Что нужно для пайки микросхем

Все о пайке микросхем

Довольно часто электронные устройства бытового назначения выходят из строя по причине того, что перегорела какая-либо микросхема, называемая чипом. Исправить поломку можно, обратившись к услугам сервисной мастерской, но нужно быть готовыми к тому, что ремонт там обойдется недешево. Если у вас имеются хотя бы минимальные навыки работы с паяльником, заменить электронный чип можно своими силами. Справиться с такой задачей поможет электрический паяльник, предназначенный для паяния мелких деталей. Вооружившись этим устройством, вы сможете выпаять старый сгоревший микрочип и выполнить пайку нового чипа к печатной плате.

Какой паяльник выбрать?

Маленький электрический паяльник является важным инструментом, предназначенным для работ с микросхемами. Модификации такого микропаяльника могут обладать различными свойствами и характеристиками.

Хороший профессиональный паяльник, выполненный в формате мини, обладает регулятором температуры нагрева.

С его помощью можно нанести тончайший слой компонентов расплавленного припоя, а также нагреть контактные выводы у радиодетали для монтажа или демонтажа микросхемы из печатной платы. Некоторые виды электрических миниатюрных паяльников обладают особенностями, которые могут быть пригодны только для выполнения одного типа работ.

Разновидности

Электрические профессиональные паяльники позволяют ремонтировать даже лазерный тип устройств. В соответствии с тем, какой тип нагрева предусмотрен у этого инструмента, паяльники разделяют на следующие виды.

Нихромовый

Нагревательным элементом паяльника является проволока из нихрома, не только хорошо проводящая электрический ток, но и быстро нагревающаяся. Конструкция электроинструмента имеет спираль из нихрома, расположенную в специальных изоляторах, позволяющих сохранять тепловую энергию. Приспособление является бытовым, простым в использовании и ударопрочным. Недостатком станет быстрое перегорание спирали, которую придется заменять.

Импульсный

Обладает способностью быстро нагреваться и стоек к механическим воздействиям. Конструкция содержит образователь частот со встроенным трансформатором.

При нагреве частота повышается, а затем снижается до необходимых рабочих параметров.

Жало паяльника входит в состав электроцепи путем подключения к токосъемникам, расположенным на вторичной обмотке. Модель оснащена кнопкой включения, которая при нажатии мгновенно разогревает паяльник, а при ее отпускании инструмент остывает.

Керамический

Дорогая, но хрупкая модель, быстро разогревающаяся для работы. Конструкция содержит керамические стержни, подсоединенные к контактам напряжения, благодаря которым происходит разогрев паяльника. Паяльник служит долго, но у него высок риск механического повреждения: если жало выйдет из строя, заменить его не получится.

Индукционный

Конструкция содержит катушку индуктора и специальное ферромагнитное напыление на жале, обеспечивающее создание магнитного поля. При разогреве электропаяльника до определенной температуры дальнейшее нагревание прекращается. После падения температуры нагрев возобновляется, что и обеспечивается покрытием из ферромагнитного состава. Автоматический подогрев экономит электроэнергию, но чтобы выбрать рабочий диапазон температур, приходится менять съемные наконечники.

Специалисты в области радиоэлектроники рекомендуют обратить внимание на специальные паяльные станции, где нагрев происходит за счет индукторной катушки.

Электропаяльнику в этом случае не требуется автоматический терморегулятор, но выбор температурного режима придется подбирать путем смены жал, входящих в комплект такой паяльной станции.

Паяльная станция – дорогой инструмент, предназначенный для выполнения объемных и множественных работ. Паяльная станция оснащена автоматическим термостатом и контроллером, к которым при необходимости через специальные гнезда можно подключить не только паяльник, но и другие электроинструменты для паяния.

Характеристики

У паяльника с тонким жалом, используемого для паяния микрочипа, имеются следующие характеристики.

• Рабочая мощность. Оптимальным вариантом будут модели будет параметр в 20-35 Вт, так как более высокая мощность электроинструмента спровоцирует перегрев или прожог микросхемы.
• Контроллер (термостат). Удобный в применении инструмент должен иметь приспособление, которое удерживает нагрев жала до параметров, не превышающих 300°C.
• Вид жала. Удобно, если у электрического паяльника имеется набор сменных насадок в виде срезанного жала под углом 45°, а также комплект тонких конусных вариантов. Поверхность жала у хорошего паяльника покрыта защитным слоем, который препятствует образованию нагара. Такой вариант предпочтительнее медного жала, которое требуется постоянно зачищать.
• Конструкция. Кабель паяльника должен обладать удвоенной изоляцией, сечение провода выбирают от 2,5 мм. Шнур должен быть пластичным и не перекручиваться. Ручка инструмента не может быть тяжелой и выскальзывать из пальцев.
• Размеры и вес. Устройство выбирают легкое и небольшое по размеру, так как в процессе работы его принято держать так же, как и карандаш. Большие паяльники с рукояткой из дерева будут неудобными из-за веса, их не получится правильно захватить пальцами.

Чтобы успешно осуществить пайку микросхем, необходимо выбирать маломощные устройства: чем ниже данный показатель, тем больше будет возможностей не испортить дорогостоящие радиоэлементы во время паяния.

Популярные модели

Теперь дадим краткий обзор популярных моделей, применяемых для паяния радиодеталей.

Название и марка паяльника

Некоторые важные свойства модели

Работает от электросети и оснащена температурным встроенным регулятором. Жало разогревается в диапазоне от 200 до 450°C. Оно выполнено из меди с защитным покрытием от нагара. Элемент нагрева – керамический.

Мини-модель, к которой нужно дополнительно приобретать блок питания. Применяется как в домашних условиях, так и в автомобиле, подключаясь к прикуривателю через переходник. Элемент нагревания – керамический. Диапазон температур – от 360 до 400°C.

Паяльник разогревается за 15 секунд. Имеет встроенную подсветку и аккумулятор для автономного режима работы в течение 1 часа. Модель укомплектована проволочным припоем и снабжена защитой в виде колпачка.

В комплекте имеется паяльная станция и подставка. Рабочая область температур – от 200 до 400°C. Имеется возможность смены насадок и настройки степени нагрева. В паяльнике применен нагреватель керамического типа.

Аккумуляторная модель с возможной температурой нагрева до 450°C. Модель укомплектована проволочным припоем и снабжена защитой в виде колпачка. Также имеется подсветка.

Другие приспособления и материалы

Процесс паяния микрочипов и радиодеталей подразумевает наличие не только паяльника, но и дополнительного оборудования.

Можно также приобрести:

• флюс для защиты поверхности металла от образования окислительной пленки;
• проволоку припоя для выполнения процесса паяния, толщина которой – 0,5-1 мм;
• набор сменных насадок (жал) различных форм и размеров;
• увеличительное стекло с держателем или очки-лупу, увеличивающие в 10-20 крат;
• бинокулярный стереоскопический микроскоп с длинным фокусом и подсветкой рабочей области;
• держатель-подставку, куда можно положить разогретый в процессе работы паяльник;
• специальный антистатический коврик и браслет для защиты микросхем от действия статического электричества;
• влажную ткань или специальное приспособление для очистки жала паяльника от нагара;
• металлическую плетенку для удаления лишнего количества припоя;
• шприц для удаления остатков припоя, оставшихся от демонтажа старого микрочипа и для переноса припоя во время работы в область паяния;
• пинцет для удерживания миниатюрных микросхем;
• органический растворитель либо этиловый спирт для удаления заводского защитного лака на микросхеме, а также для удаления остатков флюса после выполнения работы;
• небольшую кисточку для нанесения жидких составов.

Для удобства выполнения паяльных работ перечисленные инструменты необходимо приготовить заранее и расположить на столе в удобном порядке.

Технологии пайки

Для начинающих радиолюбителей научиться правильно паять в домашних условиях помогут пошаговые инструкции. Перед работой важно изучить подготовку деталей к работе, температуру плавления олова, правила нанесения флюса. Работу с микросхемами можно осваивать поэтапно. Например, для начала выпаять из платы старую деталь. Потренироваться выпаивать можно на каких-либо старых бытовых приборах, вышедших из строя.

После того как будет освоено выпаивание, можно переходить к процессу паяния и попробовать спаять дорожку в радиодетали.

Микросхемы производятся двух типов. DIP-чипы имеют штырьковые выводы, которые запаивают в отверстия с обратной стороны платы. SOIC-чипы имеют планарные выводы, которые паяют с лицевой стороны микросхемы к ее площадкам.

Последовательность паяльных работ зависит от вида детали. Есть следующие виды паяния.

Радиоэлементов

Чтобы отпаять SOIC-чип, нужно смыть растворителем защитный лак с выводов микросхемы, а затем очистить от лака и саму плату, используя этиловый спирт. Затем на выводы при помощи кисточки наносят флюс. Далее потребуется взять припой и запаять все выводы чипа с каждой стороны, замкнув их. Для этого жалом проходят по всем точкам выводов, распределяя по ним припой. Припоя рекомендуется брать много, чтобы после того, как вы уберете паяльник, он оставался в расплавленном состоянии. Только в этом случае у вас получится взять чип пинцетом и удалить его. Если микросхема приклеена в области платы, потребуется обрабатывать припоем каждый вывод поочередно, а затем поднимать его с помощью пинцета вверх, над платой. После завершения отпаивания вводов потребуется взять нож и удалить чип, стараясь не повредить при этом плату.

Припаять SOIC-чип можно, применяя метод «волны припоя», суть которого сводится к эффекту капилляра, когда расплавленный состав припоя протекает между площадкой платы и выводом микрочипа, образуя там каплю.

Последовательность действий в этом случае начинается с того, что на контакты вывода наносят жидкий флюс, чтобы облудить их. Затем микросхему помещают на плату и располагают точки ввода с соответствующими местами крепления. Далее нужно припаять по диагонали каждый вывод, чтобы не было перекоса и смещения чипа. После этого флюс вновь наносят на припаянные точки вывода и при помощи жала с припоем распределяют припой по выводам равномерно. Если между двумя выводами образуется мостик из припоя, его удаляют металлической плетенкой, помещая ее поверх образовавшейся перемычки.

Чипов

Чтобы отпаять DIP-чип, нужно смыть лаковое покрытие в области паяния при помощи ацетона, следы которого затем убирают этиловым спиртом. Разогретой насадкой-жалом прикасаются к ножке чипа, расположенной с оборотной стороны платы. Жало удерживают в этом месте до тех пор, пока имеющийся припой не расплавится. Затем припой собирают шприцем, втягивая внутрь. Подобное действие выполняют со всеми выводами чипа, после чего их можно будет вынуть из отверстий платы.

При выполнении процесса припаивания потребуется следить за тем, чтобы чип не перегревался, поэтому прикасаться жалом к ножке чипа можно только 2-3 секунды, а затем, чтобы выполнить повторные касания, потребуется охлаждать рабочую область пайки.

Перед выполнением процесса паяния выводы чипа необходимо облудить. Для этого на выводы чипа наносят флюс, не касаясь самой микросхемы, и обрабатывают насадкой с набранным на нее припоем. После лужения выводы чипа имеют гладкую и серебристую поверхность. Далее микрочип закрепляют на плате, используя для этого припой и фиксируя деталь на отведенном участке платы.

Рекомендации

Для правильного выполнения паяльных работ рекомендуется использовать мощность паяльника, не превышающую 10 Вт. Большинство электроинструментов работает от напряжения сети в 220 В, но в некоторых моделях предусмотрен блок питания, понижающий напряжение до показателей 36 или 12 В. Паяльники, способные понижать электрическое напряжение, считаются лучшим вариантом для работы с микросхемами.

Что касается толщины жала электропаяльника, то этот параметр колеблется от 1 до 2 мм. В большинстве случаев для работы удобно пользоваться конусовидными насадками. Выбирая модель электрического паяльника, целесообразно отдать предпочтение варианту с автоматическим терморегулятором, который поддерживает заданную температуру и позволяет добиться отличных результатов в процессе паяльных работ.

Правильная пайка паяльником и феном с нуля для начинающих

Хорошая пайка – это залог качественного и долговечного контакта деталей друг с другом. Нужно научиться понимать теорию, долго и упорно заниматься практикой. У радиолюбителей и электронщиков в процессе работ вырабатывается свой стиль пайки, методы и решение проблем.

В этой статье обзор методов пайки, анализ ошибок и на что следует обратить внимание начинающим.

Пайка состоит из трех основных компонентов:

– это материал для пайки. Именно он соединяет детали и поверхности друг с другом; (канифоль) смачивает припой, помогает убрать оксидную пленку с места паяльных работ и улучшает текучесть припоя; – основной инструмент для паяльных работ. Рабочая поверхность это жало, на котором припой плавится до жидкого состояния.

Тонкости хорошей пайки

Чтобы припаять деталь к плате, нужно:

1) Нанести флюс на контакты пайки;
2) Залудить их припоем;
3) Снова нанести флюс на контакты;
4) Запаять зазор между контактами.

Первое 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?

Что нужно для надежного контакта

• Правильно выбрать флюс. Например, для пайки проводов подойдет жидкий флюс. Он лучше всего смачивает провода и позволяет качественнее залудить такие контакты. Низкокачественный флюс быстро вскипает и растекается по плате.
• Использовать качественный припой. Именно припой определяет дальнейшую надежность и прочность соединения. Так же качество припоя может повлиять на работу схемы в целом, из-за шлаков и низкокачественных сплавов могут образоваться помехи в работе электроники и со временем могут появиться трещины.
• Пользоваться проверенным инструментом и оборудованием. Паяльники плохого качества могут нестабильно держать температуру, перегреваться.
• Соблюдать температурный режим. Не перегревать детали и держаться в температурном режиме плавления припоя. Слишком низкая температура и припой будет плохо плавиться, а если слишком высокая – материал будет испаряться, хуже лудить контакты.
• Долгие часы практики, проб и ошибок. Без практики не будет и своего метода пайки.

Эти критерии взаимосвязаны друг с другом. И при плохом выборе комплектующих с материалами, будет такой же результат.

С чего начать

Для начала, необходимо определиться с какой целью нужна пайка. Для радиолюбительства это начальный уровень, для пайки проводки и простого уровня нужны более профессиональные инструменты. А для ремонта и пайки SMD, BGA микросхем придется выучить все азы пайки и приобрести специальные инструменты и расходники.

Правильный выбор набора для пайки

Припои бывают разных типов и диаметров.

Большой диаметр припоя удобен по время пайки проводов, а мелкие для точечной пайки SMD компонентов, или разъемов. Так же припои бывают с канифолью или без. С канифолью припой очень удобен. Его проще всего брать на жало паяльника.

Набор для начинающих

Для радиолюбителей магазины продают сразу все в одной пачке. Такие наборы дешевле всего, так как по отдельности все будет стоить дороже. Например, есть наборы с паяльником и жалами, а также пинцетами.

Паяльник или станция

Для пайки радиоконструкторов и проводов достаточно самого простого паяльника с медным жалом. А вот для более продвинутой пайки уже понадобится станция. Паяльная станция состоит в основном как правило из фена и паяльника. С помощью фена можно паять SMD компоненты, и получится лучше прогревать плату.

Лучше всего начать с паяльника и выбрать тот, у которого доступна регулировка температуры и смена жал.

Жала паяльника

Существует арсенал жал для паяльников. Конус, плоское, топорик, волна и т.п. Они все могут быть различной площади и формы.

Выбор паяльного жала

Для начинающих отлично подойдет мини волна. Такое жало проще всего лудится, и способно на большой спектр задач.

Особенности применения

Для пайки проводов это массивные жала, а для планарных контактов это, как правило, конусные и изогнутые жала. Например, чтобы опаять шлейф от платы, лучше всех подойдет топорик. Этот тип обладает широкой рабочей поверхностью, которая позволяет массивно прогреть большую поверхность платы.

Вечные жала и правила их использования

Главное правило использование вечных жал — всегда на жале должен быть припой или флюс. Если игнорировать это правило, на жале начнут появляться черные точки, которые со временем перейдут на всю поверхность.

Это слой нагара, который образуется при окислении воздуха на рабочей поверхности. Припой или флюс выполняют защитную функцию, и во время работы паяльника окисляются они, а не жало паяльника.

Почему паяльник начал плохо паять

Если паяльник плавит припой, однако не берет его на свою рабочую поверхность, то его нужно залудить. Он сильно окислен, но его не стоит выкидывать.

Подготовка к работе

После включения паяльника в сеть, нужно дождаться его нагрева. Вся подготовка сводится к чистке нагара с рабочей поверхности и нанесения припоя. При работе с жалами нельзя использовать режущие инструменты. Нельзя удалять нагар с паяльника лезвиями или другими острыми предметами.

Лужение паяльника

Лужение паяльника происходит поэтапно:

• Разогретое жало нужно почистить. С помощью мокрой губки или медной стружки.
• На чистую поверхность наносился припой.

Черная поверхность жала удаляется с помощью долгого залуживания. Делается это с помощью комка припоя и флюса. Жало топится в припое до тех пор, пока оно не будет чистым. Периодически оно должно обмокать в припое. И затем снова чиститься с помощью губки. В этом случае лучше всего использовать медную стружку, она удаляет окислы и нагар намного лучше. Мокрая губка только удаляет припой, но не нагар. Если вышеперечисленные методы не помогают, то придется использовать активатор жал или паяльную кислоту.

Сопла фена

У паяльного фена тоже существую свои насадки. Они бывают разного диаметра, формы и крепления. Все зависит от того, какие работы проводятся.

Выбор паяльного флюса

Паяльные работы обладают большим спектром. И для разных задач нужны свои материалы. Например, для пайки проводов ни что не сравниться с обычной канифолью. Канифоль дешевая, практичная и удобная в работе. А для микросхем нужен иной подход. Пастообразный флюс и шприц для точечной дозировки флюса к SMD компонентам.

Чем отмывается флюс после пайки

С помощью бензина «Калоша» или спирта.

Инструментов и расходники для чистки:

• Вата;
• Ватные диски;
• Палочки из ваты;
• Зубная щетка.

Рабочее место и дополнительные инструменты

Для рабочего места подойдет деревянный стол. Если не хочется портить поверхность стола, то можно воспользоваться деревянной дощечкой. Дерево мало впитывает тепло и не действует как радиатор. А если нет такой дощечки, то можно приобрести силиконовый термостойкий коврик. В таком коврике есть удобная площадка для разборки электроники, различные карманы и места для инструментов. Коврик можно чистить обычным спиртом после работы, если остались какие-либо пятна или следы припоя.

Пинцеты и лопатки

С помощью пинцетов можно двигать детали при пайке, позиционировать и устанавливать детали. Они также изготавливаются из разных материалов, бывают угловыми, прямыми, с фиксацией и т.п.

Оптика и микроскопы

Лупы не очень удобны, поэтому намного удобнее и практичнее использовать микроскопы. Лучше всего начать с бюджетного варианта. Например, простой USB микроскоп позволит оценить результат пайки на экране компьютера.

Конечно, частота кадров не позволяет нормально работать под ним, но он позволяет без вреда для зрения рассматривать мелкие детали платы.

Вентиляция помещения и правила безопасности

Помещение должно быть с хорошей вентиляцией. При паяльных работах нужно держать дистанцию, и не приближаться близко, чтобы припой не попал на лицо. После паяльных работ обязательно проветрить помещение, и помыть руки и лицо с мылом. Нельзя употреблять пищу при пайке, ибо на слизистых поверхностях остаются осадки от дыма.

Простая пайка проводов

Первый пример это припаивание проводов.

Что потребуется

Для снятия изоляции с проводов понадобится стриппер.

С помощью него можно быстро удалить изоляцию. Бокорезы, кусачки, нож, зубы или паяльник не смогут так же легко справиться с этой задачей.

Для пайки проводов подойдет жидкая канифоль, или ФКЭТ.

Жидкая канифоль лучше всего обволакивает жилки проводов. Она дешевая, практичная и удобная.

Какое жало лучше выбрать

Для проводов нужно много припоя. Мини волна практичнее всего для пайки любых проводов, чем обычный конус или плоское жало.

Пошаговый процесс

Стриппером снимаем изоляцию, скручиваем провода.

Наносим флюс на спаиваемые провода, берем припой на жало. Температура жала не больше 300 °C.

Несколькими движениями вперед и назад лудим скрученные провода. Если припой образовался в комочки, то добавляем ждем остывания место пайки, чтобы не повредить кисточку. Добавляем еще флюс и снова проводим по месту пайки паяльником. Припоя не должно быть много или мало.

Лучше всего залудить оба провода перед спаиванием вместе, однако не получится надежно их скрутить. Поэтому, легче сразу сделать скрутку и затем спаять их.

Ремонт наушников

Основная проблема при ремонте наушников это стойкая изоляция проводов.

Особенности залуживания проводов

Чтобы залудить такие провода, необходимо с помощью припоя и канифоли тщательно пройтись по месту пайки.

Для пайки понадобится массивное жало, большая капля припоя и жидкая канифоль. Так же наносится флюс, но пайка немного другая. Теперь главная задача это сжечь изоляцию. Это можно сделать при помощи большой капли припоя. Продольными движениями вперед и назад проводим припой по месту пайки. Изоляция сжигается медленно. Не нужно повышать температуру выше 300 °C и использовать кислоту. Если не получается залудить, то пробуем снова, но уже вместо канифоли используем ЛТИ-120. Этот флюс поможет залудить провода не хуже паяльной кислоты.

Лужение эмалированной проволоки

Эмалированная медная проволока теплоемкая и трудно поддается лужению.

Но ее можно легко залудить с помощью обычной канифоли. Достаточно наждачной бумаги.

Удаляем эмалированное покрытие с помощью наждачки, наносим канифоль и проволока успешно задужена и готовка к пайке.

Пайка светодиодной ленты

Светодиодная лента так же теплоемкая, как и толстый провод. Она имеет в своем составе медную подложку, которая забирает тепло при нагреве.

Залуживаем контакты с помощью канифоли. Используем мини волну и совсем немного припоя. На месте пайки должно быть немного припоя.

Далее, берем паяльник от себя ручкой, прислоняем провод к контакту и сверху жалом паяльника. Пайка должна длиться не дольше секунды, пока есть флюс. Это связано с тем, что медная подложка быстро забирает тепло, а сгорающий флюс уже не в состоянии собрать припой в единое целое. Поэтому, если паяльные работы будут длиться больше секунды, то на ленте будут комочки припоя с признаками холодного контакта. Если такое произошло, снова наносим флюс и одним касанием исправляем плохую пайку.

Канифоль (флюс) чиститься с ленты при помощи спирта (или бензина) и ватного диска.

Лужение самодельной платы

Радиолюбители часто сталкиваются с тем, что изготовленная плата с помощью ЛУТ плохо поддается лужению. Для хорошего лужения платы достаточно удалить окислы на медных дорожках при помощи наждачной бумаги. Важно использовать только самую мягкую и бархатную бумагу, чтобы не повредить дорожки. После этого дорожки хорошо паяются обычной канифолью.

Как выпаять микросхему

Следующий уровень мастерства — это пайка микросхем. Разбор примера пайки феном.

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 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.

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.

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.

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).

Перепайка разъемов

В целом техника аналогична пайке микросхем, но есть небольшие отличия.

Читать дальше

Выпаивание деталей из плат одним паяльником

Малогабаритные по площади SMD детали можно выпаять с помощью конусного жала. Нагреваются оба контакта детали и она быстро отходит с платы. Также конусное жало удобно во время впаивания SMD детали, так как можно точно дозировать количество припоя на контакты.

Пайка оплеткой

Оплетка представляет собой жилки тонких медных проводов.

Можно использовать в качестве оплетки экранирующую изоляцию от антенны. С помощью оплетки можно легко и быстро убрать припой с контакта. Нужно нанести флюс на оплетку и контакт. Далее, с помощью паяльника место пайки медленно прогревается и олово переходит на оплетку. Такой метод пайки хорош для мелких деталей и не больших DIP контактов. Если нужно выпаять PCI разъем, то оплетка быстро потратиться в пустую.

Вакуумный шприц и иглы

Вакуумный шприц быстро удаляет массивные распаленные части припоя. А с помощью игл DIP контакты легко отпаиваются от платы. Игла надевается на контакт, и с помощью паяльника прогревается. Иглу нужно успеть продеть через контакт платы на корпус микросхемы, пока припой будет в расплавленном состоянии. Или наоборот, когда контакт уже разогрет, и в эту же секунду вставляется игла.

Такие методы пайки устарели. Современные платы производятся для машинной сборки, поэтому зазор между контактами и выводами деталей минимален. Игла уже слабо проходит, а вакуумный шприц не успевает забрать точенные капли припоя. Обычный электролитический конденсатор выпаять с помощью шприца уже не получится. В таком случае поможет метод жидкого жала.

Жидкое жало и его плюсы

Жидкое жало представляет собой каплю припоя, которая позволяет не пользоваться дополнительными инструментами (оплетку, фен, иглы или шприц). Техника такая же, как и со сплавом Розе. Основное отличие в температурах.

Жало типа топорик обладает массивной продольной рабочей поверхностью. Оно позволяет захватить сразу несколько контактов одновременно.

Наносим припой на жало.

На паяемую микросхему наносится пастообразный флюс с помощью шприца.

Деталь и ее контакты прогреваются жалом до плавления олова и точно также нужно сделать с другой стороны.

Такой техникой можно выпаять и DIP контакты.

SMD детали:паяльник vs фен

Для массивной пайки SMD деталей фен незаменим. Например, нужно припаять 40 SMD деталей. С помощью паяльника это будет невыносимо долго, а вот с помощью фена это другое дело. Достаточно нанести паяльную пасту на контакты платы, разместить с помощью пинцета детали и феном нагреть плату. Поток воздуха минимальный. Паяльная паста расплавится, и детали с помощью поверхностного эффекта сами встанут на нужные места. Такой метод прост и не требует много времени.

Дополнительная тренировка

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

Сетка

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

Конструкторы

Так же отлично помогают радиоконструкторы.

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

Пайка кислотой

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

Пайка для "чайников". Выбор инструмента и советы ⁠ ⁠

Пишу пост прежде всего для новичков — тех, кто только собирается научиться паять, либо попробовал, и получилось «не очень». В том числе для рукодельниц и рукодельников, которые (пока что) не замахиваются на ремонт и разработку электроники. Как следствие — здесь не будет страшного текста про заземление, фен, паяльную пасту и реболлинг. Не будет про высокотемпературные припои. И только самый минимум информации про электричество. Зато хочу рассказать про выбор инструмента, типичные проблемы начинающих и маленькие хитрости. Всё пишу из личного опыта.

Набор из инструментов и материалов для более-менее комфортной пайки включает в себя:

Паяльник, конечно же. В паяльнике важны две составляющие: регулировка температуры и удобное жало. Едва ли не все начинающие берут себе дешман-паяльник без регулировок и с единственным жалом-конусом, а затем мучаются, прилепляя к проводам «сопли» из припоя. Паяльник перегревается, жало не хочет держать припой, припой мгновенно окисляется. Если и вы пошли этим путём, у меня есть хорошая новость: дешёвый паяльник можно доработать до приличного состояния. Но об этом ниже.

Припой. Самый распространённый имеет марку ПОС-61, что означает: припой оловянно-свинцовый с содержанием олова 61%. Свинец — металл токсичный, поэтому стоит принимать разумные меры предосторожности: не есть во время пайки, а после работы мыть руки. И вряд ли стоит паять таким припоем украшения, которые будут носиться на теле. Есть бессвинцовые припои, у них более высокая температура плавления и паять ими немного труднее. Кстати, практически вся электронная промышленность перешла на бессвинцовку из-за требований по экологии.

Ещё припой бывает как с добавлением канифоли, так и без неё, и разной толщины. Самый ходовой — тонкий, с канифолью внутри.

Заказывать припой у китайцев не советую, это лотерея. Хитрые производители научились делать начало и конец катушки из сплава разного качества, и внутренние витки могут состоять едва ли не из чистого свинца. Начинаешь паять — всё хорошо, 5 звёзд продавцу. Но счастье в этом случае длится недолго.

Канифоль. Классика жанра, поэтому пусть будет. Но я ею практически не пользуюсь.

Флюс ЛТИ-120, либо жидкий спиртоканифольный флюс. Флакон лучше с кисточкой. Это вещь! Заменяет твёрдую канифоль, сделан на её основе, однако гораздо удобнее в применении. Основное достоинство: намазывается непосредственно на место пайки и поэтому не выгорает, пока вы несёте паяльник. ЛТИ-120 является более активным флюсом, чем (спирто-)канифоль. Это значит, что с ним паять легче. Но из-за этого ЛТИ очень желательно смывать спиртом после пайки, а канифоль и спиртоканифоль — нет. При пайке точной электроники смывать ЛТИ строго обязательно. И вообще, промывать место пайки — хорошая привычка.

Изопропиловый спирт во флаконе с капельницей/дозатором и ватные палочки. Можно использовать медицинский (этиловый) спирт, если он для вас более доступен. Спирт — очень полезная вещь в хозяйстве. Им можно обезжиривать поверхности, отмывать капли не застывшей эпоксидной смолы или масляной краски, смывать перманентный маркер, отмывать собачьи лапы от еловой смолы, готовить дезинфицирующий раствор против «короны». В общем, универсальная штука. Флакон на фото я не раз уже заправлял из большой банки. В контексте пайки спирт используется и для первичной очистки, и для отмывки места уже сделанной пайки от нагара и остатков флюса.

Зажим «третья рука». Паять без «третьей руки» можно, но очень неудобно. Дешёвую «третью руку» (как на фото) рекомендую сразу доработать. Во-первых, проклеиваем основания «крокодилов», чтобы они не разболтались и не слетели. Я использовал эпоксидный клей. Во-вторых, на губки надеваем кусочки термоусадки и термоусаживаем горелкой/зажигалкой.

Хирургический зажим (карцанг). Желательно — с самыми тонкими губками. На фото толстоват, хотя, смотря что паять. Прямые или изогнутые губки — на ваш выбор. В большинстве случаев заменяет пинцет, плюс его можно зафиксировать в зажатом состоянии. Очень удобная вещь! Вместо или в дополнение к зажиму рекомендую хороший пинцет с тонкими кончиками, которые хорошо смыкаются, не вихляют и имеют плоскую внутреннюю поверхность. Но очень не советую брать дешманские пинцеты из серии «5 штук за 100 рублей». Сделаны из сплава фольги с картоном, не держат ни-че-го! Маникюрные пинцеты тоже плохо подходят: губки не очень ровные и часто «гуляют» друг относительно друга.

1. Пинцет из сплава фольги с картоном.

2. Маникюрный пинцет.

3. Зажим (карцанг).

4. Нормальный пинцет для тонких работ.

Губка для чистки паяльника. Специальная! Губка для посуды не подойдёт! Перед работой её нужно намочить и отжать. Об неё в процессе работы можно вытирать нагар, и держать жало паяльника в чистоте.

Маленькие бокорезы (кусачки). Мне больше нравятся именно такой конструкции, с тонкими острыми губками.

Дополнительно полезно иметь:

Оплётку для выпаивания. Это плетёнка из тонкой меди, пропитанная канифолью. Набирает на себя припой (лудится). Тем самым, упрощает демонтаж (выпаивание). Использованная, т.е. пропитанная припоем оплётка может помочь залудить какую-нибудь поверхность.

Инструмент для зачистки проводов. Китайский с фото вполне работает. Можно выбрать что-нибудь подороже, но инструмент должен соответствовать толщине зачищаемого провода. Иначе либо не зачистит, либо перекусит.

Макетный нож. Кстати, лезвия для макетников не все одинаково хороши. Большинство — тупые изначально, и предназначены только для офисной бумаги. А какие-то выполнены из калёной стали и легко режут даже плотный ковролин.

Подробнее про паяльник.

Паять, конечно, можно и гвоздём на газовой зажигалке. Но удовольствие это сомнительное. Рассмотрим главные, на мой взгляд, признаки хорошего паяльника.

Контроль температуры. Паяльники без регулировок склонны перегреваться. В этом случае припой на жале моментально покрывается плёнкой окислов, плохо липнет в месту пайки и превращается в «сопли». Поэтому все более-менее хорошие паяльники имеют регулировку, датчик температуры в жале, и умеют поддерживать более-менее постоянную температуру. Есть паяльники с простой «крутилкой» без градуировки, а есть — с цифровым управлением, умеющие отображать текущую температуру в градусах.

Даже если у вас паяльник примитивный и без регулировок, ещё не всё потеряно. Идём в электротовары и покупаем диммер (регулятор яркости) для обычных ламп накаливания, подключаем паяльник через него. Регулируя мощность нагревателя, можно подобрать комфортную температуру жала. Внимание: мощность диммера должна соответствовать мощность паяльника. Паяльник мощностью 20Вт может не запуститься с диммером, требующим мощность нагрузки от 40Вт. А может запуститься, если вывести регулировку сначала на максимум, и затем на нужный уровень.

Если диммера тоже нет, а паять надо, можно на время остужать жало, макнув в твёрдую канифоль. Если жало делает «ПШ-Ш-Ш» и выпускает клубы дыма, а канифоль в месте контакта вскипает — значит, оно было перегрето. Если дым от канифоли идёт струйкой, значит с температурой всё более-менее в порядке.

Жало. Ищите паяльник, к которому продаются запасные жала различной формы. Сейчас почему-то все паяльники продаются с жалом-конусом (иголкой). Почему — я так и не понял, ибо паять конусом мне некомфортно: припой набирается на боковую поверхность, контроль за каплей припоя слабый, при этом тонкий «носик» конуса практически не смачивается припоем и мешается, упираясь в окружающие элементы. На мой взгляд, самой удобной и универсальной является форма «скошенный конус» и «скошенный цилиндр», т.е. жало, имеющее на конце овальную плоскую площадку.

На фото, сверху вниз:

1. Удобное для меня жало формы «Скошенный конус».

2. Жало «Скошенный цилиндр» со слегка скруглённым концом. Не впечатлило.

3. Комплектное жало-иголка. Попытался было переточить, не получилось.

4. Жало-конус от самого дешманского паяла.

Советские паяльники оснащались медным жалом, сейчас же в моде не обгорающие («вечные») жала. Достоинства меди: хорошо передаёт нагрев, хорошо прилипает припой, легко придавать форму напильником. Но медное жало «разъедается» припоем, и его периодически приходится править напильником. В итоге оно со временем укорачивается. Не обгорающее жало может служить годами, если соблюдать несколько правил. Во-первых, постараться не использовать его с активными флюсами или для плавки (резки) пластика. Во-вторых, не «жарить» постоянно на максимальной температуре. В-третьих, очевидно, не стачивать его напильником/наждаком, т.к. не обгорающий слой может быть ограничен по толщине. В самом дешёвом паяльнике может быть вставлено не обгарающее жало-конус и затянуто винтом. Хороший вариант — найти медную проволоку подходящей толщины, и из неё нарезать медных жал. Их можно сделать с запасом и заточить под любую удобную для вас форму. Будьте внимательны, под видом медного провода сейчас можно встретить омеднённый алюминий. На фото — несколько удобных самодельных жал из медного провода. К слову: сплав меди и олова — это бронза.

Хозяйке на заметку: в медном жале в процессе его эксплуатации образуется ямка. Если при правке жала на напильнике её не заравнивать до ровной плоскости, и оставить небольшое углубление, то может получиться даже удобнее, чем ровная плоскость. Углубление хорошо держит каплю припоя и по-умному называется «микроволна».

Итак. Дешёвый паяльник можно сделать весьма комфортным в работе, если докупить к нему диммер, выкинуть «не обгорающее» родное жало-конус и наделать из толстого медного провода жал удобной вам формы.

Теперь о процессе.

Минутка химии и физики. Как известно, большинство металлов на воздухе окисляются. То есть металл соединяется с кислородом воздуха и образуется оксид. Оксиды имеют более высокую температуру плавления, чем не окисленный металл, и гораздо хуже переносят тепло. Причём, чем выше температура, процесс окисления идёт быстрее. В частности, расплавленный припой, оставленный на паяльнике, довольно быстро покрывается плёнкой окислов. Плёнка эта находится в твёрдом (не расплавленном) состоянии, и сильно препятствует нормальной пайке. Если каплю припоя пошевелить или потыкать, то видно, что она оказывается как бы в мешочке. Одна из основных функций флюсов (той же канифоли) — это препятствовать образованию окислов. Канифоль окисляется активнее, чем металл, и в разогретом виде может отбирать кислород у оксидов. Оксид вновь превращается в жидкий металл, а канифоль — в пахучий дым и в чёрный нагар на жале. Когда канифоль с жала вся израсходуется, плёнка оксидов возникает вновь. На перегретом паяльнике канифоль расходуется практически моментально, а «мешочек» образуется буквально за секунду, из-за этого паять таким паяльником сложно. Получается даже парадокс: перегретый паяльник хуже прогревает объект пайки из-за плёнки окислов. Плёнку окислов можно снимать не только флюсом, но и механически, вытирая разогретое жало об губку или другой подходящий материал.

Кроме того, окислы на паяемом металле тоже препятствуют прилипанию припоя. Если медь тёмная, её перед пайкой крайне желательно зачистить до блеска. Другой способ справиться с окислами на объекте пайки — это применение активных флюсов, в частности, паяльной кислоты. Паять с кислотой легче, но она, во-первых, испускает едкий дым. Во-вторых, разъедает жало, что особенно важно при использовании дорогой «необгорайки». И, в-третьих, требует обязательной промывки места пайки, т.к. со временем сделанная пайка может развалиться. К слову, алюминий тоже можно паять, но на воздухе он моментально покрывается тонкой плёнкой окислов. Для противодействия окислению применяются специальные флюсы.

Флюсы. Это вещества или составы, облегчающие пайку или плавку металла. Паяльные флюсы бывают различными по консистенции: твёрдыми (например, канифоль), жидкими (примеры: спиртоканифоль, ЛТИ-120) или гелеобразными. Жидкий или гелеобразный флюс наносится непосредственно на место пайки, а значит, он не обгорит, пока вы несёте паяльник от баночки с флюсом к месту пайки. Твёрдый флюс в баночке (ту же канифоль) можно использовать для лужения (покрытия слоем припоя) проводов и самого жала паяльника.

Кроме того, флюсы отличаются по химической активности, электропроводности и, как следствие, необходимости отмывки после работы. И я встречал случаи неправильной маркировки производителем: флюс, который заявляется, как безотмывочный, на самом деле весьма неплохо проводит электричество.

Функции флюса при пайке:

1. Смазка. Помогает формироваться аккуратным шарикам припоя и не «прикипать» к поверхностям, которые не паяются.

2. Очистка паяемой поверхности от окислов и грязи, защита от окисления в процессе.

3. Защита припоя от окисления, убирание плёнки окислов с припоя.

Профессионалы советуют не набирать припой на жало, а прикасаться проволочкой припоя к месту пайки одновременно с паяльником. Плюс такого метода: и быстрее, если паять нужно много всего сразу, и канифоль в проволочке припоя попадёт на место пайки в свежем виде. Можно даже не пользоваться дополнительными флюсами. Но. Этот приём требует свободных обеих рук, однако часто одной рукой держим, второй паяем.

Передача тепла — это то, что нужно и понимать, и прочувствовать на своём опыте. Чтобы припой стал жидким, его нужно разогреть. Чтобы припой был жидким в месте пайки, нужно разогреть место пайки до температуры плавления припоя. Это очевидно. Но если мы паяем массивный, по сравнению с жалом, объект, то разогреть его может быть непросто. Во-первых, металлы очень хорошо передают тепло. Во-вторых, тепло накапливают (имеют теплоёмкость). И, наконец, отдают тепло вовне. В итоге, даже используя мощный паяльник, можно столкнуться с непрогревом места пайки. Например, печатные платы мощной электроники проектируются так, чтобы хорошо отводить и рассеивать тепло. Как можно победить непрогрев:

1. Набрать на жало капельку припоя и нанести флюс на место пайки. «Сухое» жало передаёт тепло плохо.

2. Греть дольше; ждать, пока прогреется. Но рядом с местом пайки могут располагаться детали, которые нельзя перегревать.

3. Банально — увеличить температуру паяльника. В некоторых случаях помогает, но риск перегрева и повреждений окружающих элементов выше, и, кроме того, окислы на паяльнике могут мешать передаче тепла.

4. Поставить жало потолще и покороче, подходящее по размеру. Способность проводить тепло — одна из важнейших характеристик жала.

5. Подогреть объект пайки дополнительно. В бытовых условиях, в частности, можно прогреть градусов до 100 на перевёрнутом утюге, и на нём же выполнять пайку.

6. Пойти на хитрость: использовать легкоплавкий припой. И об этом поподробнее.

Содержащий свинец припой плавится легче бессвинцового. Промышленная пайка по экологическим причинам практически вся сейчас выполняется бессвинцовым припоем, разогреть который паяльником бывает сложновато. Но можно набрать на паяльник каплю обычного ПОС-61 и «поелозить» им в точке пайки, после чего уже весь припой становится жидким, поскольку разбавляется легкоплавким. Можно пойти дальше и использовать ещё более легкоплавкий состав. В частности, сплав Розе плавится при менее, чем 100 градусах Цельсия. Удобно! Но за удобство приходится платить легкоплавкостью результатов труда. Если изделие в процессе использования будет нагреваться, то такая пайка может развалиться сама по себе. Внимание: оставшийся на жале паяльника или в местах пайки сплав может привести к сюрпризам в будущем, сделав последующие пайки также легкоплавкими. Крайне нежелательно его использовать для ремонта заметно греющейся электроники: видеокарт, смартфонов, светодиодного освещения и т.д. И за злоупотребление розе можно огрести «пару ласковых» от профессионалов.

Кроме того, важна передача тепла от нагревателя к жалу. У меня был опыт, когда керамический нагреватель слегка болтался внутри жала. Паять было сложновато. Несколько слоёв медной фольги решили проблему.

Бывает, что припой после застывания оказывается матовым, а не красивым-блестящим. Почему так происходит? Во-первых, неправильный температурный режим и плёнка окислов. Во-вторых, состав самого припоя. Сюрприз, но это может зависеть от состава припоя, не все припои застывают в красивые глянцевые капли.

FAQ по основным явно заметным проблемам пайки (пайка не получается)

1. Жало не держит припой. При попытке набрать припой на жало, он скатывается каплями на стол. Прогреть место пайки почти не получается. Причина: жало не залужено. Нужно очистить жало, с помощью припоя и канифоли заново залудить. Если проблема часто повторяется, значит, жало перегрето.

2. Припой не держится на объекте пайки. Причина: плёнка окислов (либо лак) на объекте пайки. Да, встречается медь, покрытая бесцветным лаком. Например, провод наушников. Нужна либо механическая очистка, либо использование активного флюса.

3. Припой в месте пайки моментально застывает неаккуратными «соплями», плавится медленно и с явным трудом, паяльник слегка липнет. Причина: теплопередача от паяльника недостаточна.

4. При пайки образуются «сопли», шипы из припоя. Место пайки выглядит неаккуратно. Причина: нехватка флюса, плёнка окислов на припое.

Не очевидные «косяки» новичков (пайка получается некачественная или портится со временем):

1. Непропай. Паяное соединение держится на флюсе в роли клея. С электрическим контактом и надёжностью беда.

2. Злоупотребление активным флюсом. Он может разъедать пайку со временем, при работе разъедает «вечные» жала.

3. Неотмытый флюс. Если это канифоль — ничего страшного, кроме внешнего вида. Иные флюсы люто проводят электричество или разъедают (см. выше) пайку.

4. Сплав Розе. Да, с ним удобно, но пайка становится легкоплавкой.

5. Перегрев чувствительных к нагреву элементов. Печатная плата может расслоиться, пластиковый разъём может деформироваться, а электроника — выйти из строя.

6. Избыток припоя, который куда-то бодро уходит в процессе пайки. Может привести к сюрпризам в собираемой электрической схеме.

Пайка для начинающих

У начинающего мастера по ремонту электроники возникает огромное количество вопросов. Занимаясь паяльными работами, как SMD компонентов так и BGA микросхем, более 8-лет, мастера Bgacenter подготовили для вас исчерпывающий гайд по пайке. Вы также можете освоить пайку для начинающих под руководством специалистов, здесь профессиональная программа по пайке.

Занятия по пайке для начинающих

Пайка от А до Я

Процесс пайки bga микросхем, для удобства разделим на несколько последовательных шагов. Основные из которых:

• подготовка материнской платы к паяльным работам
• выпаивание микросхемы
• подготовка контактной площадки
• удаление компаунда
• reballing микросхемы
• припаивание микросхемы на плату
• проверка качества пайки

Для того чтобы получить представление о пайке bga, если ранее этим не занимались посмотрите видео-инструкцию. Как преподаватель Bgacenter выполняет процесс паяния

Подготовка платы

Перед выполнением паяльных работ внимательно осмотрите место предстоящей пайки. А именно: какие микросхемы расположены рядом, есть ли среди них те которые покрыты компаундом (размещаем на них теплоотводы), какие чипы находятся с обратной стороны материнской платы.

Если выпаиваете микросхемы, а с другой стороны находится CPU или BB_RF; старайтесь немного натягивать микросхему и не давать припою полностью расплавится под чипом. Это так называемая холодная пайка, позволяет не угревать микросхемы расположенные на обратной стороне. В этом случае рискуем оторвать пятаки на контактной площадке, но их потом можно восстановить. К тому же чаще отрываются пустышки – неиспользуемые контакты.

Важно учитывать температуру окружающей среды. То есть зимой если в помещении прохладно или есть сквозняки, температуру необходимо поднимать немного выше на 20-30 градусов Цельсия.

Выпаивание bga микросхемы

После проведения визуального осмотра необходимо определиться с направлением потока горячего воздуха. Общее правило – направление фена от микросхем на компаунде. Затем устанавливаем теплоотводы микросхемы с компаундом. Пинцетом «примериться» к микросхеме. Как будет захватываться, с какой стороны заводиться лопатка (чипы на компаунде снимаем лопаткой). При необходимости снять часть обвязки, затем до припаивания U, обвязку восстановить.

Выставить температуру на фене 320 – 340 градусов Цельсия. Расход воздуха – индивидуальная величина для каждой термовоздушной паяльной станции.

Направить фен на плату, на 5-7 сек, (предварительно прогреть плату) поднять температуру места пайки. Для исключения тепловых деформаций motherboard. И для равномерности прогрева. Флюс растекается и равномерно распределяется по необходимому участку.

Поток воздуха. Это индивидуально. Много зависит от того насколько близко Вы паяете от элемента. Я паяю близко к элементу, почти вплотную. И на большом потоке. За счет этого уменьшается время воздействия горячего воздуха на плату. Поток необходимо подбирать индивидуально. Существует два критерия:

• отпаянные микросхемы и компоненты (обвязка) чтобы не сдувало с платы,
• не перегревать плату, это значит исключить продолжительное по времени воздействие высокой температуры. Почему это может быть критично для платы? Либо угреваются рядом стоящие микросхемы на компаунде, либо микросхемы установленные на другой стороне платы, особенно припаянные на легкосплавную пасту могут самопроизвольно отпаяться, в случае ранее выполнявшихся ремонтов. Это еще один очень важный момент, если плата к вам попала уже паяная, а это можно определить при внешнем осмотре; микросхемы могут быть припаяны на bga пасту с низкой температурой плавления. Поэтому перед выполнением работ по пайке, обязательно визуальный осмотр и согласование рисков с клиентом.

Нанести флюс по периметру микросхемы, так как плата горячая, он сразу растекается и затечет под микросхему. Флюс необходим для равномерного распределения температуры. Фен заводить как можно вертикальнее. И начинаем прогревать микросхему, постоянно делая круговые движения, для равномерного нагрева.

Момент снятия микросхемы. Можно ориентироваться по времени (раньше, лет 7 назад — я про себя отсчитывал секунды) или по рядом стоящему конденсатору. Если конденсатор свободно перемещается, ещё 5 секунд грею, затем небольшое смещение по горизонтали в сторону, и затем поднимаю. Если сразу поднимать вертикально вверх, возможен отрыв пятаков. Стараюсь н е допускать продолжительности нагрева больше 20 секунд. Некоторые bga микросхемы имеют стеклянный корпус и в ажно не повредить его. Если при пайке появляется хотя бы небольшой скол или царапины на корпусе чипа, микросхему меняю, используя донорскую плату.

Подготовка контаткной площадки

Паяльником с тонким наконечником нанести сплав Розе на каждый вывод на контактной площадке. Это необходимо для понижения температуры заводского бессвинцового припоя. Если опасаетесь оторвать контакты (или когда мало опыта) при работе с паяльником, можно залудить оплетку сплавом Розе и уже оплеткой залуживать контакты на контактной площадке. При этом особое внимание на обвязку, очень легко и незаметно можно “убрать” радиокомпоненты и потом необходимо будет восстанавливать, перед установкой микросхемы.

На оплетку нанести флюс и не надавливая на плату (положил паяльник и потянул за оплетку) собрать остатки припоя с контактной площадки.

Ватной палочкой или зубной щеткой смоченной в техническом бензине БР-2 (или спирте) отмыть контактную площадку от остатков флюса. Перед отмывкой понизить температуру платы. Как я понимаю, когда уже можно мыть бензином? Палец положил на плату, и если палец терпит, то можно и бензином, для исключения повреждения платы.

Удаление компаунда

Выставить на фене температуру 240 – 250 градусов Цельсия. Специальной лопаткой или пинцетом убрать остатки компаунда с контактной площадки, из-под микросхемы и обязательно очистить периметр. Часто вокруг микросхем установлены компоненты очень маленьких размеров и залиты компаундом. Поэтому особое внимание при чистке компаунда на то чтобы не оторвать обвязку вместе с клеем. Для этого рекомендуется достаточное время прогревать плату, для размягчения клея. И снимать компаунд послойно, а не сразу на всю глубину. Финально отмыть место пайки.

При выполнении ремонта, в режиме диодной прозвонки измерить падение напряжения на каждом контакте. Обязательно даём плате остыть и только после этого выполняем замеры. Горячие конденсаторы могут показывать КЗ, а когда их температура понизиться, КЗ не покажут.

Реболлинг микросхемы

Расположить микросхему на специальном коврике, сверху на котором разместить салфетку или кусок джинсовой ткани.

Для восстановления шариковых выводов на микросхеме, необходимо удалить существующий припой. Паяльником залудить сплавом Розе все выводы на микросхеме (для больших микросхем NAND Flash или Wi-Fi, чипы малых размеров можно не залуживать Розе, а сразу собирать припой медной оплеткой). Будьте аккуратны со стеклянными корпусами, пины легко повреждаются и затем не залуживаются.

Нанести флюс на микросхему и оплеткой с паяльником собрать припой перемешанный с Roze. При необходимости удалить остатки компаунда с поверхности чипа. Отмыть микросхему ватной палочкой или зубной щеткой.

Подобрать трафарет. Предварительно под микроскопом оценить состояние трафарета (качество просечки, загрязненность пастой или флюсом), при необходимости отмыть трафарет бензином или заменить. Совместить трафарет с микросхемой и прижать пинцетом. Лопаткой нанести немного пасты на трафарет и затереть bga пасту в отверстия. Излишки пасты убрать лопаткой и ватной палочкой.

С этого момента и при последующей накатке не допускать горизонтальных и вертикальных смещений накатываемой микросхемы относительно трафарета.

Температуру на фене понизить примерно до 250 – 270 градусов Цельсия. Поток воздуха также можно уменьшить по сравнению с потоком при демонтаже. Направить фен на трафарет и прогревать по периметру, выполняя круговые движения. В ыпарить флюс из пасты и окончательно сформировать выводы на чипе.

Стоматологическим зондом или пинцетом вытолкнуть микросхему из трафарета (толкнув в угловые контакты). Это необходимо выполнять, пока микросхема не остыла, иначе она застрянет в трафарете.

Дополнительно еще раз прогреть феном вновь сформированные контакты, для окончательного формирования шаров.

Припаивание микросхемы на плату

Если при подъеме микросхемы сместили обвязку, сначала восстановить обвязку, только потом работаем с микросхемой. На фене выставить Т = 280 – 320 градусов Цельсия (в зависимости от используемой пасты) и уменьшить поток воздуха, по сравнению с потоком при выпаивании.

Нанести флюс небольшое количество на контактную площадку. если флюса будет много, микросхема будет плавать в нем.

Выставить микросхему по зазорам и по ключу:

• точка или другой знак на корпусе микросхемы
• контакт А1, смотреть в ZXW или Wuxinji

Направить поток горячего воздуха на припаиваемую микросхему. Если микросхему сдувает с платы, заводите фен сверху. В этом случае воздухом микросхему придавит и она не будет смещаться. А ещё может сдувать микросхему, потому-что мастер забыл добавить флюс — . Ни в коем случае нельзя надавливать на микросхему сверху.

Как понять что микросхема припаялась:

• Когда прекращаются пульсации флюса выходящего из под припаиваемой микросхемы
• Зондом или пинцетом толкнуть микросхему горизонтально, для того чтобы убедиться что микросхема припаялась. За счет поверхностного натяжения припоя микросхема переместиться обратно. Я всегда толкаю, за много лет выработалась такая привычка. Даже центральный процессор, когда “перекидку” делаю тоже толкаю, для уверенности.

Отмыть флюс с материнской платы.

Проверка качества пайки

Перед проверкой понизить температуру платы. Нельзя подключать к ЛБП и подавать питание на горячую плату сразу после пайки. Так как существуют линии, чаще всего это основные питающие линии процессора и оперативной памяти,у которых низкое сопротивление. И при подаче напряжения на горячую плату – ЛБП может регистрировать КЗ. Подключить плату к лабораторнику и подать напряжение, начиная с 0 вольт плавно довести до рабочего 3,8 Вольт. Если пайка выполнена качественно, то потребления тока на блоке не покажет.

Схемы для пайки для начинающих

Программное обеспечение которым пользуются мастера Bgacenter:

• Wuxinji,
• JCID,
• Xinjijao,
• ZXWsoft.

У каждого софта есть свои преимущества и недостатки. Основной источник схем для пайки это Wuxinji.

Пайка для начинающих видео

Набор для пайки для начинающих

Необходимый и достаточный набор оборудования и расходных материалов, для выполнения самостоятельных ремонтов материнских плат телефонов, планшетов и ноутбуков.

Паяльник

Термовоздушная паяльная станция

Лабораторный блок питания

Силиконовый жаростойкий коврик

Флюс для пайки Martin (Германия) не требующий смывки

Оплетка для удаления припоя 1,5 и 2,0 мм

Пайка для начинающего мастера – увлекательный процесс. Самостоятельное освоение которого потребует не только значительных материальных, а и финансовых вложений. Понятно, что опыт приходит с практикой. И чем больше этой самой практики, тем более профессиональным становится мастер по пайке.

Но есть одно но — – начинать лучше под руководством опытных мастеров. Которые имея большой бэкграунд, готовы поделиться знаниями и опытом с другими.