Как паять феном от паяльной станции?

Все о пайке микросхем феном

  1. Особенности пайки
  2. Инструменты и материалы
  3. Технология
  4. Способы

При монтаже мелких радиоэлементов на печатные платы наилучшие результаты дает пайка микросхем специальным феном. Этот процесс требует определенных знаний и навыков, поэтому мы расскажем, как нужно паять феном с флюсом без повреждения платы и компонентов на ней.

Особенности пайки

Сейчас развитие электроники идет по пути все более плотного монтажа компонентов на печатной плате. Помимо очевидных достоинств, прогресс приводит к трудностям ремонта из-за очень компактных размеров. Это очень затрудняет работу паяльником, и поэтому для монтажа планарных деталей, микросхем и смд-конденсаторов обычно применяется пайка с помощью специального фена.

Термофен – это отдельный элемент паяльной станции. Он создает узкий поток воздуха, нагретого до температуры 400–500 градусов и двигающегося с определенной скоростью.

Поэтому при работе с ним нужно учитывать ряд особенностей.

  • Температуру нагрева следует регулировать в зависимости от выполняемой работы, размера компонента и вида припоя.
  • Скорость потока воздуха должна быть наименьшей, иначе при работе фен может сдуть соседние мелкие компоненты. Но от нее зависит скорость прогрева, поэтому ее нужно регулировать индивидуально.
  • Фен комплектуется несколькими насадками, которые регулируют мощность воздушного потока. Правило простое – для мелких деталей лучше выбирать узкую насадку.
  • При нагреве припой, закрепляющий соседние компоненты, может размягчиться. Тогда эти детали сдвинутся, нарушится контакт между ними, и плата будет работать некорректно. Во избежание этого их нужно экранировать фольгой или термоскотчем, чтобы они не нагрелись.
  • Фен нужно держать строго перпендикулярно поверхности платы.

Исходя из этого, к работе нужно подойти максимально ответственно.

Инструменты и материалы

Для паяния печатных плат нам понадобятся:

  • собственно, паяльная станция с феном и набором насадок;
  • флюс (например, Interflux IF8001) – это весьма важный компонент, он обеспечивает хороший контакт элементов при сборке и дальнейшую работоспособность платы;
  • паяльная паста;
  • трафарет для нанесения паяльной пасты на микросхему;
  • легкоплавкие припои (например, сплав Вуда, сплав Розе), они помогут при выпаивании компонента с платы;
  • средство для удаления лишнего припоя, это может быть шприц для отсоса или медная оплетка («косичка» из тонкой проволоки);
  • пинцет или плоская отвертка;
  • технический спирт для промывки соединения.

Этот набор подбирается индивидуально для каждого мастера. А кроме того, потребуются качественное освещение и линза для осмотра паяльного шва.

И еще – предельная внимательность и море терпения.

Технология

Процесс выполнения работы состоит из 3-х основных частей: выпаивание старого элемента, очистка платы от лишнего припоя и монтаж новой детали. Рассмотрим эти этапы отдельно.

Демонтаж старого компонента выполняется в определенной последовательности.

  1. Перед снятием по краю корпуса микросхемы на плате нанесите риски, определяющие ее положение. Например, иголочкой аккуратно оставьте царапины. Достаточно отметить 2-е перпендикулярные стороны.
  2. Установите на паяльной станции температуру нагрева. Она должна быть 345–350 градусов. Скорость потока воздуха желательно выбрать наименьшую.
  3. Нанесите флюс на паяльный шов.
  4. Прогрейте место соединения детали с платой. Греть надо 3–5 минут, пока не расплавится припой (это сразу будет видно). Если он не плавится – повысьте температуру на 5 градусов.
  5. Греть нужно не только по центру компонента, а еще и по периметру микросхемы. Пройдитесь феном по всей длине паяльного шва.
  6. Когда припой расплавится, уберите старую деталь. Для этого подденьте ее пинцетом и поднимите вверх. Вместо пинцета можно использовать плоскую отвертку, но есть риск повреждения платы. Если деталь «не идет» – значит, припой не расплавился. Продолжите нагрев.

Важно! Поднимать старую деталь нужно строго вверх, не допуская ее перемещения в стороны. Иначе расплавленный припой замкнет соседние контакты, и удалить его будет непросто.

Или еще хуже – от платы оторвется дорожка, восстановить которую еще сложнее.

Далее переходим к подготовке контактных площадок платы.

  1. Расплавьте припой на месте контакта.
  2. Если есть шприц, удалите с его помощью лишний металл.
  3. Если шприца нет, воспользуйтесь медной оплеткой. Для этого минимально распушите ее, чтобы были видны поры. Далее обильно покройте ее флюсом, приложите к месту соединения и прогрейте феном или паяльником. Оплетка впитает в себя лишний металл. После этого остается отрезать ненужную ее часть.

Следует полностью освободить плату от припоя.

Далее переходим к подготовке детали. Главная задача – нанести на контакты припой в виде шариков одинакового размера (это называется реболлинг). Для этого воспользуйтесь трафаретом.

Трафарет – это металлическая пластина со множеством отверстий, в которые ножками вставляется деталь.

Для его использования проделайте следующее.

  • закрепите радиокомпонент на трафарете специальной изолентой;
  • с тыльной стороны шпателем нанесите паяльную пасту;
  • установите температуру нагрева 300 градусов;
  • прогрейте деталь вместе с трафаретом, а когда появится характерный блеск, то отключите нагрев;
  • дайте полностью остыть компоненту;
  • уберите изоленту;
  • включите нагрев 150 градусов, прогрейте деталь и аккуратно освободите ее из трафарета.

Внимание! Паяльная паста должна быть качественной, иначе припой не сможет закрепиться на контактах. При выборе пасты нагрейте ее небольшое количество.

Качественная паста образует большой гладкий шарик, а бракованная – распадается на множество мелких. При этом повышение температуры ей не поможет, и шов будет плохой.

После этого переходите к установке нового радиокомпонента.

  1. Нанесите небольшое количество флюса.
  2. Точно наложите новую деталь на плату. Ориентируйтесь на риски и на ощупь постарайтесь расположить микросхему на наибольшей высоте, чтобы шары на ней соответствовали контактам на плате. Можете ориентироваться на просвет между платой и деталью, для этого посмотрите на шов сбоку.
  3. Если рисок нет, то переверните микросхему выводами вверх и приложите ее краешком к пятакам платы, после этого засеките положение детали. Затем установите элемент по этим засечкам.
  4. Настройте температуру 345–350 градусов и прогрейте элемент. Припой должен ярко заблестеть и залить каждый контакт. Важно! Как и при снятии, прогревать компонент надо не только по центру, но и по периметру. Обойдите феном весь шов по длине.
  5. Дождитесь полного остывания припоя. Место пайки желательно протереть спиртом.

После этого остается только проверить плату на работоспособность.

Способы

Работу можно значительно облегчить, если воспользоваться некоторыми методами профессионалов.

  • Для облегчения съема старого компонента можно применить подогрев платы снизу. Для этого закрепите ее зажимом, переверните и прогрейте феном в течение 5 минут. После этого работайте как обычно. Процесс пойдет быстрее.
  • Чтобы выпаять старый компонент без риска перегрева, можно использовать легкоплавкие припои (сплав Вуда, сплав Розе). Для этого покройте шов флюсом и нанесите этот сплав. Температура его плавления меньше, чем у олова. Когда вы начнете греть, он расплавится и смешается с оловом на плате, тогда деталь выпаяется быстрее и без перегрева.
  • При пайке нежелательно использовать спирто-канифольный флюс, поскольку у него низкое удельное сопротивление.

При работе всегда соблюдайте технику безопасности, особенно с нагретым оборудованием. Работайте в хорошо проветриваемом помещении с достаточным количеством света.

О пайке микросхем феном смотрите далее.

Пайка SMD компонентов термофеном паяльной станции.

Всем привет. Пришлось мне снова вручную паять около 20 разработанных электронных устройств. Так как компоненты я в основном давно уже применяю планарные, перед сборкой вопрос встал, какую технологию выбрать:

  • Классический — Паяльник + какой-то флюс;
  • Паяльная паста + термофен;

Паяльником я орудую быстрее и мне удобнее, мастерство уже более менее с годами отточено. Минус в том, что от флюса очень сильно пачкается печатная плата и детали необходимо придерживать пинцетом. А вот применение паяльной пасты мне понравилось тем, что печатная плата чистая и одна из рук всегда свободна, детальки сами встают на свои посадочные площадки за счет поверхностного натяжения припоя. Минус — это нудная процедура нанесения паяльной пасты и затем расстановка компонентов… На фото плата с нанесенной пастой на некоторые контактные площадки радиоэлементов. Наносил вещество я при помощи зубочистки, пока еще не успел завести себе специально для этого предназначенный шприц.
Паяльную пасту использовал такую:

Кстати, пайку микросхем я не доверил фену, дабы не перегреть корпуса. Впаивал их старым добрым способом, паяльником с микроволновым жалом 2мм и Флюсом amtech rma-223:

Следующий этап — расстановка элементов, я использовал антистатический прямой пинцет:

После установки всех радиоэлементов на их места, необходимо настроить термофен паяльной станции. Я пользуюсь станцией Lukey 825D, установил энкодером температуру воздуха потока 365 градусов по Цельсию, рукоятку регулировки потока горячего воздуха установил на отметку примерно 30-40% от положения MIN(как оказалось, для 1206 и всяких sot23 можно было и увеличить скорость потока). Результат записал на видео посредством смартфона, одна рука ведь оказалась свободна:

Годом ранее я опробовал эту методику и таким способом собрал около ста девайсов за неделю не спеша, но тогда я только обкатывал данную технологию пайки на дому:

В прошлый раз я выставлял температуру воздуха порядка 400 градусов по Цельсию, а вот скорость потока была практически на минимуме, поэтому скорость плавления пасты маленькая, а вот перегрев значительный.

Читайте также  Как подается бензин в карбюратор бензопилы?

Вывод: сборка таким методом доставила мне одно удовольствие, особенно процесс самой пайки, во время которого можно и чай попить. И еще один немаловажный момент, плата практически идеально чистая! Как-то мне приносили плату, которую паяли жиром, я не смог полностью ее отмыть даже после пятой мойки в УЗ-ванне изопропиловым спиртом.
Оригинал.

  • пайка smd,
  • паяльная паста,
  • Термофен,
  • Lukey 825D
  • +1
  • 21 августа 2017, 17:27
  • Jman
  • 1

Комментарии ( 30 )

  • evsi
  • 21 августа 2017, 17:57
  • Jman
  • 21 августа 2017, 18:01

За печку могу порекомендовать посмотреть в сторону ростеров. Я купил на авито за 800 рублей вот такой прибор
и за пару дней неспешно приделал туда систему управления.
В этой печке сразу два нагревателя сверху и снизу, причем там нагреватели в кварцевых трубках, что мне показалось весьма годным, реагируют быстро и греют в ИК диапазоне.

В прошивке сделал профиль для пайки со всеми стадиями как положено и на выходе получается весьма хорошо, если просто сходу греть до оплавления, то резисторы иногда встают могильными плитами )

Паяльную пасту кстати наношу через самодельный трафарет вытравленный из пивной банки =)

Как выпаять микросхему из платы феном

Особенности фенов для пайки

Фен для пайки применяется в работе с легкоплавкими сплавами и металлами. Кроме того, его часто применяют для удаления лакокрасочных покрытий с поверхности старых деталей и при их нагревании. Температура воздуха, выходящего из сопла фена достигает 800 °С. Регулируется она с помощью специального реле, но кроме этого, температура зависит от используемого напряжения, вентилятора и расстояния до нагреваемого предмета.

Работа паяльным феном

Насадка изготавливается из термостойких материалов и имеет определенную конструкцию, удобную для использования в одной руке, если это не стационарный паяльный фен.

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.

Конструкция термофена

Основные части, из которых состоит фен для пайки, схожи с элементами других нагревательных приборов:

  1. Рукоятка. Она делается из жаропрочных материалов из расчета, что выдержит высокую температуру. Например эбонит, керамика, фарфор. Кроме того, рукоятку можно обмотать жаропрочной тканью, что также снизит температуру поверхности.
  2. Корпус. К нему предъявляются такие же требования как к рукоятке.
  3. Насадки. Чаще всего это стальная трубка с небольшим диаметром отверстия. Использование других металлов не рекомендуется из-за меньшей долговечности или большей цены.
  4. Нагревательный элемент. Используется нихромовая проволока небольшого радиуса, которая хорошо держит форму при нагреве.
  5. Вентилятор. Устанавливается на обратной стороне паяльного фена и подает воздух к нагревательному элементу. Он обязан быть маленьким, для удобного использования инструмента.


Устройство паяльного фена


Насадки для термофена

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.

Основные характеристики фена для пайки

Есть несколько параметров, на которые стоит обратить внимание, выбирая фен для пайки – это напряжение и мощность.

Для успешной пайки компьютерных микросхем и радиодеталей дома, мощность должна быть минимум 100 Ватт, но лучше больше.

Пусть полученная температура будет выше необходимой, ее можно отрегулировать с помощью реле, проволоки или расстояния до нагреваемой поверхности. В промышленных паяльных фенах мощность достигает 1,7 кВатт и больше.

Рекомендуемый диапазон напряжения 24-36 Вольт. Меньшие значения не позволят достигнуть требуемой мощности, а большие могут быть опасны. Кроме того, напряжение будет зависеть от сопротивления в проволоке нагревателя. Рекомендуется использовать нихромовую проволоку сопротивлением 6 Ом для напряжения 24 Вольта.

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.

Собираем воздушный паяльник из обычного

Из простого паяльника легко собрать термофен своими руками. Возникает вопрос, а зачем мы модернизируем паяльник? Ответ прост: часто бывают ситуации, в которых нет возможности расплавить припой обычным жалом.

Конструкция такого прибора проста и собрать сможет каждый. Для изготовления потребуется обычный пальник с деревянной ручкой и стандартной мощностью 40 Ватт. Для подачи воздуха необходим источник сжатого воздуха, Для этого подойдет компрессор для аквариума.

Необходимо извлечь жало, а нагревательный элемент оставить без изменений. В стенке делаем отверстие и выводим через него провод питания. К заднему торцу паяльника приклеиваем втулку, в которой будет крепиться трубка, соединенная с источником сжатого воздуха. Герметизируем места, где проходят провода.

В металлической части прибора требуется фольгой закрыть отверстия, затем обмотать медной проволокой – это усилит теплоемкость. На смену жалу нужно установить стальную трубку такого же диаметра, чтобы она хорошо держалась и не выпала во время работы. Такой инструмент обычно позволяет нагревать поверхность до 300 °С.

Принцип работы паяльного фена, сделанного своими руками, следующий

Воздух попадает к нагревательному элементу, теплоемкость которого была увеличена с помощью обматывания трубки фольгой и медной проволокой. Далее нагретый воздух поступает в стальную трубку, установленную вместо жала, и через отверстие в ней направляется уже к нагреваемой поверхности.

К минусам такого прибора можно отнести то, что нет возможности регулировать температуру и она недостаточно высока для некоторых металлов. Увеличить ее можно за счет изменения обдува. Этот инструмент, собранный собственноручно, позволит работать с некоторыми радиосхемами, но не сможет заменить профессиональное оборудование, например паяльную станцию.

Мини паяльная станция с большими возможностями

Такую станцию можно сделать например из пластиковой банки из-под лекарств. Такое устройство очень компактное. Состоит из трубки с установленной внутри спиралью (найти такую можно в старых конденсаторах) и вентилятора.

Рукоятка для станции не требуется, а блок питания на контроллере позволяет регулировать температуру.

Такой инструмент, собранный самостоятельно сопоставим по качеству работы с оригинальным магазинным вариантом.

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 правильно собрать термофен своими руками

Прежде чем начать собирать самодельный паяльный фен, нужно сделать спираль нагревательного элемента. Используется проволока с сечением от 4 до 7 мм с натяжкой, на которую накручивают нихромовую спираль (иногда из фехраля). Требуемое сечение должно быть 0,5-0,6 мм. Спираль следует наматывать на трубчатое основание аккуратными одинаковыми витками. Важно проследить, чтобы витки не соприкасались. Сверху от нее накладывается слой асбеста или стекловолокна, который следует скрепить при помощи термоустойчивого клея. Торцы и места вывода спиралей стоит также покрыть слоем клея.

Читайте также  Долото и зубило в чем разница?

Схема сборки термофена

Затем, на слой клея устанавливается трубка для изоляции поступающего жара от спирали. Делается она из устойчивых к высоким температурам материалов, например керамики. Торцы и места вывода спиралей стоит также покрыть слоем термостойкого клея

Выходы спирали требуется вывести наружу и с помощью винтов на креплении соединить с приводом питания. Важно, чтобы он имел теплостойкую изоляцию. Провод необходимо провести через пусковой включатель и реостат. Это даст возможность регулировать напряжение.

На другой стороне паяльного фена устанавливается вентилятор или другой элемент подачи воздуха к нагревателю. Если нет возможности установить на корпусе фена, то можно с помощью втулки подвести трубку, по которой будет подаваться воздух. Провода от вентилятора также подводят к выключателю, чтобы была возможность контролировать поток воздуха.

Затем к корпусу крепится сопло. Рекомендуется предусмотреть конструкцию, позволяющую заменить сопло на другие разного диаметра.

Расскажите как и чем нынче паяют с помощью фена

Поигрался тут с паяльным феном, очень понравился результат пайки. Есть вопросы:

— Надо ли на фен надевать насадку, или лучше без нее учиться платы запаивать? Мне показалось с насадкой удобнее — виднее куда дует, но возможно это из-за отсутствия практики.

— Стоит ли использовать Sn42/Bi58 пасту (T плавления = 130С)? Нигде не нашел про недостатки таких припоев.

— Какую температуру фена лучше выставлять, чтобы не повредить компоненты? Пока пробовал на 250С, SnPb пастой. Показалось что как-то неспешно нагревается.

— https://youtu.be/mDViWoll_eo?t=55s — вот тут чел запаивает феном пластиковую кнопку. Это как вообще? Почему пластик не течет?

Вообще течёт, нужно фольгой прикрывать.

А зачем? Лучше же просто паяльником запаять.

Так тебе в доки на термо профиль смд кнопок 🙂

Насадки прелесть,если есть нужда, то лучше набором под разные компоненты, а не только круглые сопла.

Паяльные пасты кому как, на мой взгляд неоправданно дорого, мне приходится собирать много. Для совсем мелких серий ускоряет работу ибо проще, но мне и паяльником гуд

  • Показать ответ
  • Ссылка

Мне только собирать, редко и штучно (не ремонт, короче). Цена не очень критична. Паяльником работать умею, но пастой реально проще. Ну и интересно же :).

А насчет оловянно-висмутовых паст (130С) можешь что-нибудь посоветовать, если цена не критична? У них какие-то косяки в эксплуатации или пайке есть? В интернетах не нашел ничего совсем.

И по работу феном — есть какие-то реальные нюансы, чтобы чипы пачками не убивать? Или тупо на 250 градусах над платой равномерно размахивать и не париться?

PS. Да, я в курсе что лучше плату еще снизу подогревать, но интересует пока без этого. Как reflow доделаем, буду думать дальше.

  • Показать ответы
  • Ссылка

С феном нюанс один — греть до расплава припоя. Смеси понятно имеют меньшую температуру плавления, и тебе не надо тупо перегревать чип. И вообще, лучше возьми пару-тройку материнок-видюх старых и потренируйся, все сам поймешь.

Так это общее название висмутовых, там разновидностей с десяток с разными составами. Самые простые нежные к условиям эксплуатации (например узкий температурный диапазон, примеси свинца на ногах компонентов), подвержены так называемой «коррозии» не в прямом смысле этого слова. Выглядит как потемнение пайки и растрескивание. Составы посложней более устойчивые, но и более дорогие и чаще всего уже не имеют столь низкую температуру оплавления. Ну это все вода, гугли «легкоплавкие припои для пайки», думаю статейки все еще можно найти. Посмотри Indalloy 282 (Bi52Sn47Ag1) или что-то вот с такой формулой Sn64Bi35Ag1, конечно это не все что входит в эти пасты

По поводу фена, из личного и конечно нерепрезентативного, не угробил феном ни одной пачки чипов 🙂 Бывало конечно отваливались колпаки, но это в основном чип кондей и чаще всего они уже были испорчены (неправильное хранение).

На станциях температура выставляется по термодатчику внутри, какая она будет на плате зависит от многих факторов. Экспериментируй, так и подберешь температурный режим под себя, ну и конечно смотри документы на чипы, обычно в конце есть страничка с термопрофилем для монтажа, перегибать конечно не стоит.

  • Показать ответ
  • Ссылка

Надо ли на фен надевать насадку, или лучше без нее учиться платы запаивать?

Для пайки не нужно. Однако, есть нюанс — некоторые фены имеют неравномерный по температуре поток (наверное из-за турбулентностей в сопле), в связи с чем на одном крае может быть 300C, а на другом 200C.

Стоит ли использовать Sn42/Bi58 пасту (T плавления = 130С)?

Такой припой легче образует перемычки, которые потом сложнее удалить.

Какую температуру фена лучше выставлять, чтобы не повредить компоненты? Пока пробовал на 250С, SnPb пастой. Показалось что как-то неспешно нагревается.

Я использую 350, проблем не было. Главное плату хорошо разогреть перед собственно пайкой.

вот тут чел запаивает феном пластиковую кнопку. Это как вообще? Почему пластик не течет?

Потому что эти кнопки рассчитаны на монтаж оплавлением (в печи), у них пластик тугоплавкий.

  • Показать ответ
  • Ссылка

Паять под феном не обязательно, если у тебя от ускориловки сахар закончится и ты отключишься внезапно, то можно прямо на паяльник упасть, и прожечь себя насквозь. Лучше паять под кофе, а для ускориловки тупо много спать, по 12 часов.

  • Показать ответ
  • Ссылка

Паста вот такая, но какой там состав — одному аллаху известно. Есть только видос в сети, который подтверждает что она легкоплавкая.

Спасибо, очень ценный пост.

Такой припой легче образует перемычки, которые потом сложнее удалить.

На корпусах LQFP48 в реальной жизни перемычки могут быть? Стоит понтоваться с висмутовой пастой (там не шарики, а флюс еще) ради более низкой температуры или не страдать фигней и юзать обычную свинцовую?

У меня пожелание простое — чтобы не было тонн брака. Если на свинцовой пасте все ок, то и смысла усложнять нет. Если вероятность брака скажем 1:100, то мне проще новую плату собрать, все равно на easyeda их делают с запасом, и детальки тоже не в единственном экземпляре.

Я использую 350, проблем не было. Главное плату хорошо разогреть перед собственно пайкой.

А как ее разогреть? Просто равномерно феном обмахивать сначала? Может где видос есть, с комментариями «вот так сначала разогреваем, в теперь начинаем паять»?

  • Показать ответы
  • Ссылка

Ни разу не перегревал, иногда(это всё, что более 40 контактов, мультиконтроллер материнки например) грел до усрачки, но оно не переставало работать.

Так что не понимаю излишнего страха перегреть.

На корпусах LQFP48 в реальной жизни перемычки могут быть?

Вполне. Причем от обычного припоя они легко убираются жалом «микроволна», а от висмутового совсем не легко.

У меня пожелание простое — чтобы не было тонн брака.

Свинцовой пасты вполне достаточно. Я ей паяю и QFP и QFN, неисправимого брака не было. Но желательно купить хорошую пасту. Я покупаю здесь, шприц 125гр.

А как ее разогреть? Просто равномерно феном обмахивать сначала?

Да. Лучше, конечно, использовать греющий стол, но если в плате нет кучи земляных слоёв, то фена достаточно.

  • Показать ответ
  • Ссылка

Если хочешь гарантированной запайки микросхем (особенно в корпусе BGA), тогда приобрети или собери инфракрасное паяльное приспособление. Оно будет снизу плату подогревать нормально.

Легкоплавкие припои используются для много шаговой пайки, например пайка автомат с двух сторон платы или при наличии деталей чувствительных к температуре. Правда надо сказать, что есть припой с разной температурой оплавления гораздо выше чем ты выбрал.

Для минимизации брака, отдавай платы на монтаж чипов. проверено временем, технолог работающий на конкретном оборудовании подберет режим куда как лучше, чем это будет сделано в кустарном производстве. Имеет смысл если твоя серия начинается от сотни, основные расходы это трафарет, технологические поля заготовки (их может и не быть (: но это вам лучше технолог подскажет, как сделать) и конечно ворох деталей слетевших с платы при пайке, от этого никуда.

Как паять (менять) микросхемы поверхностного монтажа типа BGA?

Главная страница » Как паять (менять) микросхемы поверхностного монтажа типа BGA?

Читайте также  Как открутить звездочку на бензопиле?

Практически вся современная электроника, включая планшеты, ноутбуки, смартфоны и т.п., содержат на материнских платах микросхемы поверхностного монтажа. Конструкция таких микросхем отличается тем, что вместо классических — проволочных выводов, содержит шариковый массив. То есть некое количество металлических контактных точек, представляющих по факту кусочки припоя в виде небольших шариков. Такие шарики, соответственно, невозможно вставить в традиционные отверстия на плате, но можно паять чипы BGA к монтажным площадкам. Это и есть поверхностный монтаж. Рассмотрим, как паять микросхемы BGA, а также необходимое оборудование для работы.

Замена чипов поверхностного монтажа

Казалось бы, технология интегральных микросхем поверхностного монтажа требует уникального механического подхода. Глядя на такой чип, установленный на материнской плате ноутбука или иной техники, трудно представить, как можно, к примеру, заменить микросхему в домашних условиях, если та вышла из строя. Тем не менее, как показывает практика, домашний ремонт с заменой BGA (Ball Grid Array) вполне возможен.

Как паять микросхему, конструктивно сделанную по технологии BGA, — чип, который попросту накладывается на поверхность печатной платы? Оказывается, совсем несложно

Конечно же, необходимо иметь некоторые навыки ремонта электронной аппаратуры и навыки пайки микросхем, в частности. Также потребуется определённая инструментальная и материальная база:

  • электрический паяльный фен,
  • вспомогательный инфракрасный подогреватель,
  • миниатюрный вакуумный насос с присоской,
  • специальный флюс,
  • паяльник электрический,
  • другой вспомогательный инструмент.

Помимо всей обозначенной материальной базы, важным компонентом в деле пайки микросхем поверхностного монтажа типа BGA выступает специальный флюс – пастообразное вещество.

Что такое флюс под пайку микросхем типа BGA?

По сути, паяльный флюс для микросхем поверхностного монтажа представляет собой химическое (кислотное) соединение, благодаря которому достигается качественная «зачистка» мест пайки. Существуют два вида пастообразных (геле-образных) флюсов:

  1. Флюсы, требующие последующей отмывки.
  2. Флюсы, не требующие отмывки.

Между тем, в любом варианте следует всё-таки прибегать к функциям очистки платы от остатков флюса после завершения всех работ, тем самым предотвращая возможные разрушения структуры текстолита в будущем. Следует отметить: практически все флюсы, предназначенные для пайки микросхем поверхностного монтажа (BGA), отмываются достаточно легко.

Примерно такой консистенцией выглядит флюс – вещество, используемое при пайке чипов поверхностного монтажа. Обычно расфасовывается в пластиковые шприцы для удобства применения

Коммерческим рынком предлагается обширный выбор материалов подобного рода для работы с микросхемами поверхностного монтажа. В частности, представлен богатый ассортимент на широко известном китайском портале Aliexpress. Причём цены китайских товаров существенно ниже фирменных европейских, а качество вполне соответствует.

При желании допустимо самостоятельно изготовить флюс, используя определённый набор веществ:

  • глицерин (смесь глицерина и аспирина),
  • уксусная кислота (нашатырь),
  • спиртовой раствор канифоли,
  • воск.

Однако предпочтительнее применять всё-таки готовый коммерческий продукт.

Инфракрасный нагреватель материнской платы

Дополнительные нагреватели, например, инфракрасный настольный прибор с автоматической установкой температуры, используется под прогрев материнской платы с нижней стороны относительно установки микросхемы BGA.

Таким способом достигается равномерный прогрев в процессе пайки (замены) микросхемы поверхностного монтажа типа BGA, исключается деформация структуры текстолита материнской платы.

Китайский портал Aliexpress насыщен вот такими вот керамическими панелями инфракрасного излучения, которые предлагается применять под инструмент нижнего нагрева электронных плат

Однако цифровые инфракрасные нагреватели достаточно дороги (от 5000 руб.), поэтому для домашних условий (индивидуальный не масштабный ремонт) логичнее применять простые керамические инфракрасные плиты под пайку BGA микросхем.

Совместно с нижним подогревом используется инструмент верхнего подогрева. В частности, традиционным инструментом здесь выступает паяльный фен – электрический паяльник современного образца, «заточенный» под пайку (отпайку) миниатюрных элементов электронных плат.

Электрический паяльный фен для микросхем поверхностного монтажа

Этот вид паяльного инструмента отличается от традиционного паяльника с металлическим жалом тем, что в данном случае рабочее жало не используется. Вместо рабочего жала нужный температурный фон в местах пайки обеспечивает поток нагретого воздуха. Соответственно, конструкцию паяльного фена следует рассматривать своего рода воздушным насосом, оснащённым системой подогрева и контроля.

Один из многочисленных конструктивных вариантов паяльной станции, поддерживающей использование обычного паяльника с жалом и работу паяльного фена

Существуют паяльные фены разнообразных конструкций и рабочих мощностей. Конструкции заводского изготовления обычно имеют функции управления силой воздушного потока, температурой исходящего воздуха, позволяют визуально отслеживать параметры. Вместе с тем, допустимо из обычного электропаяльника сделать вполне сносный паяльный фен, выполнив некоторую модернизацию конструкции.

Вакуумный насос с присоской для BGA чипов

Этот достаточно оригинальный инструмент является желательным к применению, когда дело касается пайки (отпайки) микросхем поверхностного монтажа типа BGA. Собственно, для работы с другими электронными компонентами современной техники вакуумная присоска также может потребоваться довольно часто.

Обычно таким функционалом уже оснащаются паяльные станции промышленного (коммерческого) производства. Инструмент хорош тем, что позволяет аккуратно демонтировать прогретую до степени демонтажа микросхему BGA, не затрагивая рядом расположенных компонентов. Однако, перейдём ближе к делу – как отпаять и поменять неисправный чип BGA на материнской плате.

Замена чипа BGA своими руками в домашних условиях

Итак, в распоряжении домашнего мастера имеется материнская плата ноутбука, где в процессе диагностики обнаружена неисправная микросхема BGA поверхностного монтажа, в частности, чип одного из мостов компьютерной платы. Требуется демонтировать BGA микросхему поверхностного монтажа, а вместо демонтированного чипа необходимо установить другой – исправный компонент.

Процесс замены неисправного чипа поверхностного монтажа на материнской плате ноутбука. Потребуется информация по извлечению платы из корпуса аппарата

Предварительно материнская плата вынимается из корпуса ноутбука, для чего следует обратиться к сервисной инструкции конкретного производителя планшетных компьютеров. В каждом отдельном случае процедура демонтажа материнской платы может кардинально отличаться.

Подготовка материнской платы к ремонту

Извлечённая печатная плата ноутбука устанавливается над инфракрасным кварцевым подогревателем с таким расчётом, чтобы максимальный поток тепла приходился на область месторасположения отпаиваемого чипа.

Следующий шаг – обработка микросхемы поверхностного монтажа специальным флюсом. Демонтируемый чип, как правило, прямоугольной (квадратной) формы, обрабатывается способом равномерного нанесения по периметру небольшого количества геле-образного флюса.

Обработка демонтируемого чипа BGA специальным флюсом – обмазка геле-образным веществом четырёх сторон корпуса микросхемы, используя пластиковый шприц

Далее согласно технологической процедуре:

  • включить инфракрасный нижний подогреватель,
  • дождаться расплавления нанесённого флюса,
  • при температуре 250-300ºC удалить угловые пластиковые фиксаторы чипа,
  • после достижения температуры 300-325ºC задействовать паяльный фен.

Верхний прогрев микросхемы паяльным феном

Паяльным феном прогрев чипа поверхностного монтажа типа BGA выполняется по верхней стороне микросхемы. Если используется паяльная станция с регулятором температуры, параметры обычно выставляются на диапазон 350-400ºC. Равномерно направляя воздушный поток фена на область микросхемы, дожидаются полного расплава олова.

Момент полного расплава можно определить периодической проверкой состояния чипа. Как только чип начинает «покачиваться» на месте крепежа, пришло время применить инструмент вакуумной присоски.

Инструментом-присоской цепляются по центру корпуса микросхемы и попросту снимают чип с места установки. При полном расплаве олова эта операция не вызывает никаких трудностей.

Подготовка посадочной области микросхемы на плате

После удаления неисправной микросхемы поверхностного монтажа (BGA) следует подготовить место установки. Подготовка заключается в проведении «зачистки» контактных площадок под оловянные «шары» новой микросхемы. Для этой процедуры достаточно применить обычный паяльник с жалом – хорошо заточенным, имеющим ровные рабочие грани.

Процедура зачистки посадочного места микросхемы поверхностного монтажа (BGA) с помощью обычного паяльника. Процесс занимает по времени не более одной-двух минут

Предварительно место «зачистки» обрабатывают небольшим количеством флюса под пайку BGA и далее аккуратно счищают жалом паяльника остатки олова.

Радиолюбители применяют разные способы для очистки, в том числе, вариант, когда используется кабельная оплётка. Но практика состоявшегося радиолюбителя показывает, вполне достаточно одного паяльника, терпения и аккуратности.

Установка и пайка нового исправного компонента

На следующем этапе подготовленный для замены чип BGA следует поместить на место демонтированной микросхемы. При этом необходимо соответствовать маркерам (линиям) на электронной плате, включая маркер «ключа», который указывает правильную позицию чипа согласно рабочим контактам.

Далее включается инфракрасный кварцевый подогреватель нижнего нагрева, плата прогревается до момента расплава флюса. Включают паяльный фен и выполняют прогрев верхней области микросхемы поверхностного монтажа до температуры 350-400ºC.

Вот, собственно и всё. Новая микросхема типа BGA установлена взамен неисправной. Материнская плата ноутбука готова к работе. Более подробно на видео ниже.

Видео мастер-класс отпайки (пайки) микросхемы BGA

Демонстрация видеороликом процесса демонтажа неисправного чипа с последующей установкой на замену исправной микросхемы BGA. Ремонт материнской платы ноутбука в домашних условиях со всеми подробностями:

Заключительный штрих по пайке чипов BGA

Как показывает текст выше, процедура замены (перепайки) микросхем поверхностного монтажа на различных электронных платах – задача вполне решаемая. Причём сделать эту работу можно в домашних условиях при условии наличия соответствующего инструмента. Владение навыками замены микросхем BGA открывает широкие просторы для организации собственного бизнеса по ремонту бытовой электронной техники.

КРАТКИЙ БРИФИНГ

Zetsila — публикации материалов, интересных и полезных для социума. Новости технологий, исследований, экспериментов мирового масштаба. Социальная мультитематическая информация — СМИ .