Как припаять процессор к материнской плате
Очень часто в сервисных центрах ремонтируют платы методом прогрева. Так делают с BGA микросхемами. У BGA микросхем контакты присоединяются с помощью шариков. Эти шарики из-за механических внешних повреждений (из-за ударов или падения на пол) могут трескаться, окисляться и отрываться от платы. Из-за этого устройство перестает работать.
Метод прогрева
Чтобы хорошо прогреть плату для диагностики, нужно:
- Оцените размеры платы. Если это плата от мобильного телефона, то подойдет паяльный фен без использования нижнего подогрева;
- Защитите мелкие SMD детали и пластмассовые разъемы. Это можно сделать с помощью термоскотча, чтобы детали случайно не сдувались с платы;
- Удалите компаунд с микросхемы. Иначе он может помешать прогреву и испортить плату. Удаляется обычно теплым воздухом и пинцетом;
- Нанесите флюс. Выберите пастообразный флюс и нанесите его по периметру диагностируемой микросхемы тонким слоем.
- Равномерно начните прогревать участок платы до 320 °C. Не превышайте этот порог. Прогревайте плавно со 100 до 320 °C с шагом по времени по 20 секунд. Если начнете греть сразу 320 °C — флюс начнет кипеть.
- Пинцетом проконтролируйте прогрев. Аккуратно начинайте пошатывать микросхему пинцетом. Не делайте резких движений и не перестарайтесь. Если микросхема реагирует не небольшие касания и возвращается на место, то прогрев завершен. ВНИМАНИЕ! Делайте это аккуратно! Иначе шары слипнутся, и придется снимать микросхему для перекатки.
После этого, оставьте плату до остывания и можно продолжать диагностику далее.
Разбирая свои первые компы, многие видели разные «мосты» — южный, северный, графические чипы, и часто думалось: а как же это паяют и, главное, чем? И те, кто рискнул сам паяльником это пробовать, потом несли свои материнки в сервис, где им паяли новый чип, если, конечно, они своей домашней пайкой не убивали всю материнскую плату. Итак, как же паяют чипы? Под катом рассказ, а также фото и видео об этом. В главной роли у нас будет выступать паяльная станция ERSA IR550a.
Сперва мы отпаиваем старый чип. Для этого он нагревается станцией до нужной температуры. Выбираем нужный профиль в управлении (их несколько для разных видов пайки).
У станции две «головы» – одна для того, чтобы что-то отпаять/припаять, вторая для охлаждения.
Устанавливаем над нужным чипом «голову» паяльной станции, чтобы не промахнуться – красным лазером указана точка «прицела» станции.
Станция начинает греть чип.
Когда температура дойдет до 200+ градусов, опускаем присоску, захватываем чип и снимаем его.
Виден дым от того, что чип отпаивается. (360 – это температура вспомогательного паяльника, который стоит рядом со станцией).
Переносим его на площадку.
После этого над тем местом, где был чип, ставим охлаждающую голову и автоматически включается вентилятор для охлаждения платы, так как понято, что чем меньше времени плата нагрета, тем лучше. В этой станции очень жесткий контроль за температурой во время всего процесса пайки.
Термодатчик для отслеживания температуры по всей поверхности материнской платы.
Теперь готовим плату для пайки. Снимаем компаунд. Видео процесса.
Затем нужно зачистить площадку под чип (площадка выше процессора).
Вот видео о подготовке площадки.
Также нужно сделать ребол чипа. Т.е. чтобы на месте контактов появились шарики, которые будут впаиваться в посадочное место на плате. Это отдельная операция, про это видос:
После того, как контактные шарики чипа готовы, выставляем его строго по маске. Даже микрон имеет значение – можно испортить чип, если не попасть в разъемы.
Затем начинаем паять. Как обычно – выбираем профиль пайки. Пододвигаем голову для пайки, направляем лучи строго на чип и включается пайка.
Сначала подогреется нижняя часть, причем она греет строго выделенное место под чипом, а не прогревает всю поверхность, иначе был бы риск выхода из строя всей платы. При использовании PL550A на экране можно наблюдать и вид пайки в реальном времени. Вот мы видим по графику нарастание температуры.
Красный – это график подогрева нижней панели.
Шкала высоты «головы» для пайки. Высота положения «головы» зависит от профиля платы.
В некоторых станциях более низкого класса нижняя платформа греет всю площадь платы, поэтому при пайке на таких станциях нужно снимать с платы все – вплоть до наклеек с партномерами. Как уже было сказано, наша станция греет строго выделенную область снизу. Когда платформа снизу нагреет участок платы под чипом до 60 градусов, включается верхняя «голова» и начинает припаивать сам чип.
Красный оттенок – это инфракрасные лучи, которые греют контакты чипа для припаивания. По идее чип должен сам сесть в гнезда контактов под своим весом, но чтобы не перегревать плату, инженер проверяет усадку чипа, когда контакты полностью разогрелись для впаивания, не ожидая граничной температуры чипа.
Когда мы проверили, что чип сел на место, убираем нагревающую «голову» и ставим охлаждающую.
Все – графический чип припаян.
Нужно сказать пару слов о хороших качествах нашей паяльной станции, не для рекламы, а для похвалы хорошему инструменту. Она, конечно, не дешевая, но своих денег стоит. Самое хорошее в этой станции то, что тут очень тяжело «запороть» плату или чип – нужно сильно постараться для этого. Тогда как в других станциях классом пониже ошибиться с риском испортить чип или всю плату гораздо легче.
Описание преимуществ этой станции.
Почему технология ERSA IR? Пять ключевых преимуществ:
• равномерность инфракрасного нагрева при локальной пайке как выигрышная альтернатива турбулентности воздушного потока в конвекционных системах. Наиболее критично для крупных BGA, и особенно при бессвинцовой пайке, которая выполняется на более высоких температурах;
• точная отработка термопрофиля благодаря обратной связи по температуре непосредственно с объекта пайки;
• возможность визуального мониторинга процесса пайки (что недостижимо для конвекционных систем, где микросхема во время пайки наглухо закрыта соплом);
• универсальность и достаточность (не требуется множества дорогостоящих сопел под сегодняшние и завтрашние размеры микросхем, как в конвекционных системах);
• возможность работы со сложнопрофильными компонентами (экранами, разъемами и т.п.), в том числе пластмассовыми.
Наличие встроенного микропроцессорного блока для контактной пайки с возможностью подключения пяти инструментов (паяльников разной мощности MicroTool/TechTool/PowerTool, термопинцета ChipTool или термоотсоса X-Tool) превращает инфракрасную станцию IR550Aplus в универсальный ремонтный центр.
Рядом с ней стоит станция ниже классом. На ней паяют то, где не нужна такая точность и филигранность, как например пайка клавиатуры (кстати, если вы хотите, чтобы мы сняли/написали о пайке клавиатуры, монитора или еще чего-нибудь, пишите – снимем).
Видеобозор всего процесса пайки видеочипа.
Также у нас есть канал на ютубе, куда мы грузим разные ролики о технических операциях. Подписывайтесь – будут новые видосы.
Помимо технических видео, мы записываем ремонты для клиентов, ведь часто у людей бывают сомнения: а не поназаменяли ли мне в моем любимом гаджете хорошие запчасти на «левые»? Чтобы таких вопросов не возникало, мы записываем на видео сам ремонт по желанию клиента.
Учебные курсы/тренинги/воркшопы по разным направлениям ИТ-инфраструктуры — Учебный центр МУК (Киев)
МУК-Сервис — все виды ИТ-ремонта: гарантийный, не гарантийный ремонт, продажа запасных частей, контрактное обслуживание
Мои отношения с радио- и микроэлектроникой можно описать прекрасным анекдотом про Льва Толстого, который любил играть на балалайке, но не умел. Порой пишет очередную главу Войны и Мира, а сам думает «тренди-бренди тренди-бренди. ». После курсов электротехники и микроэлектроники в любимом МАИ, плюс бесконечные объяснения брата, которые я забываю практически сразу, в принципе, удается собирать несложные схемы и даже придумывать свои, благо сейчас, если неохота возиться с аналоговыми сигналами, усилениями, наводками и т.д. можно подыскать готовую микро-сборку и остаться в более-менее понятном мире цифровой микроэлектроники.
К делу. Сегодня речь пойдет о пайке. Знаю, что многих новичков, желающих поиграться с микроконтроллерами, это отпугивает. Но, во-первых, можно воспользоваться макетными платами, где просто втыкаешь детали в панель, без даже намека на пайку, как в конструкторе.
Так можно собрать весьма кучерявое устройство.
Но иногда хочется таки сделать законченное устройство. Опять-таки, не обязательно «травить» плату. Если деталей немного, то можно использовать монтажную плату без дорожек (я использовал такую для загрузчика GMC-4).
Но вот паять таки придется. Вопрос как? Особенно, если вы этого никогда раньше не делали. Я, возможно, открою Америку, но буквально несколько дней назад я сам для себя открыл волшебный мир пайки без особого геморроя.
До сего времени мое понимание сути процесса ручной пайки было следующим. Берется паяльник (желательно с жалом не в форме шила, а с небольшим уплощением, типа лопаточки), припой и канифоль. Для запайки пятачка, ты берешь капельку припоя на паяльник, макаешь паяльник в канифоль, происходит «пшшшшш», и пока он идет, ты быстро-быстро касаешься паяльником места пайки (деталь, конечно, должна быть уже вставлена), и после нескольких мгновений разогрева припой должен каким-то волшебным образом переходить на место пайки.
Увы, у меня такой метод работал очень плохо, практически не работал. Детали нагревались, но припой никуда с паяльника не переходил. Очевидно, что проблема была в катализаторе, то есть канифоли. Того «пшшшшш», что я делал, опуская конец паяльник в канифоль, явно не хватало, чтобы «запустить» процесс пайки. Пока ты тащишь паяльник к месту пайки, вся почти канифоль успевает сгореть. Именно поэтому, кстати, мне была совершенно непонятна природа припоя, внутри которого уже содержится флюс (какой-то вид катализатора, типа канифоли). Все равно, в момент набирания припоя на паяльник весь флюс успевает сгореть.
- Лудить места пайки заранее. Реально, при пайке деликатных вещей, типа
микросхем это крайне непрактично. Тем более, обычно, их ножки уже
луженые. - Крошить канифоль прямо на место пайки. Аккуратно кладешь кристаллик канифоли прямо на место пайки, и тогда «пшшшшш» происходит прямо там, что позволяет припою нормально переходить с паяльника. Увы, после такой пайки плата вся обгажена черными заплесами горелой канифоли. Хотя она и изолятор, но порой не видно дефектов пайки.Поэтому плату надо мыть, а это отдельный геморрой. Да и само выкрашивание делает пайку крайне медленной. Так я паял Maximite.
- Использовать жидкой флюс. По аналогии с выкрашиваем канифоли, можно аккуратно палочкой класть капельку жидкого флюса (обычно, он гораздо «сильнее» канифоли), и тогда будет активный «пшшшшш», и пайка произойдет. Увы, тут тоже есть проблемы. Не все жидкие флюсы являются изоляторами, и плату тоже надо мыть, например, ацетоном. А те, что являются изоляторами все равно остаются на плате, растекаются и могут мешать последующей внешней «прозвонке». Выход — мыть.
и припой c флюсом внутри:
- Деталь вставляется в плату и должна быть закреплена (у вас не будет второй руки, чтобы держать).
- В одну руку берется паяльник, в другую — проволочка припоя (удобно, если он в специальном диспенсере, как на картинке).
- Припой на паяльник брать НЕ НАДО.
- Касаетесь кончиком паяльника места пайки и греете его. Обычно, это секунды 3-4.
- Затем, не убирая паяльника, второй рукой касаетесь кончиком проволочки припоя с флюсом места пайки. В реальности, в этом месте соприкасаются сразу все три части: элемент пайки и его отверстие на плате, паяльник и припой. Через секунду происходит «пшшшшш», кончик проволочки припоя плавится (и из него вытекает немного флюса) и необходимое его количество переходит на место пайки. После секунды можно убирать паяльник с припоем и подуть.
Ясное дело, что время ожидания на каждой фазе требует хотя бы минимальной практики, но не более того. Уверен, что любой новичок по такой методике сам запаяет Maximite за час.
- Много припоя еще не значит качественного контакта. Капелька припоя на месте контакта должна закрывать его со всех сторон, не имея рытвин, но не быть чрезмерно огромной бульбой.
- По цвету пайка должна быть ближе к блестящей, а не к матовой.
- Если плата двухсторонняя, и отверстия неметаллизированные, надо пропаять по указанной технологии с обоих сторон.
Планарные элементы (конечно, не самые маленькие) даже проще для пайки в некотором роде, хотя для самодельных устройств уже придется травить плату, так как на макетной плате особого удобства от использования планарных элементов не будет.
Итак, небольшой, почти теоретический бонус про пайку планарных элементов. Это могут быть микросхемы, транзисторы, резисторы, емкости и т.д. Повторюсь, в домашних условиях есть объективные ограничения на размер элементов, которых можно запаять обычным паяльником. Ниже я приведу список того, что лично я паял обычным паяльником-шилом на 220В.
Для пайки планарного элемента уже не получится использовать припой на ходу, так как его может «сойти» слишком много, «залив» сразу несколько ножек. Поэтому надо предварительно в некотором роде залудить пятачки, куда планируется поставить компонент. Тут, увы, уже не обойтись без жидкого флюса (по крайне мене у меня не получилось).
Капаете немного жидкого флюса на пятачек (или пятачки), берете на паяльник совсем немного припоя (можно без флюса). Для планарных элементов припоя вообще надо очень мало. Затем легонько касаетесь концом паяльника каждого пятачка. На него должно сойти немного припоя. Больше чем надо, каждый пятачек «не возьмет».
Берете элемент пинцетом. Во-первых, так удобнее, во-вторых пинцет будет отводить тепло, что очень важно для планарных элементов. Пристраиваете элемент на место пайки, держа его пинцетом. Если это микросхема, то надо держать за ту ножку, которую паяете. Для микросхем теплоотвод особенно важен, поэтому можно использовать два пинцета. Одним держишь деталь, а второй прикрепляешь к паяемой ножке (есть такие пинцеты с зажимом, которые не надо держать руками). Второй рукой снова наносишь каплю жидкого флюса на место пайки (возможно немного попадет на микросхему), этой же рукой берешь паяльник и на секунду касаешься места пайки. Так как припой и флюс там уже есть, то паяемая ножка «погрузится» в припой, нанесенный на стадии лужения. Далее процедура повторяется для всех ног. Если надо, можно подкапывать жидкого флюса.
Когда будете покупать жидкий флюс, купите и жидкость для мытья плат. Увы, при жидком флюсе лучше плату помыть после пайки.
Сразу скажу, я ни разу не профессионал, и даже не продвинутый любитель в пайке. Все это я проделывал обычным паяльником. Профи имеют свои методы и оборудование.
Конечно, пайка планарного элемента требует куда большей сноровки. Но все равно вполне реально в домашних условиях. А если не паять микросхемы, а только простейшие элементы, то все еще упрощается. Микросхемы можно покупать уже впаянные в колодки или в виде готовых сборок.
Вот картинки того, что я лично успешно паял после небольшой тренировки.
Это самый простой вид корпусов. Такие можно ставить в колодки, которые по сложности пайки такие же. Эти элементарно паяются по первой инструкции.
Следующие два уже сложнее. Тут уже надо паять по второй инструкции с аккуратным теплоотводом и жидким флюсом.
Элементарные планарные компоненты, типа резисторов ниже, весьма просто паяются:
Но есть, конечно, предел. Вот это добро уже за пределами моих способностей.
-
Отсос. Изобретателю этого устройства стоит поставить памятник. Налепили много припоя или запаяли не туда? Сам припой, увы, обратно на паяльник не запрыгнет. А вот отсосом убирается элементарно. Одной рукой разогреваете паяльником место «отпайки». Второй держите рядом взведенный отсос. Как «оттает», нажимаете на кнопку, и припой прекрасным образом спрыгивает в отсос.
Новогодние праздники прошли на славу если бы ни одно но: из-за перепада напряжения накрылся комп у родственников. Перестал включаться. Хотя usb-устройства продолжали от него заряжаться, да и лампочка на сетевой карте продолжала мигать.
Первым делом подумал на блок питания (и оказался частично прав, но об этом позже). Разобрал комп, вытащил БП и вставил другой. Комп стал стартовать, но на этапе проверки POST моментально зависал. Отключение всей периферии и всего что можно было отключить - не помогло. Сброс BIOS, переставление джамперов на заниженную шину и прочие пляски тоже ни на что не повлияли. И тут я заметил, что электролитические конденсаторы находящиеся рядом с гнездом процессора были вздуты, а несколько из них потекли и были явно не в духе.
Итак, причина выявлена. Начинаем рассуждать: замена материнской платы на плату такого же класса выльется как минимум в 150-200 грн (Мамка на Socket A (S462) Фирмы Epox). Ремонт тоже обычно стоит не менее 80 грн. Да к тому же желание поковырять всё самому было достаточно сильным, что в купе с остальными факторами и повлияло на решение: БУДЕМ ПАЯТЬ!
Первым делом - гугл. Оказалось, что на этих материнках это достаточно частая проблема. В 2004-2005 годах ставили электролитические кондёры питания процессора марки GSC — и за эти годы эта самая GSC обросла недобрыми слухами. Спустя пару лет все конденсаторы этой марки текут и выходят из строя. Радует только то, что проблема решается заменой конденсаторов на другие. (В моём случае кондёры оказались марки TEAPO, а не GSC — видимо поэтому они продержались лет 5 без проблем.)
На современных материнских платах в цепи питания процессора используют твердотельные высококачественные японские конденсаторы. Что положительно влияет на надёжность, разгонные характеристики и даже на эстетическую составляющую :)
Вздувшиеся (пухлые, "беременные", "бочкообразные") конденсаторы - ставшее привычным явление, начиная с систем поколения Pentium II-III и позже. Причина их "появления" (в "историческом" смысле) - то, что системы стали потреблять всё больше, что приводило к большему нагреву внутри корпуса компьютера вследствие увеличения потребляемой мощности, в первую очередь - процессоров. Вдобавок, пыль внутри корпуса, затрудняющаа вентилляцию и охлаждение. В частности, именно поэтому, в большинстве случаев пухлые конденсаторы обнаруживаются вокруг разъема процессора.
Какие симптомы бывают при выходе из строя конденсаторов?
Компьютер может повисать без причины и в произвольный момент, иногда компьютер включается не сразу, а после нескольких нажатий на reset, или вообще не включается. Процессор не разгоняется до таких частот, которые он брал прежде, также возможны помехи на экране. Всё это или каждый фактор в отдельности может указывать на износ конденсаторов.
Из визуальных признаков:
- Выпуклое резиновое дно или верхний торец конденсатора.
- Разорванный верх конденсатора с заметным снаружи коричневым веществом.
- Одинаковые конденсаторы могут стать разной высоты. Это - как следствие вздутия.
На верхнем торце конденсаторов имеются углубления - несквозные прорези. В случае повышенного давления конденсатор безопасно разрывается именно по ним, без лишнего шума. На советских конденсаторах такого не было. И советские конденсаторы стреляли как петарды. Алюминиевый цилиндр, в сопровождении звука ничуть не тише петарды, может вылетать делая несколько рикошетов от потолка и стены, прежде чем успокоилтья навеки. На месте конденсатора остаются только ноги и ленты. Хорошо что на материнках не советские конденсаторы :)
Не всегда неисправный конденсатор можно определить по внешнему виду. Он может выглядеть вполне прилично, но потерять ёмкость. Определить это возможно только специальными приборами. Мультиметры, умеющие измерять ёмкость обыкновенно, ограничиваются пределом в 20мкф. Если есть сомнения в качестве конденсатора - лучше его поменять со всеми, не дожидаясь когда он лопнет.
Вообще менять желательно все конденсаторы которые попадутся вам под руку, но я ограничился этими шестью.
Вторым делом надо определить маркировку конденсаторов. На материнке стояло 6 штук с маркировкой TEAPO 6.3 V, 3300uF. На рынке они стоят по 3-4 грн за штуку. Теперь я понимаю, почему многие на форумах покупают сгоревшие материнки. Гораздо выгоднее покупать такие материнки и выпаивать с них всё что может потом пригодиться. Если кто-то будет продавать, обязательно куплю себе пару сгоревших материнок гривен по 15-20 ;)
Совет 1:
Важно соблюдать полярность конденсатора.
Не обязательно брать конденсатор один к одному, можно брать большей емкости и большего напряжения, главное требования к кондерам материнки они должны быть высокочастотными ( можна у продавцов спрашивать конденсаторы для материнок). Ни в коем случае не рекомендуется брать конденсаторы с рабочим напряжением ниже чем у тех которые стояли у вас! Т.е. если стоят на 6,3В, можно ставить на 10В, на 6,3, но ни в коем случае не на 4,3 вольта к примеру!
Конды лучше выбирать с низким ESR — 105 градусные( лучше корейские CapXon, есть комповая серия чёрно - золотые ультра низкий ESR 105 градусов) — я именно такие и взял. (Впрочем других на центральном рынке и не было :) )
Также нам понадобятся:
— паяльник (лучше точечный, в виде "пистолета", ватт эдак на 40, чтобы сильно не перегревать дорожки, но в тоже время иметь возможность достаточно быстро прогреть и выпаять ножки)
— припой олово канифоль
— спирт (для зачистки контактов от остатка флюса, а также для храбрости. Для второго случая понадобятся ещё огурцы солёные 1 шт и стопка, квашенная капуста или, на худой конец, кола.)
— кусачки или бокорезы жены (если не жалко) — чтобы откусить лишнее от кондеров, а также пинцет, чтобы вытягивать кондёры за ноги.
— бутылка Staropramen (а лучше две)
— сухарики Клинские, со вкусом копчёной колбаски. Можно ещё с сёмгой или шашлыком.
— иголка от шприца или деревянная зубочистка — для проделывания отверстий для ножек новых кондеров в материнке.
— хотябы пол-дня свободного времени.
Самое сложное — демонтаж старых испорченных кондёров.
Сначала я пытался прогревать ножки и тянуть кондёр. Но пока я нагревал одну ногу, вторая остывала, и он совсем не хотел выниматься. Убил я больше часа на это дело. (Именно для этого вам понадобится пиво и спирт!) Затем я придумал решение:
Проверните плоскогубцами испорченный конденсатор примерно на 90-180 градусов. Одна нога у него отломается. Затем держите кондёр плоскогубцами и прогревайте оставшуюся ногу паяльником с обратной стороны материнской платы. И одновременно прикладывайте небольшое усилие плоскогубцами, чтобы вытянуть кондёр. После того как вытянули, у вас останется ещё одна нога. Берём её пинцетом и тянем, прогревая с обратной стороны.
Так процесс пошел быстро и уже спустя 5 минут я извлёк 5 конденсаторов. Один оставил на всякий случай, чтобы по нему ориентироваться :)
Теперь берёмся за иголку или зубочистку. Приставляем её с той стороны где стояли кондёры в одно из отверстий. (Отверстие остаётся запаянным, а чтобы нам вставить новый кондёр, нам надо его прочистить). Греем паяльником это же отверстие с обратной стороны и прилагаем небольшое усилие чтобы игла (зубочистка) показалась со стороны паяльника.
Когда 2 отверстия готовы, можем вставлять новый кондёр. Рекомендую его ноги зачистить спиртом (если он у вас ещё остался) и пролудить. Продеваем ноги, лишнее откусываем, оставшееся - припаиваем.
И так с каждым кондёром. Не забываем про полярность. И стараемся припаивать кондёры на одинаковом уровне, одинаковой высоты — для эстетики.
На этом наш ремонт окончен. Осталось собрать всё и подключить. Проверяем — Работает. Прогонял игрушки, тесты - никаких проблем.
Правда я вспомнил, что заработало оно на другом блоке питания — на том, на котором изначально стартовало но висло на POST. Вставил родной блок питания - Codegen 300w - не включается. Значит из-за перепада напряжения родному блоку питания тоже досталось. Ну чтож, дешевый блок питания стоит гораздо дешевле материнки, а ковыряться в нём у меня уже не осталось ни сил ни опыта :) Куплю б/у блок питания гривень за 60.
C вами был Владимир Кондратюк.
Желаю удачных ремонтов, а лучше вообще чтобы у вас ничего не ломалось!
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.
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.
Эффективный метод диагностики
Как метод диагностики, прогрев — это хороший вариант. С помощью прогрева можно временно восстановить контакт и понять, в чем дело. Но даже если вы используете качественный флюс, прогрев микросхемы не решит основную проблему — плохой контакт микросхемы в платой. Тем более, прогрев не удаляет окислы, а даже увеличивает их.
Недобросовестное использование
Поэтому, после прогрева платы многие недобросовестные сервисные центры дают гарантию по несколько месяцев и берут за прогрев платы как за стоимость нового чипа. А после этого устройство снова ломается. Хотя при качественной замене микросхемы или замены платы, устройство проработает еще не один год
Почему это не ремонт
Шары припоя на микросхеме могут быть сильно окислены или даже оторваны от платы. Даже самый качественный флюс не сможет полностью удалить окислы без смешивания припоя паяльником. А если контакт оторван от платы, то прогрев и вовсе бесполезен.
Да, вы можете восстановить прогревом микроскопические контакты, но даже если будет небольшой удар или вибрация на плате, контакт снова нарушится. И еще одной проблемой окисленных контактов является повышенное сопротивление, из-за которого наступает перегрев микросхемы.
А оторванные контакты можно восстановить только после снятия чипа с платы.
Еще одна главная проблема есть у микросхем с подложками. Сама BGA микросхема небольшого размера присоединяется маленькими шариками, которые держатся на большой подложке.
А сама подложка припаивается к плате шариками большего диаметра. И даже если вы перекатаете (сделаете реболинг микросхемы) микросхему, то и это не решит проблему.
Вся неисправность и плохой контакт может быть в этой маленькой микросхеме, а не подложке. А прогреть эту микросхему невозможно качественно и надежно.
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.
Как нельзя греть плату
Из частых ошибок — это высокие температуры и неправильный выбор флюса. Никогда не ставьте температуру фена выше 400 °C. Это критически высокие температуры. Из-за них плата начнет чернеть и трескаться.
Не перегревайте феном плату. Если нужно прогреть мост на материнской плате — используйте и нижний подогрев. Мощности обычного паяльного фена будет недостаточно. не путайте понятие мощности и температуры. Мощность — это и площадь нагрева.
Также не стоит использовать флюсы на основе канифоли. Они совершенно не подходят для такой операции. И ЛТИ-120 тоже не хороший вариант.
Во-первых, канифоль оставляет следы, которые сложно будет удалить. Во-вторых, в составе жидкой канифоли есть спирт. Он не исправится под микросхемой полностью. И из-за него могут появиться новые окислы.
Еще один критический недостаток низкокачественных флюсов — закипание и дым при нагреве. Из-за того, что флюс начнет кипеть, он может подкинуть микросхему и шары слипнуться.
Так что для BGA пайки и прогрева, нужны качественные пастообразные флюсы. Можно использовать и бюджетный RMA223.
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.
- Перед снятием по краю корпуса микросхемы на плате нанесите риски, определяющие ее положение. Например, иголочкой аккуратно оставьте царапины. Достаточно отметить 2-е перпендикулярные стороны.
- Установите на паяльной станции температуру нагрева. Она должна быть 345–350 градусов. Скорость потока воздуха желательно выбрать наименьшую.
- Нанесите флюс на паяльный шов.
- 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.
- Греть нужно не только по центру компонента, а еще и по периметру микросхемы. Пройдитесь феном по всей длине паяльного шва.
- 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.
- Расплавьте припой на месте контакта.
- Если есть шприц, удалите с его помощью лишний металл.
- 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.
- Нанесите небольшое количество флюса.
- 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.
- 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.
- 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.
- Дождитесь полного остывания припоя. Место пайки желательно протереть спиртом.
После этого остается только проверить плату на работоспособность.
Читайте также:
- Процессор это устройство для вывода
- Freebsd что грузит процессор
- Как показать на экране тип микропроцессора объем озу объем жесткого диска
- Каждый файл записанный на диске имеет обозначение состоящее из двух частей имени и расширения
- Модель телефона bv1000 при передаче на него музыкального файла пишет диска нет