседей, так как они наверняка потеряли устойчивость из-за расплавления удерживающего их припоя.

По завершению операции медной оплеткой нужно выполнить зачистку «пятачков» (контактных площадок), потом обеспечить мелкие бугорки на тех же местах паяльной пастой или припоем.

Исправный smd укладывают на старое место при минимальном количестве флюса. Греют деталь паяльным феном до кондиции, когда припой ярко заблестит, растекаясь по каждому из контактов.

Особенности работы с микросхемами BGA

При пайке микросхем типа BGA выбирается тот же температурный диапазон от 345 до 350 градусов с обеспечением умеренного воздушного напора для предотвращения сдувания «соседей». В процессе работы паяльный фен должен удерживаться под углом 90 градусов по отношению к плате. Во избежание выхода из строя чипа не стоит его прогревать только по центру, лучше обходить монтажный элемент по периметру.

После истечения 1-3 минуты можно сделать попытку слегка приподнять чип над платой при помощи пинцета. Если чип не поддается, значит припой все еще твердый. Чтобы избежать повреждения токопроводящих дорожек платы, нужно регулятором на фене «накинуть сверху» градусов 5 температуры и продолжить греть.

Подогрев снизу

Данный прием не только полезен в работе с паяльным феном, но и повышает удобство пайки.

Плату закрепляют зажимом, устанавливают 200-градусную температуру и прогревают в течение пяти минут, после чего начинают работать, как обычно.

При помощи термоскотча можно экранировать рядом стоящие элементы.

После снятия чипа вышеупомянутой оплеткой очищают контакты. Аналогичным образом поступают и с платой.

Все процедуры надо проводить аккуратно, чтобы не допустить повреждений схемы. Если под рукой нет оплетки из меди, удалить припой можно при помощи паяльника с утонченным жалом.

Общее представление о паяльной станции

В целом рассматриваемые инструменты производятся в различной комплектации и потому вопрос выбора чрезвычайно важен.

Условно представленные на рынке станции позволительно разделить на две категории:

• контактные;
• и, соответственно, бесконтактные.

Работают они также и на разных принципах. Существуют, в частности:

• индукционные (они компактные и достаточно мощные);
• термовоздушные (для пайки используется специальный фен);
• инфракрасные (предназначены для микросхем);
• импульсные (подходят для смартфонов и планшетных компьютеров).

Говоря о контактных станциях, фактически имеют в виду классический паяльник, снабженный отдельным терморегулятором. Работают им так же, как и обычным инструментом, и особых навыков тут не требуется.

В целом станции допустимо использовать не только для электроники, но и для других целей. Ими, к примеру, удобно:

• снимать старый лак с электропроводки;
• высушивать клеи;
• обрабатывать пластмассу;
• греть термоусадочную изоляцию.

Вне зависимости от производителя, все станции, снабженные термофеном, устроены одинаково:

• компрессор подает воздух непосредственно на нагреватель;
• далее он проходит через форсунку.

Расширяет функциональность набор дополнительных насадок.

В профессиональных станциях есть точный терморегулятор и надежная защита от перегрева. Дополнительное удобство использования обеспечивают светодиодные индикаторы или же жидкокристаллические дисплеи. Последний вариант идеально подходит для работы с электронными высокотехнологичными компонентами.

Процедура реболлинга

Для проведения реболлинга чип помещают в трафарет, и закрепляют специализированной изолентой. С тыльной стороны пальцем или шпателем наносят паяльную пасту, затем настраивают фен на температурный режим около 300 градусов и начинают прогревать. После появления характерного блеска от расплавленной паяльной пасты дают припою полностью остыть.

Для освобождения трафарета от чипа убирают изоленту и прогревают трафарет примерно до 150 градусов, в конце процедуры деталь должна освободиться. Бывает, что сходу невозможно достать деталь из китайского трафарета, поэтому может возникнуть необходимость аккуратно ее зацепить.

Во время обратной пайки микросхемы оценивают риски, выкладывают чип необходимое количество раз для точного совпадения пяток и шаров. Потом выставляют на паяльном фене температуру от 330 до 350 градусов и греют до тех пор, пока расплавленный припой не даст возможность чипу самому встать на место.

Паяльная станция – незаменимый инструмент для электронщика. Обычно в комплектации станции есть как паяльник, так и фен. Если научиться ими пользоваться, то практически любая пайка будет казаться увлекательной и не очень сложной.

Особенность станций – регулировка температуры. Нужно сразу запомнить важное правило – избегать температуры выше 400 °C и более. Многие начинающие (и даже опытные) радиолюбители пренебрегают этим. Это критические значения для микросхем и плат.

Припой расплавляется примерно от 180 до 230 °C (свинец — содержащие припои) или от 180 до 250 °C (бессвинцовые). Это далеко не 400 °C. Почему тогда выставляют высокую температуру?

Вывод

При пайке паяльной пастой и феном достигается очень хороший результат с точки зрения отвода тепла от кристалла. И чем мощнее светодиод, тем выше эффективность данной технологии

Баночки на 42г хватит для пайки примерно 50-100 светодиодов.

на «Пайка светодиодов на паяльную пасту термофеном»

Температура фена какая? Производились ли измерения светоотдачи светика до и после пайки? Сам пользуюсь такой же пастой, но освещение делаю на 5730 и одноваттниках. p.s. А синт второе увлечение?))) некоторые аккорды немного налажал)))

Тоже делаю на одноватниках, так свет более равномерно светит.

Автору за статью спасибо, будь тепловизор то же бы проверил, как отводится тепло термоклеем.

Температура фена 300-350С Светоотдачу до и после не проверял, но разницы между паянными феном и паяльником не заметил.

На утюге не пробовали паять?

Нет. Не пробовал. Паял строительным термофеном Бош. Сейчас паяю термофеном от паяльной станции.

Мне кажется, проблема будет аккуратно убрать светодиод с утюга, так как припой там жидкий и при любом неловком движении или отклонении от горизонтали светодиод сползет с площадки вместе с припоем.

Но приспособится, наверное, можно. Перегреть ничего не перегреете, так как нагрев в любом случае идет до тех пор, пока паяльная паста не превратится в капельки припоя.

при пайке таким способом на некоторых светодиодах вылазят артефакты вот такие https://www.dropbox.com/sc/tf2f37amgjuc7vx/AAAvRS7LfDkoLVJxtRZIQJmUa вроде грею всех светодиодов одинаково на 350 градусах. что это может быть?

Не разу такого не было. Может какой то люминофор особый?

Картинка тепловизора впечатлила — прямо снимок секретной ракетной бызы со шпионского спутника. Я вот на звездочку радиатор смотрю… Там 6 контактных площадок, половина под плюс, другая половина под минус. Плюс в центре. Как я понимаю, центральная вообще не для питания а исключительно для теплоотвода. Там можно по сути просто термопастой ведь, так? Сама эта паяльная паста с ее свойствами электропроводимости нужна лишь на плюсе и минусе, да?

Читать также: Лучшие моменты в кино

Как раз изюминка в том, чтобы припаять центральную охлаждающую площадку корпуса светодиода к звездочке. Так как у контакта пайкой теплопроводность на порядок меньше чем у любой термопасты. А паять контакты можно и обычным паяльником.

Здравствуйте, пробовал я один такой диод паяльником залудить со стороны площадки для теплоотдачи, а припой к ней вообще не пристаёт. Выходит, что она алюминиевая? Как тогда паста к ней пристаёт? Или бываю разные виды подложек?

Не должен быть алюминий. У меня знакомый паял площадки паяльником. Попробуйте с флюсом каким нибудь припаять

Здравствуйте, а у вас же в этом опыте диоды не на радиаторе, а грамотней наверное было бы их прилепить к радиатору, контарст был бы более заметен, а то на фотке с охлаждением вообще не понятно почему средний диод нагрет весь сильней чем правый.

Может быть. Здесь зато нагрев быстрее и разница в температуре более ощутима В этой статье все мерил. И с радиатором и без.

подскажите пожалуйста, где купить такие «звездочки» или как их правильное (полное) наименование? спасибо

Ссылка на Али Ключевые слова для поиска «20MM Aluminum Star PCB»

Алексей, есть ссылка на «правильные» диоды 660 и 445 на Aliexpress’e? Уверен, что там есть правильные светодиоды, но хочется сразу получить рабочий вариант, а не перебирать десяток продавцов …

К сожалению, я такие светодиоды покупал только на ТАО. На АЛИ я бы выбрал продавца с высоким рейтингом и отзывами и с чипом Epistar или Bridgelux.

Отлично, спасибо за крайне полезное исследование! Вынужден добавить, что для пайки алюминия подходит далеко не всякий флюс, в вашем случае — и само собой, при изготовлении изделия, рассчитанного на долгий срок службы — неизбежно произойдёт окисление. Кстати, а как менять светодиод? Отпаять его можно или свойства пасты таковы, что не разрушив изделие, разъединить их не получится? Спасибо!

Попал сюда через отзывы на Али, словно путник пустыни в цветущий оазис. Сайт — находка! И фитоосвещение, и умелые ручки и, самое главное, чудо Кот (у меня была такая же черная кошка)… В общем, ныряю с головой.

подскажите! а как светодиоды на таких подложках-звездочках установить на алюминиевую пластину, профиль и т.д.(чтоб собрать фитолампу, например) Думаю использовать термоклей, но может есть вариант подешевле?

Неплохой теплопроводностью обладает «Герметик-прокладка» для двигателя производства г. Казань От нагрева он не теряет свойств и светодиоды не отпадывают со временем, как с некоторыми клеями. Высыхает только не очень быстро

Я на него последнее время клею «звездочки» и «полоски», а, иногда, и прямо светодиоды

Ух, ты! Спс попробую

Отличная статья, только в тексте есть некоторая неоднозначность. Здесь первый из тройки светодиодов припаян, а в статье про тепловизор та же фотка, но первый светодиод уже не припаян а только прижат к звёздочке. Где правда? Я как бы догадался, что припаян не сам светодиод, а только его выводы, но лучше уточнить это в тексте и не использовать разные подписи к одному рисунку.

Извините, тупой вопрос: зачем вообще греть паяльную пасту? Она что, изначально густая и должна расплавиться от нагрева и заодно «приклеить» светодиод к плате?

1. Что конкретно делать, если нет термофена? А нельзя ли обычным паяльником как-либо нагреть — может, через какую-то прокладку металлическую? Или просто пожжёшь звёздочку?

2. Наверное, доверять качеству китайской термораспайки не стоит? В смысле, покупать светики и звёздочки отдельно и потом паять их самому термопастой — нежели чем покупать термо-спаянные китайцами изделия светик+звёздочка?

1. Люди паяют при помощи утюга или духовки. Главное, нагреть до нужной температуры и не перегреть светодиоды. Можно приноровиться паять обычным паяльником — лудите пятку светодиода и центральную теплоотводящую дорожку, затем расплавляете капельку олова на ней и быстро, пока олово не застыло пинцетом прикладываете диод. Проверяете, сто припаялось крепко тем же пинцетом, затем припаиваете вываоды

2. При массовом производстве паять паяльной пастой быстрее чем паяльником, поэтому, в большинстве своем там должна быть нормальная пайка. Хотя на 100% никто не застрахован от того, что центральный пятак вообще не припаян. Также как и то, что сам кристалл в корпусе нормально припаян к пятаку. Эксплуатация выявит все проблемы

Нет, я имел в виду другое: можно ли при помощи паяльника как-либо паять термопастой, а не оловом?

Да можно, только не не рентабельно После нагрева паяльная паста превращается в капельку припоя А стоит она гораздо дороже чем припой

Т.е. паяльной пастой, а не термопастой — оговорился.

Ликбез для начинающих

Для выпаивания детали из платы, нужно сделать так, чтобы контакты разогрелись до плавления припоя (примерно 230 °C). Основная ошибка начинающих — место паяльных работ сразу прогревают на 300 — 350 °C.

Например, нужно выпаять микросхему из платы паяльной станцией Lukey 702.

Многие радиолюбители и электронщики выставляют параметры нагрева выше 300 °C.

В первый момент, на деталь действует около 200 °C. На контактах и окружающем месте паяльных работ комнатная температура.

Нагрев детали достигает 300 °C, а контакты еще не дошли до 200 °C.

На микросхему поступает критическая температура 350 °C. Тем временем, окружающее место пайки неравномерно прогревается, даже если происходят равномерные движения феном по месту пайки. На контактах детали появляется заметная разница температур.

400 °C и микросхема начинает зажариваться.

Еще чуть-чуть, и она отпаяется из-за того, что и контакты практически нагрелись до плавления припоя. Но это происходит потому, что плата прогрелась. И в данном случае, это произошло неравномерно. Высокие значения температур приводят к тепловому пробою микросхемы, она выходит из строя. Плата сгибается, чернеет, появляются пузыри из-за вскипевшего текстолита и его составляющих.

Такой метод пайки очень опасен и не эффективен.

Как выпаять микросхему

Как все-таки без ущерба паять детали?

Нужно проанализировать место пайки и оборудование:

• Оценить толщину платы. Чем толще плата – тем сложнее и дольше ее прогревать. Плата представляет собою слои дорожек, маски, площадки и много металлических деталей, которые очень теплоемкие.

• Что находится рядом. Чтобы не повредить окружающие компоненты, нужно их защитить от температуры. С этой задачей справятся: термоскотч, алюминиевый скотч, радиаторы и монетки.
• Какая температура окружающей среды. Если воздух холодный, то плату придется нагревать чуть дольше. Особое значение имеет то, что находится под платой. Не нужно паять на металлической пластине, или на пустом столе. Лучше всего подойдет деревянная дощечка или набор салфеток. И при этом плата должна находиться в одной плоскости, без перекосов.
• Оборудование. Многие паяльные станции продаются без калибровки. Разница между показываемой температуры на индикаторе и фактическая может достигать как 10 °C, так и все 50 °C.

Как правильно паять феном

Нужно закрыть все мелкие и уязвимые к перегреву компоненты защитой.

В данном случае используется алюминиевый скотч. Он хорошо защищает компоненты от температуры, плотно держит компоненты платы. Однако, прибавляет теплоёмкость к месту пайки. Термоскотч также хорошо защищает, только хуже держится на плате.

Плату размещается на таком материале, который наименее теплоёмкий и медленно отдает температуру в окружающую среду. Можно использовать, например, деревянную дощечку. И при этом, место пайки не должно находиться под наклоном.

Лучше всего нанести на контакты флюс. Он хорошо распространяет тепло, по сравнению с нагреваемым воздухом, однако не следует его добавлять слишком много. Он может вскипеть, зашипеть или помешать пайке.

Первым делом прогревается место пайки. Фен выставляется около 100 °C и максимальным потоком воздуха.

Нужно прогреть как саму деталь, так и окружающее место пайки с контактами круговыми движениями.

Далее, спустя около минуты следует плавно повысить нагрев.

Разница с контактами будет небольшая. Таким образом, в течение нескольких минут, повышаем до 300 °C.

Шаг около 20 — 30 °C на каждые десятки секунд.

Особенности

Процедура пайки строительным феном сопряжена с большой затратой энергоресурсов, потому как мощность нагревателя порою достигает 2,5 кВт. Это способствует высокой производительности – 300-400 л/мин. Поток разогретых воздушных масс оказывает воздействие на большую площадь, что порой неудобно при необходимости воздействия на определённую точку. В связи с этим сварку пластика посредством фена осуществляют с использованием насадок для быстрой пайки, которые дают возможность подать присадочный материал прямиком в область соединения.

Как понять, что деталь уже выпаивается

На контактах появляется блик. С помощью пинцета следует аккуратно подтолкнуть микросхему. Если она двигается легко и плавно из стороны в сторону, то ее уже можно снимать, если нет – греем дальше.

Эту технику необходимо индивидуально подстраивать под каждую пайку и паяльную станцию. Например иногда придется дольше греть плату, а в порой и около 240 °C хватит. Метод паяльных работ зависит от случая.

Как сменить нагревающий элемент

Качество работ во многом зависит от состояния нагревательного элемента. Его, в частности, необходимо регулярно заменять. Все работы проводите лишь после полного остывания инструмента.

Порядок действий следующий:

• откручивают гайку фиксатора рукояти;
• снимают колпачок;
• вытаскивают жало;
• достают заземляющую пружину;
• извлекают нагреватель и провода, ведущие к нему (последние отсоединяют от клеммы);
• устанавливают новый элемент, стараясь не повредить заземление;
• собирают ручку.

Сплав Розе

Чтобы уменьшить риск перегрева, можно использовать сплав Розе. Он поможет снизить нагрев до 120 °C. Таким способом можно выпаять деталь из опасных и чувствительных участков. Достаточно добавить пару гранул припоя и немного флюса.

После лужения контактов, деталь легко выпаивается. Нужно аккуратно выпаивать контакты, они могут легко повредиться из-за резкого движения.

Получившийся припой в обязательном порядке удаляется с платы. Он очень хрупкий и не подходит для использования.

Комбинированный метод

Еще одна очень эффективная техника. Если во время пайки деталь плохо паяется или не выпаивается – это следствие низкокачественного припоя, флюса или недостаточного прогрева платы.

Для этого во время работы паяльником, необходимо сверху помогать паяльным феном. Фен следует ставить до 200°C. Так нагрев будет происходить быстрее, и температура на контактах стабилизируется, окружающий воздух будет меньше забирать тепло.

Пайка в заводских условиях

В заводских условиях используются другие технологии пайки, позволяющие одновременно спаять несколько плат. Специальный робот устанавливает необходимые элементы на основание, на рабочую сторону которого методом шелкографии нанесена паяльная паста. Она содержит припой и флюс, при нагреве они переходят в другую фазу и выполняют свои задачи. Флюс обезжиривает контакты и обеспечивает смачивание, а припой под действием капиллярного эффекта затекает в зазоры соединений и обеспечивает прочное соединение SMD элементов.

Процесс происходит в специальной печи, где плата выдерживается определенное время. Длительность контакта и режим нагрева подбираются таким образом, чтобы не вредить SMD светодиодам. Процедура происходит достаточно быстро и обеспечивает пайку элементов в промышленных объемах.

Важно! Повторить такую технологию в домашних условиях не получится, поскольку необходимо обладать полным комплектом оборудования и материалов. Поэтому для любителей важно освоить процесс ручной пайки SMD светодиодов с использованием обычных инструментов и материалов.

В каких случаях паять феном не получится

Паяльный фен как правило достигает мощности не боле 500 Вт. Чем меньше мощность, тем меньше можно прогреть площадь платы.

Для массивной платы необходим нижний подогрев. Чаще всего это плита, которая нагревается до 100 – 200 °C. Печатную плату получится равномерно прогреть. А с помощью фена довести до плавления припоя.

Так же можно использовать строительный фен. Он имеет большее сопло, и его мощность может быть до 3000 Вт. Однако, строительный фен тоже не выход. Из-за того, что греется только деталь и небольшое окружающее пространство вокруг, после пайки плата деформирмируется от высокой разницы нагрева, тем самым отрываются выводы от площадок (особенно это кается больших BGA деталей).

Необходимость в демонтаже радиоэлементов возникает в нескольких случаях:

• Демонтаж неисправного элемента;
• Ошибочная установка радиодетали;
• Выпаивание из платы – донора ввиду отсутствия новой микросхемы.

Во всех этих случаях, кроме первого, основные условия – сохранение целостности и рабочего состояния выпаиваемой детали и целостность печатной платы.

Для выполнения этих работ требуется соблюдение аккуратности и несложных правил, которые были разработаны еще тогда, когда большая часть номенклатуры радиодеталей была в дефиците. Остро стоял вопрос, как выпаять дорогую микросхему из платы, не повредив ее.

Все о пайке пластика феном

Строительный фен (или термофен) является востребованным инструментом при осуществлении различных ремонтных работ. В круг его возможностей входят сушка, пайка, сваривание, нарезка и изгиб материала. Но потенциалы его применения значительно обширнее. Находчивый человек способен придумать массу возможностей применения данного инструмента, поскольку современный термофен для сварки пластика даёт возможность производить работы различной сложности за короткий промежуток времени. Даже недорогие образцы способны помочь произвести простой ремонт ПВХ труб в жилище, не говоря уже о специализированных строительных (технических, промышленных) устройствах, предназначенных для выполнения крупномасштабных работ.

Типы микросхем

Большое разнообразие корпусов микросхем привело к тому, что методика выпаивания стала различаться. Раньше наибольшее распространение имели микросхемы со штыревыми выводами для монтажа в отверстия печатной платы. В дальнейшем, с увеличением степени интеграции, широким распространением автоматизированных линий пайки, стали использоваться элементы для поверхностного монтажа с плоскими или шариковыми выводами.

Для ИМС (интегральных микросхем) с выводами для пайки в отверстия характерны корпуса типа DIP и SIP с двумя и одним рядом выводов, соответственно.

Поверхностный монтаж (SMD) допускает установку ИМС с выводами таких типов:

• Плоские выводы, выведенные наружу корпуса, – SOIC, SOP, QFP (квадратный корпус);
• Плоские ножки, загнутые вовнутрь, под корпус, – SOJ, PLCC, QFJ;
• Шариковые выводы – BGA.

Каждая из разновидностей имеет по несколько подвидов. Общее число типов корпусов исчисляется десятками.

Безопасная работа с полупроводниковыми радиодеталями

Перед тем, как отпаять деталь с платы паяльником, необходимо знать следующее. Полупроводниковые элементы крайне чувствительны к перегреву. Также дорожки на печатной плате при высокой температуре или превышении длительности пайки могут отслоиться от подложки или оборваться, что еще хуже.

Температурные условия

Температура жала паяльника должна составлять 200-250⁰С. При большей температуре могут произойти отслоение печатных дорожек и перегрев микросхемы. Такие же цели ставит время пайки одной ножки – не более 3-х секунд.

Обратите внимание! Некоторые сайты советуют для демонтажа ориентироваться не на температуру, а на мощность паяльника. Это неправильно. Температура у них одинакова, просто менее мощный может не справиться с плавлением припоя у вывода за счет интенсивного теплоотвода, а слишком мощным легко перегреть выводы и плату. Оптимальный вариант – паяльник мощностью 40 Вт.

Многие микросхемы чувствительны к статическому электричеству. Работать необходимо с надетым электростатическим браслетом и с заземленным инструментом.

Распайка планарных деталей

Итак, как происходит сам процесс? Кое-что почитайте тут. Мы откусываем маленькие кусочки припоя (сплава) Розе или Вуда. Наносим наш флюс, обильно, на все контакты микросхемы. Кладем по капельке припоя Розе, с обоих сторон микросхемы, там где расположены контакты. Включаем паяльник, и выставляем с помощью диммера, мощность ориентировочно ватт 30-35, больше не рекомендую, есть риск перегреть микросхему при демонтаже. Проводим жалом нагревшегося паяльника, вдоль всех ножек микросхемы, с обоих сторон.

Демонтаж с помощью сплава Розе

Контакты микросхемы у нас при этом замкнутся, но это не страшно, после того как демонтируем микросхему, мы легко с помощью демонтажной оплетки, уберем излишки припоя с контактов на плате, и с контактов на микросхеме.

Итак, мы взялись за нашу микросхему пинцетом, по краям, там где отсутствуют ножки. Обычно длина микросхемы, там где мы придерживаем ее пинцетом, позволяет одновременно водить жалом паяльника, между кончиками пинцета, попеременно с двух сторон микросхемы, там где расположены контакты, и слегка тянуть ее вверх пинцетом. За счет того что при расплавлении сплава Розе или Вуда, которые имеют очень низкую температуру плавления, (порядка 100 градусов), относительно бессвинцового припоя, и даже обычного ПОС-61, и смещаясь с припоем на контактах, он тем самым снижает общую температуру плавления припоя.

Конструкция плат

Печатные платы отличаются количеством печатных слоев и способом установки радиодеталей:

• Однослойные;
• Двухслойные;
• Многослойные;
• Для DIP элементов;
• Для SMD компонентов.

На одной плате могут располагаться одновременно DIP и SMD элементы на одной или обеих сторонах. Многослойные печатные платы, кроме внешних слоев, имеют внутренние, которые обычно служат для общей экранировки или разводки цепей питания. Так, материнские платы современных компьютеров или мобильных телефонов имеют до семи слоев.

Методики демонтажа

Способ, как выпаивать микросхемы, зависит, в основном, от типа выводов, хотя есть и универсальные методы.

Демонтаж микросхемы паяльником

Это самый трудоемкий и ненадежный способ. Применяется только тогда, когда количество ножек микросхемы минимальное. Перед тем, как выпаивать микросхемы паяльником, кончик жала тщательно облуживают и очищают от остатков припоя, чтобы он остался только в виде тонкой пленки. Расплавленный припой, который окружает ножку ИМС, под действием силы натяжения переходит на жало. Повторяя процедуру несколько раз, полностью освобождают выводы.

Важно! Перед каждым касанием платы жало очищают от припоя. Время касания не должно быть более трех секунд. Если ножка освобождена не полностью, заняться ею можно только через некоторое время после остывания. В это время можно заниматься следующими выводами.

Демонтаж микросхемы с помощью бритвенного лезвия

При работе с планарными элементами на помощь придет обыкновенное бритвенное лезвие. Для удобства лезвие бритвы разламывают пополам вдоль. Прислонив лезвие вплотную к границе вывода и платы, прогревают привой до его расплавления. Просунув лезвие между ножкой и платой, разделяют их. Лезвие выполнено из нержавеющей стали, поэтому припой к нему не пристает.

Использование демонтажной оплетки

Специальная демонтажная оплетка работает благодаря капиллярному эффекту, втягивая в себя расплавленный материал. Можно с тем же эффектом использовать оплетку экранированного кабеля. Оплетка должна быть чистой, без следов окисления. Для того чтобы улучшить растекание расплава, оплетку смачивают жидким флюсом.

Демонтаж микросхем с помощью оловоотсоса

Оловоотсос представляет собой специальный поршень, который при движении втягивает в себя расплав, освобождая вывод. Данный метод пригоден для работы с DIP и SIP компонентами.

Использование медицинских иголок

Такой способ наилучшим образом показал себя при демонтаже ИМС, особенно для одностороннего печатного материала. Двухсторонний печатный монтаж также может использоваться для демонтажа иглы от шприцов. Выбирая иглу, нужно, чтобы ее внутренний диаметр позволял свободно входить ножке микросхемы, а наружный – проходить в отверстие печатной платы. Кончик иглы стачивают надфилем до получения ровной поверхности.

Иглу надевают на кончик ножки и прогревают вывод паяльником. После расплавления припоя иглу вводят в отверстие платы и плавно поворачивают вокруг оси до застывания олова. После этого снимают иглу с ножки, которая теперь полностью свободна. Материал иглы (нержавеющая сталь) не облуживается, поэтому вращение вокруг ножки необходимо только для того, чтобы легче было вынуть ее из отверстия.

Использование сплава розе

Используя сплав розе, можно выпаять одновременно все выводы ИМС, благодаря тому, что легкоплавкий сплав растекается между выводами и равномерно и одновременно передает всем им тепло от разогретого жала паяльника. После полного прогрева деталь аккуратно извлекают из платы при помощи пинцета.

Минус у данного метода один – после демонтажа остатки сплава розе собрать не получится, поскольку он будет засорен излишками олова и свинца, которые изменят его состав и температуру плавления.

Как выпаять микросхему из платы феном

При работе с SOJ, PLCC, QFJ и BGA корпусами необходима паяльная станция или фен с регулировкой температуры. При помощи станции прогревают целиком участок платы до освобождения микросхемы, а при помощи фена с насадкой поток горячего воздуха направляют на выводы ИМС до их освобождения.

Отпаивать радиоэлементы необходимо при температуре 250⁰С. Соседние элементы для исключения перегрева следует прикрыть алюминиевой фольгой.

Как выпаять конденсаторы из материнской платы

Чтобы выпаять конденсаторы или другие двухвыводные элементы, нет необходимости использовать специальный паяльный инструмент. В процессе демонтажа прогревают один из выводов конденсатора, одновременно наклоняя элемент с целью выхода ножки из отверстия. Далее повторяют то же самое со второй ножкой, наклоняя деталь в обратную сторону. Во избежание отрыва не надо сильно давить на конденсатор. Прогревая поочередно оба вывода, постепенно освобождают их.

Воздушный паяльник

В некоторых случаях выручает воздушный паяльник. Назван он так потому, что нагрев выводов деталей осуществляется бесконтактно, при помощи разогретого до высокой температуры воздуха.

Изготовить такой термовоздушный инструмент несложно своими руками, используя в качестве исходного материала обычный паяльник. Для этого в конструкции его придется произвести некоторые изменения.

Жало паяльника, которое нагревается при помощи электрического элемента, нужно заменить стальной трубкой подходящего диаметра. Она помещается внутри элемента и должна проходить через рукоятку инструмента.

Со стороны рукоятки должен подаваться под небольшим давлением воздух. Если применить для этого полиэтиленовую трубку и маломощный компрессор для аквариумов, можно получить простейшую воздушную паяльную станцию. Температуру воздуха можно изменять регулятором напряжения.

Термовоздушный паяльник может быть использовано для монтажа и демонтажа SMD-компонентов, которые представляют собой элементы очень малого размера и не вставляются в отверстия монтажных плат, как это принято при использовании традиционных деталей, а монтируются прямо на контактные дорожки.