Как снимать припой оплеткой

Мой опыт замены конденсаторов в материнской плате

Главная » Полезные советы » Хитрости электрика » Как выпаять радиодетали из платы своими руками

Когда бытовая техника или различная аппаратура выходит из строя многие люди просто отправляют ее на мусор. Однако есть и те люди, которые любят все ремонтировать. И после поломки всегда остается несколько рабочих конденсаторов, резисторов и транзисторов. Их можно безопасно извлечь и использовать по назначению. Поэтому в этой статье мы решили рассказать, как выпаять радиодетали из платы безопасно.

Демонтаж микросхемы паяльником

Это самый бомжовский и геморный прием, когда ничего кроме паяльника нет но нужно выпаять микросхему.

Для того чтобы прошло это дело более менее гладко очищаем паяльник от налипшего припоя. Можно его очистить об специальную целюлозную губку а можно просто о влажную тряпку. Затем, с помощью кисточки обмазываем все пайки жидким флюсом, я для этого использую спиртоканифоль. Теперь очищенное жало паяльника суем сначала в канифоль а затем тычем в точки пайки выводов микросхемы. В результате медленно, по крупицам, припой начинает переходить с монтажного пятака на жало паяльника. Мы как бы залуживаем жало паяльника но только припой берем с выводов желанной микросхемы.

Так нужно проделать большое количество итераций, не забывая каждый раз очищать жало паяльника, пока микросхема не будет освобождена из монтажного плена. Здесь очень важно не увлечься и не перегреть микросхему. Также от перегрева могут отлететь монтажные пятаки и дорожки, но это важно в том плане если сама микросхема вам нафиг не нужна но нужна сама плата.

Как выбрать паяльник

Прежде чем узнавать, как правильно припаять микросхему, стоит разобраться с моделью устройства. Здесь подходит инструмент, мощность которого будет находиться в пределах 15-30 Ватт. Этого вполне достаточно, чтобы припаивать детали схем и плат, при этом не навредив им. Для данного дела подойдет акустический паяльник, отличающийся компактностью и низким уровнем теплоемкости. Он оптимален и для сборки схем. Помимо этого встречаются еще промышленные модели, рассчитанные на более широкий круг операций.

Выбирая, каким паяльником паять микросхемы, необходимо остановиться на модели с 3-х направляющим заземляющим штекером. Техника с таким устройством позволяет избежать рассеивания во время протекания тока через прибор. Образование тепла производится за счет замыкания тока в наконечнике. Сейчас встречается достаточно моделей, которые могут предоставить нужный уровень качества работы и обладают требуемыми параметрами, так как количество маломощных аналогов увеличивается.

Паяльная станция

Это устройство оказывается сложным, и для его освоения требуется большой опыт работы. Есть несколько способов, как выпаять микросхему из платы паяльником такого рода, но за счет более высокой мощности здесь возникает вероятность навредить. В станции, как правило, автомат соединяется с источником переменного тока. Средняя мощность составляет около 80 Ватт. При освоении техники пайка с ней становится значительно легче. К преимуществам относятся:

• длительный срок эксплуатации;
• возможность точной регулировки температуры с относительно небольшой погрешностью;
• возможность распайки кабелей;
• пайка алюминия, нержавейки, стали и прочих сложных для соединения металлов;
• легко проводится пайка труб из пластика, что делает устройство более универсальным, чем сам паяльник.

Станция обладает широкой сферой применения, поэтому, например, задача «как выпаять микросхему из платы» и подобные ей не вызывают большого труда. Сложность в освоении и высокая стоимость ограничивают распространение устройства для других. В сравнении с обыкновенным паяльником здесь намного выше потребление электроэнергии.

Демонтаж микросхемы с помощью бритвенного лезвия

Основная проблема выпайки микросхем состоит, как я уже говорил, в том , что пока греешь один вывод другой уже остыл а чтобы извлечь микросхему нужно чтобы все выводы оставались прогреты одновременно. Это сделать паяльником сложно но можно. Можно конечно взять и варварски изогнуть жало какого-нибудь ЭПСН паяльника и эдаким Г-образным крючком прогревать пайки. А можно пойти проще. Только в этом случае нужно воспользоваться какой-либо металлической пластиной или скобой которая не облуживается.

В качестве такой пластины можно применить бритвенное лезвие. Лезвие нужно для того, чтобы тепло от паяльника концентрировалось не на одном выводе а передавалось сразу нескольким. Единственное, может потребоваться более мощный паяльник так как при низкой мощи тепла которого было достаточно для одного вывода может не хватить на целую прорву выводов.

поэтому прижимаем лезвие к целому рядку ножек микросхемы и начинаем прогревать все пайки одновременно, Прогреваем и одновременно покачиваем микросхему, можно под брюхо микросхемы подсунуть лезвие ножа стараясь приподнять микросхему с одного края. Таким образом освободив от монтажного плена один ряд ножек, тем же макаром, освобождаем второй ряд.

Замена конденсаторов

Итак, надо смочить флюсом места припайки конденсатора, обхватить выпаиваемый конденсатор пальцами левой руки и прогреть несколько секунд места пайки (взяв при этом паяльник в правую руку – если Вы правша). Затем, аккуратно покачивая, необходимо осторожно вытащить конденсатор.

Если ширина жала не позволяет нагреть оба вывода сразу, можно нагревать их по одному, поочередно (и поочередно вытаскивать каждый на несколько миллиметров). Но в этом случае нагревать их придется не один раз! Лишний нагрев материнской платы нам ни к чему.

Переходные отверстия на материнской плате металлизированы, поэтому в них остается припой.

Удалить его можно заостренной деревянной палочкой. Можно использовать палочки-зубочистки или палочки для чистки ушей (если снять с них ватные тампоны).

Дерево там твердое и прекрасно подходит для наших целей.

В крайнем случае, можно использовать спичку, если предварительно обжечь ее конец на жале паяльника, чтобы этот кончик стал тверже.

Итак, надо опять нанести каплю флюса на места пайки, вставить кончик деревянной палочки или спички в переходное отверстие, слегка надавить на него и прогреть с противоположной стороны паяльником. Когда припой расплавится, заостренный кончик палочки покажется с противоположной стороны. Перед припайкой нового конденсатора необходимо, естественно, предварительно облудить его выводы.

Использование демонтажной оплетки

При демонтаже микросхем голым паяльником используется свойство паяльника притягивать припой. Залуженное и покрытое флюсом жало паяльника обладает хорошей смачиваемостью и вбирает припой очень даже не плохо. Но как повысить эффективность этого процесса?

Можно конечно выбрать паяльник с более широким жалом, тогда им можно будет изъять большее количество припоя. Но можно пойти другим путем, можно воспользоваться оплеткой от коаксиального кабеля. Подойдет антенный провод от телевизора. Сдираем эту оплетку с кабеля и обильно покрываем ее флюсом.

Теперь если прижать такую косичку к пайкам микросхемы и немножко пройтись по ней паяльником можно убедиться чудесных демонтажных свойствах оплетки. Благодаря своей пористости и гигроскопичности она вбирает в себя припой куда лучше любого жала паяльника, освобождая тем самым микросхемные выводы.

Сейчас в продаже имеются специальные демонтажные оплетки, так что можно оставить телевизионный провод в покое.

Подготовка к ремонту материнской платы

Мы не будем рассматривать сложных технологий замены с использованием паяльных станций, вакуумных отсосов – это удел сервисных центром и продвинутых ремонтников.

Будем использовать обычный отечественный паяльник мощностью 40 Вт, спиртоканифольный флюс, оловянно-свинцовый припой и заостренную деревянную палочку.

Жало паяльника надо заточить определенным образом. Оно должно быть такой ширины, чтобы, по возможности, одновременно нагревать оба вывода.

Желательно иметь ЛАТР или автотрансформатор с отводами и переключателем для регулировки температуры жала паяльника.

Спиртоканифольный флюс можно получить, растворив порошкообразную канифоль в этиловом спирте 96 градусов.

Демонтаж микросхем с помощью оловоотсоса

Как думаете, что получится если совместить клизму и паяльиик? Получится нечто, изображенное на рисунке. Это оловоотсос и этот конструктив описывался еще в старом журнале не то «Моделист-конструктор» не то «Журнал радио», уже не помню.

Сейчас они могут выглядеть совершенно по разному, могут быть такими как на рисунке, могут представлять собой модифицированный шприц. Но суть их от этого не меняется, паяльник разогревает место спая а клизменная груша или шприц вытягивают весь припой. В принципе очень эффективный метод демонтажа.

Материалы для безопасного выпаивания

На самом деле безопасность выпаять радиодетали достаточно сложно, ведь одно неловкое движение – и она выходит из строя. Поэтому к такому процессу стоит подойти ответственно, помимо стандартного паяльника нам еще будут нужны:

Также нам будут нужны полые иглы. Найти их можно в любом магазине с радиотехникой, стоимость держится на довольно низком уровне.

Необходимо приобрести и демонтажную оплетку. Она служит губкой и впитывает вес расплавленный припой в себя. После этого остается чистая плата.

Оловоотсос. Без такого инструмента не обойтись совсем, а его название говорит за себя.

Использование медицинских иголок

В общем суть в следующем. В аптеке покупаем иголку достаточно тонкую чтобы пролезла в монтажное отверстие и достаточно толстую чтобы можно было одеть на вывод впаянной микросхемы.

Надфилем спиливаем кончик иглы, чтобы получилась простая полая трубочка, будет еще лучше если отверстие немного развальцевать. Получилась хорошая демонтажная игла

А работать с ней очень просто. Одеваем нашу трубочку на вывод микросхемы, паяльником разогреваем место спая. Теперь пока припой еще в жидком виде иголку просовываем в монтажное отверстие и начинаем неистово вращать иглу до момента застывания припоя. Одев иглу на вывод мы тем самым изолировали ножку микросхемы от припоя.

Игла имеет особое покрытие которое ухудшает смачиваемость припоем, поэтому припой к игле не липнет.

Сейчас кстати в продаже имеются специальны демонтажные трубочки различных диаметров так что мед. иглы можно уже не покупать.

Проверка ёмкости

Проверить электролитические конденсаторы (так же как неэлектролитические) на предмет сохранения ими своего номинала (ёмкости) можно несколькими способами.

Но вначале необходимо ознакомиться с измерительными приборами, которые позволяют правильно оценить величину ёмкости конкретного элемента, прежде чем что-то паять.

Для измерения конденсаторов с номинальными емкостями до 20-ти микрофарад может хватить обычного мультиметра, имеющего соответствующую функцию. В качестве такого измерителя может использоваться недорогой прибор типа DT9802A.

Для оценки состояния элементов с большими номиналами потребуется специальный прибор типа «измеритель RLC». Посредством такого устройства можно проверять не только конденсаторы, но и такие распространённые элементы, как резистор и катушка индуктивности.

Проверка конденсатора цифровым мультиметром:

Часто неисправный конденсатор вздувается, и заметен без применения всяких приборов.

Простой, но не достаточно эффективный метод выявления неисправности – проверка с помощью обычного омметра, по показанию которого можно судить о целостности прокладки из диэлектрика.

Данный способ применяется обычно при отсутствии в приборе функции измерения ёмкости. Для этих целей может использоваться простейший стрелочный прибор, переведённый в режим измерения сопротивления.

При прикосновении концами щупа к ножкам исправного элемента стрелка должна немного отклониться, а затем возвратиться в сходное состояние.

Если же показания на приборе изменились, а стрелка после отклонения остановилась на каком-то конечном значении сопротивления – это значит, что конденсатор пробит и подлежит замене.

Проверка в плате

Один из самых распространённых способов проверки конденсатора без его выпаивания из схемы – включение параллельно ещё одного, заранее исправного конденсатора с известным номиналом.

Указанный метод позволяет судить об исправности элемента по индикатору прибора, показывающего суммарную ёмкость двух параллельно включённых «кондёров». При параллельном включении конденсаторов их ёмкости складываются.

При этом подходе удаётся обойтись без пайки конденсатора с целью извлечения его из схемы, в которой он шунтируется параллельно включёнными элементами (резисторами).

Однако возможности применения этого метода ограничиваются допустимыми напряжениями, действующими в данной электронной схеме и в плате тестируемого устройства.

Способ эффективен лишь при небольших величинах потенциалов, сравнимых со значениями предельных напряжений, на которые рассчитан электролитический конденсатор.

При выполнении паяльных работ часто требуется убрать с поверхности припой. Такая оплетка- это один из распространенных вариантов для такой операции

Обзор в текстовой и видео версиях. Видео внизу страницы.

ЗАКАЗ
Заказывал я эту оплетку на Aliexpress, при выборе не сильно заморачивался, взял что подешевле, потому что паяю я ну очень эпизодически, и оплетка эта мне нужна для «пусть лежит, когда-нибудь пригодится». Выслал продавец через день после заказа, доехала оплетка в простом пакетике.

Ничего примечательного, за исключением того, что бобина очень удобная. Оплётка стремится размотаться, а тут можно высунуть наружу кончик нужной длины и зажать.

Интересный вопрос: есть ли здесь заявленные полтора метра?

Да, не обманули.

ПРИМЕНЕНИЕ
В теории эта штука должна хорошо вбирать в себя разогретый припой, оставляя после себя чистую поверхность. А еще оплетка должна бы быть пропитана флюсом. В теории. На вид не похоже, что эта оплетка покрыта флюсом.

Проба №1 — использование оплётки как есть. На видео видно, что работает эта оплётка крайне плохо: припой не впитывается, приходится оплёткой тереть как шваброй, чтобы что-то убрать. Да, припой убирается как-то, но за счет механического воздействия, за счет того, что этой оплеткой просто терли как щёткой.
В общем, практически не работает.

ВЫВОД
Вывод неоднозначный.
Товар «из коробки», в том виде, в котором приезжает, свою функцию не выполняет, толку от него нет. Из положительного можно отметить только соответствие заявленной длины и удобную бобину. А вот сама оплетка бесполезна.

С другой стороны, достаточно помазать флюсом, и оплётка начинает работать как надо, т.е. вроде как уже нормальный товар. Если вы паяете, значит у вас под рукой уже стоит флюс, и можно сказать, что необработанность флюсом оплётки- вообще не проблема.

Но есть и другие варианты. Во-первых, встречаются варианты оплётки, которые хорошо работают без дополнительных танцев с

флюсом. В во-вторых, оплётку можно самому извлечь из старого кабеля, так же обработать флюсом, и работать такая халявная оплётка будет как минимум не хуже. И не надо заказывать из Китая, платить и ждать месяц.
Так что стоит ли заказывать, каждый для себя решает сам.

https://youtube.com/watch?v=JQfzW-B3tIo%3Fautoplay%3D0%26hl%3Dru_RU%26rel%3D0

Приспособления для удаления припоя

Как правило, при выпаивании обычных радиоэлементов с небольшим количеством выводов не возникает проблем. Но при демонтаже многовыводных радиоэлектронных компонентов, таких как микросхемы, строчные трансформаторы, многовыводные переменные резисторы, трудности возникают даже у тех, кто умеет аккуратно и правильно паять.

Для демонтажа многовыводных деталей необходим инструмент, с помощью которого можно легко удалить припой с места паяного контакта. Чтобы эффективно убрать припой можно воспользоваться несколькими простыми приспособлениями.

Медная оплётка.

Пользоваться медной оплёткой достаточно просто. Нужно приложить медную оплётку к месту, где необходимо удалить припой и, прижав её разогретым жалом паяльника, дождаться момента, когда припой расплавиться и впитается оплёткой под действием капиллярного эффекта. При этом будет хорошо видно, как жидкий припой впитывается медной оплёткой, а место вокруг вывода и сама печатная дорожка остаются чистыми от припоя. Использованный отрезок медной оплётки, заполненный застывшим припоем, откусывается кусачками.

Следует помнить, что оплётка оплётке рознь. Так, например, можно услышать критику качества медной оплётки, которую производят малоизвестные фирмы и похвалу продукции таких фирм, как Weller или Goot Wick. И это действительно так.

Например, я разочаровался в оплётке таких марок, как Pro’sKit или REXANT. Жилы толстые и не скручены в косичку. Работать такой оплёткой можно, но использовать при ремонте важных и дорогих узлов я бы не рискнул.

На фото – катушка медной оплётки. Маркирована весьма лаконично – SOLDER WICK. Качество весьма неплохое, но есть пустяковые недочёты. Оплётка сильно спрессована и вытянута в длину – наверняка для того, чтобы сэкономить на меди. Что же можно сделать, чтобы комфортно использовать эту медную оплётку для своих целей?

Первым делом нужно “распушить” медную оплётку так, чтобы между медными жилами было как можно больше свободного пространства. Поскольку действие медной оплётки основывается на капиллярном эффекте, то необходимо обеспечить возможность расплавленному припою подниматься вверх по медным жилам и заполнять пространство между ними. Для этого, естественно, нужно обеспечить свободное пространство между медными жилами.

Также не помешает пропитать оплётку жидким флюсом. Подойдёт ЛТИ-120. Флюс ослабляет поверхностное натяжение и способствует равномерному покрытию жидким припоем медных жил. Конечно, можно использовать и твёрдую, кусковую канифоль, но добиться хорошего эффекта будет труднее.

С помощью медной оплётки можно без труда удалять припойные перемычки между выводами микросхем, которые могут образоваться при монтаже многовыводного чипа на печатную плату.

Как-то раз по телевизору видел репортаж с китайского завода электроники, где монтажник удалял излишки припоя между выводами микросхемы, смачно проводя медную оплётку под жалом паяльника вдоль выводов микросхемы на плате – смотрелось очень эффектно!

Раньше медную оплётку можно было купить либо на радиорынке, либо в радиомагазине. Сейчас медную оплётку легко купить в интернете, например, на всем известном Алиэкспресс. Выходит дешевле, чем в магазинах.

Я для себя взял оплётку Goot Wick, которая считается одной из лучших. Купил сразу 5 штук разной ширины (1.5мм; 2.0мм; 2.5мм; 3мм; 3.5мм) и длиной 1,5 метра каждая. На тот момент вышло чуть больше $1 за штуку.

Позиций просто огромное количество, можно даже катушку в 20 метров купить. Вот ссылка на Goot Wick, выбирайте.

Понятно, что единственный минус использования медной оплётки для удаления припоя это то, что она является расходным материалом и может кончиться в самый неподходящий момент. Этого недостатка лишён специальный инструмент под названием десольдер.

Десольдер (Оловоотсос).

Слово десольдер происходить от английского слова desoldering – распайка, удаление припоя.

Сам по себе десольдер или по-другому оловоотсос представляет собой цилиндрическую трубку, на одной стороне которой закреплён узкий носик, а на другой поршневой механизм с ручкой и кнопкой. Внутри этого приспособления помещается жёсткая пружина, которая толкает поршень.

На фото ниже показан механический десольдер в разборе. Как видим, этот нехитрый инструмент состоит из узкого носика, полого цилиндра, пружины и поршня с фиксатором.

Как пользоваться оловоотсосом?

Для того чтобы убрать припой с места паяного контакта расплавляем припой в месте контакта с помощью паяльника. Чтобы придать расплавленному припою лучшую текучесть используем канифоль или флюс. Канифоль и флюс способствует снижению поверхностного натяжения металла и увеличивает текучесть расплавленного припоя.

Далее фиксируем поршень десольдера, нажав рычаг до щелчка. При этом поршень зафиксируется, а пружина будет находиться в сжатом состоянии. Не прекращая нагрева места, откуда нужно убрать припой подносим вплотную узкий кончик оловоотсоса к месту пайки. Нажимаем кнопку фиксатора десольдера. При этом поршень резко переместиться за счёт сжатой пружины и создаст разряжение воздуха в цилиндре, за счёт которого и происходит втягивание расплавленного припоя внутрь цилиндра. Поверхность печатной дорожки и вывод остаётся чистой от припоя.

Пользоваться десольдером достаточно удобно, но есть и некоторые минусы.

При частом использовании десольдера проявляется его основное отрицательное качество – загрязнение поршневого механизма кусочками припоя смешанного с канифолью. При этом смесь крошек припоя и флюса налипают на стенки цилиндра и пружину. Это мешает свободному ходу поршня в цилиндре и, естественно, затрудняет работу.

Чтобы очистить десольдер необходимо его разобрать и произвести чистку. В качестве чистящего средства можно применить, например, спрей-очиститель Degreaser. Он хорошо растворяет канифоль, которая сцепляет кусочки припоя. Внутренние стенки полого цилиндра и носика после нанесения спрея-очистителя прочищаем щеточкой. Затем цилиндр необходимо протереть тканью, удалив остатки припоя и чистящего вещества. После этой процедуры десольдер вновь готов к работе. Проводить чистку можно и другими средствами, например, изопропиловым спиртом («Очиститель универсальный»). Такой продаётся в магазинах радиотоваров.

Хороший десольдер можно купить всё на том же Али. Вот ссылка на выдачу с десольдерами. Её можно отфильтровать по количеству заказов, наличию новинок или рейтингу продавца. Выбирайте, что понравится.

Десольдер пригодится там, где необходимо выпаять с платы радиодетали с выводами большого сечения. Это могут быть трансформаторы, ТДКС’ы, строчные транзисторы в кинескопных ТВ, IGBT-транзисторы в сварочных инверторах, металлические экраны и радиаторы. В общем, там, где для монтажа применяется много припоя и использовать медную оплётку нерационально.

Во времена, когда инструментов подобного десольдеру не было в широкой продаже, радиомеханики использовали резиновую грушу

Использование сплава Розе.

Кроме сплава Розе есть ещё один низкотемпературный сплав, температура плавления которого ещё ниже, чем у Розе. Это сплав Вуда (65-72°C). Наверняка, вы захотите использовать его в своей практике. Но, хочу отметить, что сплав Вуда токсичен, так как содержит кадмий (около 10% сплава). Поэтому применять его в повседневной работе я настоятельно не рекомендую.

Технология выпайки с помощью сплава Розе проста как дважды два. Её суть заключается в том, чтобы растворить «родной» припой более низкотемпературным сплавом. За счёт диффузии сплав Розе растворяется в более высокотемпературном припое, с помощью которого компонент запаян на плату. Благодаря этому температура его плавления уменьшается. Сплав Розе как бы замещает «родной» припой. При этом электронную деталь, модуль или даже блок можно легко и безопасно выпаять паяльником либо феном термовоздушной паяльной станции.

Естественно, после того, как электронный компонент демонтирован с платы, остатки припоя с контактов и жала паяльника нужно убрать медной оплёткой. Если этого не сделать, то наличие остатков низкотемпературного сплава приведёт к деградации пайки, особенно в том случае, если электронная деталь или компонент в процессе своей работы сильно нагревается. Думаю это и так понятно, объяснять не надо.

Исключением такого правила можно считать, например, запайку микрофонного модуля на плату смартфона. Микрофонный модуль очень чувствителен к перегреву, поэтому в качестве основного припоя можно применить сплав Розе. В процессе работы микрофонный модуль не нагревается, а пайка получается достаточно качественной, чтобы аппарат проработал не один год.

К недостаткам сплава Розе можно причислить лишь то, что он довольно дорогой. Поэтому, многие поначалу избегают его использование в своей радиолюбительской практике. Кроме того, не пытайтесь искать его в Алиэкспресс или других китайских интернет-магазинах. Дело в том, что висмут – это довольно редкий металл и его экспорт из Китая в чистом виде запрещён. Тоже касается и сплава Вуда, содержащего кадмий, который ещё и токсичен. Его свободная пересылка ограничена.

Главная » Радиоэлектроника для начинающих » Текущая страница

При распайке микросхем частенько возникают трудности. Эти элементы нужно паять довольно аккуратно, чтобы не возникало проблем с работой микросхемы. Для этого необходимо ухищряться и искать более удобные способы, которые помогут распаять деталь и не повредить ее составляющие. Не стоит отгибать ножки микросхемы по одной – это не приведет ни к чему хорошему. Поэтому рассмотрим несколько универсальных и простых способов распайки микросхем.

Просто паяльником

Данный способ распайки таких элементов считается самым трудным. К нему можно прибегнуть только тогда, когда других инструментов нет под рукой, и их нельзя срочно достать или одолжить. Чтобы не навредить микросхеме, необходимо тщательно подготовить аппарат перед использованием.

Очищаем инструмент от налета при помощи специальной губки или обыкновенной влажной тряпки. Далее берем кисточку и намазываем специализированный состав на пайки. Лучше всего подойдет спиртоканифоль. Затем стержень паяльника окунаем в тот же самый состав и начинаем процесс распайки. Делать это нужно очень осторожно, поскольку перегревание микросхемы грозит ее выходом из строя.

Чтобы пайки не остывали, их нужно прогревать одновременно. Для этого понадобится лишняя пластина. С этой задачей замечательно справится обыкновенное бритвенное лезвие. Так все пайки начнут совместно прогреваться, после того, как лезвие окажется под целым рядом этих элементов.

Главное, чтобы при нагреве мощности паяльника хватило на целый ряд. Как только схема начнет прогреваться, ее обязательно нужно немного покачивать. Далее с помощью ножа аккуратно извлекаем лезвие и саму микросхему.

Чтобы сделать распайку еще более эффективной, можно использовать оплетку от кабеля, которую нужно тщательно покрыть флюсом. Прижимая данный элемент к пайкам, которые потом будут нагреваться паяльником, можно увидеть, насколько быстро микросхема освобождается. Такое действие оказывает пористость оплетки и ее гигроскопичность. В продаже есть готовые оплетки, но можно использовать и обыкновенный телевизионный провод.

Чтобы сделать демонтаж микросхемы еще более эффективным, достаточно совместить оловоотсос и паяльник. Первый инструмент по форме напоминает клизму. Именно такое уникальное строение помогает всасывать припай при его расплавлении. Таким образом, не приходится постоянно очищать паяльник от припая, через некоторое время микросхема будет полностью демонтирована.

Приобретается такой инструмент в обыкновенной аптеке. Толщина иголки не должна быть очень большой, чтобы пролезала в монтажное отверстие, но и не слишком маленькой, иначе ее нельзя будет поместить на вывод микросхемы. Кончик иглы необходимо спилить, чтобы получилась некая трубочка.

Сама иголка помещается на вывод микросхемы, а место спая разогревается паяльником. Далее иголка проходит в монтажное отверстие, где ее нужно начинать сильно вращать, до того момента, как припой застынет. После этого можно считать, что ножка микросхемы была изолирована от припоя, а значит и сам элемент может быть освобожден.

Распайка микросхемы – очень трудный и кропотливый процесс. Необходимо правильно подобрать инструменты, чтобы работать было намного проще. Паяльник нужно использовать в самую последнюю очередь, когда больше ничего нет под рукой. Главное следить, чтобы микросхема не перегревалась, иначе система полностью выйдет из строя.

Материал обновлён 10.02.2023
Время чтения: 24 минуты

BGA-микросхемы используются во всех современных устройствах, будь то компьютер, ноутбук, смартфон или игровая приставка.

Свое название они получили в честь применяемой технологии изготовления контактов – BGA (от англ. Ball Grid Array – массив шариков). В ней, для присоединения BGA компонентов к печатной плате используется припой в виде шариков.

Как паяют такие микрочипы? Что такое реболлинг? Какое оборудование, а также какие приемы используют? Обо всем об этом мы поговорим в этой статье.

Необходимость ремонта плат с BGA

Замена BGA чипов в первую очередь обусловлена выходом их из строя, во вторую — обрывом паяного контакта. Повреждение контактного соединения приводит к тому, что микросхема перестает полностью или частично осуществлять свои функции. Это отрицательно влияет на функционирование самого устройства и может привести к его полному выходу из строя.

Признаки повреждения BGA компонентов:

• после включения устройства дисплей остается черным, хотя индикаторы включения горят;
• устройство самостоятельно отключается через несколько минут или секунд после включения;
• устройство самопроизвольно многократно перезагружается;
• нет изображения;
• устройство включается не с первого раза.

Причины выхода микросхем из строя:

• перегрев, вызванный нарушением охлаждения;
• подача высокого напряжения, вызванное коротким замыканием, пробоем изоляции и т.п.;
• физическое разрушение микрочипа, вызванное ударом или деформацией.

Причины повреждения шариковых выводов:

• нарушение технологии запайки (загрязнение, не верная температура, время нагрева или охлаждения);
• не верный подбор материалов (флюса, размера BGA шаров, припоя);
• разрушение из-за попадания влаги;
• механические воздействия (удары, деформация).

Реболлинг, что это?

Действительно частой причиной повреждения контактов становится простое механическое воздействие. Например, устройство в процессе эксплуатации уронили или оно получило удар при транспортировке или эксплуатации. Часто для ремонта таких повреждений достаточно восстановления шариковых выводов и повторной установки компонента.

Сам процесс восстановления шариковых выводов называется «реболлинг» (от англ. „reballing“).

Операция реболлинга является достаточно востребованной, но далеко не самой простой. Главная ее особенность заключается в том, что качественный реболлинг не сделать, как говорится, «голыми руками». Для этого требуется специальное оборудование, при этом сам мастер должен иметь соответствующие навыки и опыт.

Грубо говоря, все выполняемые ремонтные работы можно разделить на два вида: демонтаж микрочипа и его запайку. Но в начале надо позаботиться о безопасности выполняемых работ.

Техника безопасности

Все работы нужно проводить в хорошо вентилируемом помещении, так как при пайке образуются испарения, которые могут причинить вред вашему здоровью.

На некоторых этапах используются химикаты (например, при отмывке платы и компонентов). От них также выделяются испарения. Поэтому необходимо использовать средства личной защиты: очки, респиратор, перчатки.

Безопасность компонентов

Особую опасность для компонентов представляет статический заряд. Он способен вывести из строя электронные компоненты. Для защиты от статики необходимо использовать антиэлектростатические инструменты и принадлежности. А подробнее о статическом электричестве вы можете узнать в нашей статье: «Что такое электростатический разряд».

Следует помнить, что компонентам может нанести вред высокий уровень влажности, резкий перепад температур, а также любые непредвиденные механические воздействия. Поэтому в помещениях для их хранения и в самой мастерской должны быть приемлемые климатические условия. Рабочее же место мастера должно быть удобным, а также оборудовано всем необходимым оборудованием и принадлежностями.

Демонтажные работы

Прежде всего, необходимо извлечь печатную плату с микрочипом, которая находится в устройстве. Корпус надо вскрывать аккуратно, чтобы ни в коем случае не повредить его. Так как в ремонте нуждаются самые разные устройства: телефон, ноутбук, планшет, телевизор, то для их разборки требуется специальный инструмент. Неудобно и ненадежно каждый раз выискивать что-то подходящее из подручных средств для этого. Поэтому хорошим выбором станет универсальный набор инструментов, который поможет аккуратно вскрыть корпус любого современного устройства.

Универсальный набор инструментов ремонтника

Убираем компаунд

Часто, особенно в мобильных устройствах, можно встретить чипы залитые специальным веществом. Это вещество – специальный компаунд. Он позволяет надежно герметизировать элементы. Под них не попадает случайно пролитая вода, а также не сконденсируется влага. Дополнительно компаунд обеспечивает надёжную фиксацию микрочипа, защищая его контактные соединения от разрыва при вибрации, а также ударах. Однако за всеми этими преимуществами стоит сложность снятия зафиксированных компаундом электронных компонентов.

Удалите компаунд по периметру чипа, а также с прилежащих к нему областей. После этого можно приступать к процедуре нагрева микрочипа и его снятию.

Извлекаем микросхему

Ремонт начинается с демонтажа электронного компонента с печатной платы. Для удобства ремонтируемую PCB нужно зафиксировать. Для этого можно воспользоваться специальным держателем. Такое приспособление будет удобно даже при обычных ремонтных работах с электроникой. Определится с держателем вы можете, прочитав нашу специальную статью: «Обзор держателей для печатных плат «третья рука»».

Платодержатели: BEST BST-001C (слева) и BANGSTOOL LFJH400 (справа)

Для снятия микросхемы необходимо прогреть припой соединяющий её с PCB до температуры плавления. Для решения этой задачи можно воспользоваться термовоздушной паяльной станцией (ТВ ПС), либо инфракрасной паяльной станции (ИК ПС).

Термовоздушные станции удобны для выполнения большинства операций по BGA и SMD пайке. Эти устройства компактны, просты в эксплуатации и обслуживании. Подробнее о выборе термовоздушных ПС можно прочитать в статье: «Как выбрать термовоздушную паяльную станцию?».

Термовоздушная ПС Quick 857DW+ (слева) и YIHUA-852D+ (справа)

Инфракрасные ПС имеют больший функционал и предназначены для выполнения серьёзных ремонтных работ. Таких, как: пайка процессоров, видеочипов, реболл графического процессора, микрочипов памяти, а также других.

Их ключевые особенности:

• наличие верхнего и нижнего нагревателей;
• точный контроль температуры нагрева за счет применения термоконтроллера или ПЛК (программируемого логического контроллера);
• дополнительное оборудование в виде вакуумного пинцета, системы позиционирования.

Более подробно о преимуществах, а также критериях выбора ИК ПС можно прочесть в наших статьях: «Как выбрать ИК станцию» , «Обзор паяльных станций или как выбрать паяльную станцию», «ТОП ИК станций».

Инфракрасные ПС для BGA корпусов: ACHI IR 6500 (слева) и Dinghua DH-A2E (справа)

Если микросхема вышла из строя, то при демонтаже можно не сильно беспокоиться о ее перегреве. В такой ситуации важно не повредить саму плату, соседние электронные компоненты, а также пластиковые элементы. Для обеспечения этого надо:

• при работе с термовоздушными нагревателями использовать насадки концентрирующие воздушный поток;
• при использовании ИК станций – оснащать их концентратором, насадкой или диафрагмой фокусирующей, или ограничивающей поток инфракрасного излучения;
• для защиты термочувствительных деталей и электронных компонентов от высокой температуры наклеивать на них алюминиевую клейкую ленту, медный самоклеящийся скотч или полиимидный термоскотч.

Ленты медная, лента алюминиевая, полиимидный скотч

Если предполагается, что компонент не поврежден, то контроль температуры при ее демонтаже очень важен. При использовании термовоздушных фенов выставляют температуру воздушного потока в 300-350 градусов, а на ИК ПС выбирается соответствующий профиль нагрева. В процессе нагрева обязательно выполняют контроль температуры термопарой, пирометром или тепловизором.

Для снятия еще горячего микрочипа, чтобы не обжечься, а также не повредить его при снятии, нужно воспользоваться вакуумным пинцетом.

Подготовка деталей к пайке

Перед монтажом микросхемы необходимо подготовить «пятаки» (контактные площадки) находящиеся на PCB. Надо убрать остатки припоя и компаунда. Для начала выставив 150 градусов, прогревают PCB термофеном или на столе преднагревателе. После размягчения компаунда его остатки соскребают деревянным шпателем или зубочисткой. По окончании операции посадочное место очищают изопропиловым спиртом и мягкой щеткой.

После очистки от компаунда приступают к удалению остатков припоя с контактных выводов. Эту операцию называют деболлинг. Для очистки используют паяльник с контролем температуры, например, это может быть паяльная станция YIHUA-852D+.

Передняя панель ПС YIHUA-852D+ отражающая текущую температуру нагрева

Как только площадка будет очищена можно приступать к удалению остатки флюса и других загрязнений.

Для облегчения снятия остатков припоя можно пролудить контакты низкотемпературным сплавом Розе.

При запайке старого или донорского чипа его контактные площадки также требуют очистки. Удаление припоя, а также остатков компаунда выполняется по той же технологии, что используется для PCB платы.

Для смывки различных загрязнений можно использовать: деионизованную (без ионов) воду, изопропиловый спирт или ацетон, а также обычную зубную щетку.

Проверяем состояния элементов

После очистки контактов выполняется оценка их состояния. Выявляются дефекты PCB, повреждения её контактных площадок и маски. Для этого необходимо воспользоваться микроскопом (МС).

Наиболее подходящими, для этого, считаются стереоскопические микроскопы. Однако некоторые мастера предпочитают промышленные микроскопы.

К преимуществам стереомикроскопов можно отнести:

• получение объемного изображения, что удобно для оценки компонентов, их состояния, отсутствия повреждений;
• большое рабочее расстояние позволяет работать различным инструментом (паяльник, фен и др.);
• защитное стекло, для протекции оптики от испарений, брызг припоя, а также высокой температуры.

Ряд моделей стереомикроскопов выполняются тринокулярными. Это позволяет установить на них камеру и выводить изображение на монитор или записывать видео рабочего процесса.

Стереоскопический микроскоп Crystallite ST-7045 (слева) и промышленный микроскоп Saike Digital SK2700HDMI-T2H (справа)

К достоинствам промышленных микроскопов можно отнести:

• компактность;
• большое рабочее расстояние;
• наличие цифровой видеокамеры.

Для выбора подходящего именно вам микроскопа ознакомьтесь со следующими статьями: «Как выбрать бинокулярный и тринокулярный стереомикроскоп», «Выбираем промышленный микроскоп» и «Обзор цифровых микроскопов Saike Digital».

При оценке контактов проверяют их состояния, а также необходимость выполнения восстановительных работ, качества пролуженности контактов, а также общее состояние электронного компонента и PCB.

Подбор материалов для пайки

После успешного прохождения проверки можно приступать к реболлингу. Операция состоит из двух основных этапов: «накатки» (наплавления) припоя и собственно припайки микрочипа на PCB. Каждый из этих этапов может быть выполнен с применением различного оборудования, а также по различной технологии.

Для реболла могут использоваться либо специальная паяльная паста, либо оловянно-свинцовый или бессвинцовый припой в виде шариков.

При наплавке часто пользуются трафаретными пластинами, однако даже при их отсутствии также возможно выполнить наплавку.

Трафаретодержатель (слева), набор из 18 универсальных трафаретов (справа)

Чтобы выполнить реболлинг чипа, потребуются дополнительные принадлежности:

Набор из 11 банок BGA паста для пайки Daikin Handa DK-309Bi и флюс MECHANIC MCN-UV10

Подбираем трафаретную пластину

Существует два типа трафаретных пластин для «холодной» и «горячей» накатки. Те, что предназначены для «горячей» накатки, не деформируются от температуры, по этому их используют как с пастой для пайки, так и с BGA шариками. Пластины для «холодной» накатки используют только для раскладки шариков по местам. При нагреве они сильно деформируются, что ведет к появлению серьёзных дефектов: непропай, слипание контактов, а также смещению припоя.

Различить их достаточно просто. Трафаретные пластины, применяемые для «горячей накатки» изготавливают в размер чипа или немного больше его. Это позволяет значительно уменьшить термическую деформацию. Все пластины, используемые для «холодной накатки» изготавливаются стандартного типоразмера на 80 мм
или 90 мм. Дополнительно они оснащаются отверстиями для фиксации в трафаретодержателе.

Всегда очищайте трафаретные пластины после использования. Это облегчит отделение его от чипа при будущих применениях.

Трафареты для «горячей» (слева) и «холодной» (справа) наплавки.

Также трафаретные пластины могут быть специальными или универсальными. Специальные изготавливаются под конкретный чип или его серию. На них выполняется надпись, указывающая для какого микрочипа он предназначен. Например, надпись «PS4 CXD90028G 0.5ММ» говорит нам, что трафарет предназначен для наплавления шариков размером 0,5 мм на чипы серии CXD90028G игровой консоли PlayStation 4.

На универсальных указывают два параметра: диаметр используемых шариков, а также шаг, с которым выполнены отверстия. Однако иногда вместо шага может указываться число отверстий по вертикали и горизонтали. Пример маркировки с указанием шага: «P=1.0 0.6MM». Пример маркировки с указанием числа отверстий: «0.76MM 34*34».

Если вы собираетесь серьёзно заниматься реболлингом, то нужно сразу приобрести крупный набор на 545 предметов. Это позволит вам быстро найти необходимую трафаретную пластину для конкретной микросхемы.

Трафаретные пластины: универсальная (слева) и специальная (справа)

Не пренебрегайте рекомендациями производителя по выбору размера шаров. Используя слишком большой диаметр, вы рискуете получить слипание контактов. При использовании слишком маленьких – получите высокое переходное сопротивление контактов. Это может привести к нестабильному функционированию микрочипа.

Выбор пасты или шариков

Что использовать, паяльную пасту или шары? Здесь всё индивидуально. Каждый мастер выбирает самостоятельно, то с чем ему работать. С чем ему удобнее или к чему уже привык. Давайте обсудим нюансы использования каждого материала.

Особенности применения пасты для пайки:

• занимает мало места;
• есть срок годности;
• требуется соблюдение условий хранения;
• возможна только «горячая» BGA накатка;
• при избытке флюса припой может «выпрыгнуть» из ячейки;
• при неплотном прилегании трафаретной пластины или при её температурной деформации возможно слипание контактов.
• Особенности применения шаров для процесса напайки:
• надо иметь запас разных диаметров;
• можно использовать технологию как «холодной», так и «горячей» напайки;
• четко дозированный объем припоя;
• можно напаивать контакты при отсутствии трафарета.

Емкости с шариками-припоем

Технологии реболлинга

Технология наплавления контактных соединений едина для всех компонентов. Она не зависит от того выполняете вы реболлинг процессора, чипа памяти или же это реболлинг видеочипа. Для эффективного выполнения наплавки требуется только практика. Совершенствовать свои навыки можно на неисправных компонентах. Но для начала разберемся с основами технологии реболлинга.

Реболлинг пастой

Пасту для пайки можно использовать при отсутствии шаров подходящего диаметра. При использовании этой технологии нужно контролировать прилегание трафаретной пластины, а также наполненность его ячеек. Не должно быть избытка флюса, а также остатки паяльной пасты не должны находиться на его поверхности.

Ошибки в технологии могут привести к образованию перемычек между контактами, непропаю контактов или выпрыгиванию расплава из ячеек трафарета.

Последовательность операций следующая:

• нанесите флюс, а затем распределите его по контактным площадкам;
• разместите поверх чипа трафаретную пластину, выровняйте её, а затем зафиксируйте всю конструкцию в держателе;
• убедитесь в плотном прилегании пластины, а также отсутствии её изгибания;
• нанесите пастушпателем или лопаткой распределите ее по поверхности заполняя все свободные отверстия, излишки удалите;
• равномерно прогрейте конструкцию термофеном или ИК нагревателем до полного оплавления пасты;
• по окончании оплавления, дайте конструкции немного остыть, а затем аккуратно удалите трафарет;
• под микроскопом убедитесь в качестве наплавления; при необходимости еще раз прогрейте полученные соединения термофеном или допаяйте пропущенные участки;
• после полного остывания смойте с микрочипа остатки флюса.

Накатываем шарики при помощи трафарета

Преимущество шариков – это их строго выверенный диаметр. При их использовании формируются контакты единого размера. Также у них нет срока годности, а это значит, что им не требуется определенных условий хранения, как пастам для пайки. При всем при этом использование шаров значительно ускоряет процесс реболлинга.

В зависимости от используемого трафарета возможны два варианта накатки. Разберем оба.

«Горячая» накатка

При горячей накатке шарики BGA наплавляются без снятия трафаретной пластины.

• нанесите флюс и ровным тонким слоем размажьте его по поверхности микрочипа;
• разместите трафарет, а затем зафиксируйте всю конструкцию в держателе;
• разместите держатель в емкости для сбора излишков шаров;
• насыпьте немного шаров и распределите их по отверстиям кистью;
• выньте трафаретодержатель из емкости и разместите перед собой;
• равномерно прогрейте поверхность термофеном до полного оплавления припоя;
• дав конструкции немного остыть, аккуратно уберите трафарет;
• удостоверьтесь в качестве накатки, а при необходимости дополнительно прогрейте контактные соединения термофеном;
• после полного остывания чипа смойте остатки флюса.

Если трафаретодержатель не имеет площадки для сбора шариков, то разместите его в любой неглубокой емкости. Это позволит вам собрать просыпавшиеся шары и оставив рабочее место в чистоте.

«Холодная» накатка шаров BGA

Для выполнения «холодного» наката используют специальные трафаретожердатели со съемной верхней частью, а также трафаретные пластины с единым размером на 80 мм
или 90 мм.

• нанесите на микрочип флюс тонким слоем распределив его по поверхности;
• разместите чип в трафаретодержателе отцентрировав его;
• разместите трафарет в специальном держателе;
• соедините две части трафаретодержателя;
• выровняйте отверстия с контактными «пятаками» чипа, а затем зафиксируйте всю конструкцию винтами;
• насыпьте шары и распределите их по отверстиям;
• высыпьте излишки шариков, а затем аккуратно удалите трафарет;
• убедитесь, что все шары находятся на своих местах, а при необходимости скорректируйте их положение и доложите недостающие;
• извлеките микрочип из держателя и разместите на термостойкой поверхности;
• выставим минимальную скорость воздушного потока на термофене и равномерно прогрейте шары до их оплавления;
• удостоверьтесь в качестве напайки, в также отсутствии дефектов;
• после полного остывания промойте микросхему.

«Запекания» шаров можно выполнить на инфракрасных паяльных станциях. В таких установках отсутствует риск их сдувания потоком воздуха.

Накатываем шары на микросхему без использования трафаретов

Такой способ реболлинга достаточно трудоемкий. Его выполняют только шариками. Связано это с тем, что вручную нанести одинаковый объем пасты, даже используя шприц-дозатор, невозможно.

Оптимальный способ «накатки», в отсутствие трафарета, – это ручная раскладка шаров по контактным площадкам. Поверхность микрочипа предварительно покрывают флюсом, а затем используя пинцет, медицинский зонд или зубочистку для размещения по контактным площадкам.

По окончанию раскладки выполняется процедура запаивания. Она аналогична той, что применяется при «холодной» технологии.

Для снятия трафарета можно воспользоваться скальпелем либо тонким пинцетом. Помните, что для этого есть всего несколько секунд (не более 15 секунд с момента прекращения нагрева), пока флюс не застыл. Если же опоздать, то придется вновь прогревать микросхему, чтобы добиться размягчения флюса.

Припаивание микросхемы

Финальный этап – это припаивание микрочипа на место. Этап является не менее ответственным, а поэтому к нему надо подходить в полном вооружении, – обладая всем необходимым оборудованием и материалами.

Список требуемого оборудования, а также принадлежностей:

Идеальным решением будет использование инфракрасной ПС. Это позволит полностью автоматизировать процесс запаивания, а также обеспечит высокое качество соединения. Однако часть мастеров предпочитают термовоздушные фены или пока не могут позволить себе ИК станцию. В таком случае следует обеспечить соответствующее качество выполняемых работ, а также четкий контроль нагрева.

На этом этапе, для предотвращения возникновения температурных деформаций PCB, нужно использовать предварительные нагреватели. О том, как выбрать предподогреватель можно узнать в статьях: «Как выбрать преднагреватель плат: гайд от Суперайс», а также «Почему так важен предварительный нагрев печатных плат».

Последний этап ремонта выполняется в следующей последовательности:

• осуществляется финальная проверка микрочипа, а также печатной платы на чистоту и отсутствие повреждений;
• контактные площадки на PCB покрывают флюсом, а затем размещают на преднагревателе;
• укладывают микрочип на место и выравнивают его по меткам;

В процессе припайки обязательно выполняют контроль нагрева чипа при помощи термопары подключенной к мультиметру, токоизмерительным клещам, при помощи инфракрасного пирометра или тепловизора.

Для финальной припайки нужно обязательно применять безотмывочный флюс. Он в процессе нагрева полностью испарится, а не останется между микрочипом и платой. Это предотвратит вероятность развития коррозии контактов, а также возникновения токов утечки.

Финальный штрих

По окончании под микроскопом припаивания выполняется общая оценка выполненной работы. При отсутствии дефектов, а также повреждений на PCB возвращают выпаянные элементы. Затем выполняют её отмывку и сборку устройства

Далее проводятся проверка и комплексное испытание отремонтированного оборудования.

Реболлинг — это несложно

Процесс реболла только кажется сложным и трудоемким. Однако при должной практике вы быстро «набьёте руку» и повысите свои навыки. Четко соблюдая технологию, а также контролируя температурный режим вы добьётесь высокого качества ремонтных работ.

Однако не стоит забывать и об оснащении своего рабочего места. Имея необходимое оборудование, вы сможете выполнять весь комплекс ремонтных работы на высоком уровне. Чтобы выбрать необходимые приборы и инструменты мы советуем заглянуть в соответствующие статьи: «Выбираем оборудование для ремонтной мастерской. Часть 1.», а также «Выбираем оборудование для ремонтной мастерской. Часть 2.».

Если же у вас остались какие-либо вопросы, то их можно направить нашим консультантам. Они всегда готовы помочь.

Качественная пайка проводов гарантирует надежность их контакта. Однако для соединения придется учесть материал токоведущих жил, тип флюса, припоя и ряд других факторов. Каждому, кто работает с проводкой, будет полезным разобраться в этих вопросах и узнать, как правильно паять провода.