Как безопасно выпаять транзистор, микросхему, диод из платы

Что для этого понадобиться?

Существует множество приспособлений для выпаивания деталей. Конечно же, не обойтись радиолюбителю без паяльника, который и будет основным помощником в этом деле. Однако помимо паяльника, для того, чтобы выпаять элемент, вам понадобятся:

1. Пинцет. Для извлечения разогретых радиодеталей. Вместо пинцета можно взять зажим типа крокодил (показан на фото ниже). Преимущество зажима в том, что он надежно захватит деталь и к тому же станет хорошим теплоотводом.
2. Полые иглы для демонтажа. Приобрести их будет не проблема, стоимость небольшая. С помощью игл можно выпаять радиодеталь быстро и аккуратно, о чем мы расскажем ниже.
3. Демонтажная оплетка. Служит так называемой губкой, которая впитывает расплавленный припой в себя, очищая этим самым плату.
4. Оловоотсос. Название говорит само за себя. Незаменимая вещь для частого выпаивания радиодеталей из плат в домашних условиях.

Также нужно подготовить рабочее место. Оно должно быть с хорошим освещением. Лучше всего, если лампа находится над рабочим местом, чтобы свет падал вертикально, не создавая теней.

Тонкости хорошей пайки

Чтобы припаять деталь к плате, нужно:

1) Нанести флюс на поверхность 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

Основные критерии:

• 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.

Что такое материнская плата компьютера

Материнская плата – это основная системная плата любого современного компьютера или ноутбука. Именно она обеспечивает взаимодействие и слаженную работу всех составляющих системы. На плате расположены микросхемы, контроллеры, конденсаторы, резисторы, порты, слоты и другие компоненты. Большое количество элементов делает материнскую плату сложной и уязвимой к возникновению неисправностей. Их причинами могут быть как физическое старение, так и перегревание элементов платы или скачки напряжения в сети.

Часто причиной выхода из строя материнской платы может быть неисправный конденсатор. Как правило, его можно визуально определить – у него вздутый верх или низ, а также имеются следы потекшего электролита. Любой сложный ремонт практически невозможно провести в домашних условиях, а замену конденсатора – вполне реально сделать самостоятельно. Достаточно владеть минимальными навыками пайки и соответствующим набором инструментов.

Допустим, мы провели осмотр материнской платы, убедились, что механических повреждений платы нет. Нашли вздутый конденсатор. Вероятно, он и является причиной поломки. Его необходимо заменить – старый конденсатор отпаять, а на его место установить новый, такой же емкости.

Что такое пайка

С точки зрения технологии, спаиванием называют операцию неразъемного соединения деталей из различных материалов, выполняемую с помощью легкоплавкого металла или сплава. Припой в расплавленном виде вводится между двух остающихся в твердом фазовом состоянии изделий, затекает в их мельчайшие поры и, застывая, прочно соединяет их.

Люди начали паять паяльником, нагревая его на открытом огне. Такая работа требовала большого навыка и даже определенного мастерства, чтобы научиться паять, у ученика уходили годы. В начале XX века появились электрические паяльники, поддерживающие постоянную температуру жала, и с тех пор освоить основы пайки по плечу любому за несколько часов. Пайка паяльником утратила тайны ремесла и превратилась в обычный навык домашнего мастера. Тем не менее, электропаяльник паяет не сам, и необходимо соблюдать определенные правила пайки.

 Демонтаж микросхемы паяльником

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

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

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

Ошибки и основные принцип пайки

Некоторые умельцы утверждают, что паять такие элементы своими руками очень сложно и довольно неудобно. На самом деле, аналогичные работы с ТН-компонентами проводить намного труднее. И вообще эти два вида деталей применяются в различных областях электроники. Однако многие совершают определенные ошибки при пайке SMD-компонентов в домашних условиях.

SMD-компоненты

Главной проблемой, с которой сталкиваются любители, является выбор тонкого жала на паяльник. Это связано с существованием мнения о том, что при паянии обычным паяльником можно заляпать оловом ножки SMD-контактов. В итоге процесс паяния проходит долго и мучительно. Такое суждение нельзя считать верным, так как в этих процессах существенную роль играет капиллярный эффект, поверхностное натяжение, а также сила смачивания. Игнорирование этих дополнительных хитростей усложняет выполнение работы своими руками.

Пайка SMD-компонентов

Чтобы правильно паять SMD-компоненты, необходимо придерживаться определенных действий. Для начала прикладывают жало паяльника к ножкам взятого элемента. Вследствие этого начинает расти температура и плавиться олово, которое в итоге полностью обтекает ножку данного компонента. Этот процесс называется силой смачивания. В это же мгновение происходит затекание олова под ножку, что объясняется капиллярным эффектом. Вместе со смачиванием ножки происходит аналогичное действие на самой плате. В итоге получается равномерно залитая связка платы с ножками.

Контакта припоя с соседними ножками не происходит из-за того, что начинает действовать сила натяжения, формирующая отдельные капли олова. Очевидно, что описанные процессы протекают сами по себе, лишь с небольшим участием паяльщика, который только разогревает паяльником ножки детали. При работе с очень маленькими элементами возможно их прилипание к жалу паяльника. Чтобы этого не произошло, обе стороны припаивают по отдельности.

Оплетка для выпайки деталей

Многие профессионалы, а так же радиолюбители не понаслышке знают о достоинствах такого вспомогательного «инструмента», как оплетка для выпайки. Правильное ее применение в работе, позволяет быстро и качественно избавляться от олова на контактах, без их повреждения.

Оплетку можно:

• Приобрести в магазине. Насчитывается огромное количество видов;
• Изготовить самостоятельно из подручных материалов.

Выпаивание деталей при помощи оплетки происходит следующим образом. Нагревается до нужной температуры паяльник. К нужному контакту прикладывается оплетка и производится нагрев контакта паяльником. Затем небольшими круговыми движениями убирается олово с контакта.

Оплетка хорошего качества, всегда пропитывается канифолью на заводе изготовителе. При покупке проверяйте это важное условие.

Покупка оплетки не составит огромного труда. Но из – за ее немалой стоимости и высокого расхода при работе, отличным решением будет, изготовить ее своими руками. Для этого понадобится коаксиальный (радиочастотный) кабель или старые многожильные провода небольшого сечения.

Для изготовления оплетки из кабеля, понадобится небольшой его отрезок. Удаляется верхняя изоляция. Затем снимается медная оплетка кабеля (берите небольшие отрезки, это обеспечить удобное снятие оплетки). Снятую оплетку необходимо сплющить и пропитать спирто – канифольным флюсом.

Что бы сделать оплетку из проводов, понадобиться несколько мелких проводов (подойдут от наушников). Снимается изоляция, несколько проводков скручиваются вместе. Далее их нужно расплющить при помощи молотка. Осталось пропитать флюсом.

Подготовка паяльника к работе

При первом включении нового электропаяльника с его поверхности идет дымок, и появляется характерный запах. Это сгорает тонкий слой смазки, нанесенный на кожух электронагревателя на производстве. Когда смазка выгорит, нужно выключить устройство и дождаться его остывания.

Подбор инструментов

Чтобы качественно выполнить поставленную задачу, в первую очередь нужно правильно подобрать инструмент. Для выпаивания конденсатора из платы мы можем использовать:

• Демонтажный паяльник;
• Паяльник без регулировки температуры;
• Паяльную станцию.

Еще нам обязательно понадобится несколько вспомогательных инструментов и расходные материалы, но об этом немного позже.

Название «демонтажный паяльник», или «демонтажный пистолет», как принято его называть, говорит само о себе. Этот инструмент предназначен именно для демонтажа, для выпайки деталей из платы. Японский Goot TP-100 справится с этой задачей за считанные секунды.

С таким оборудованием задачу можно решить максимально быстро и качественно. Но, согласитесь, не у каждого под рукой может быть такой инструмент. Затраты на приобретение демонтажного пистолета оправдывают себя, когда он постоянно в работе. Позволить себе такой инструмент может крупный сервисный центр или компания, которая занимается массовым производством. Поэтому, мы будем пользоваться более доступным набором инструментов.

В принципе, выпаять конденсаторы с материнской платы можно обычным паяльником без регулировки температуры. Не стоит выбирать паяльник мощностью менее 40 Вт – жало может не успевать разогревать припой, остывать в припое, а паяльник мощностью более 80-100 Вт – может перегреть и повредить плату, дорожки и компоненты на ней.

Инструмент, который мы выбрали для работы, есть в каждой мастерской по ремонту электроники – термовоздушная паяльная станция. В нашем распоряжении имеется станция АССТА 401.

Accta 401 – станция с паяльником для бессвинцовой пайки мощностью 70 Вт. Мощности паяльника будет достаточно как для работы с обычным, так и бессвинцовым припоем. Забегая вперед, скажу, что большая мощность будет только положительно влиять на процесс выпайки. Почему? Как только жало прикасается к выводу с припоем, начинается передача тепла от жала к припою и выводам конденсатора. Паяльник, имеющий большую мощность, может быстро разогреться и быстро достичь необходимую температуру, а также расплавить припой.

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.

С применением бритвенного лезвия

Основной проблемой выпаивания микросхем является наличие у них нескольких ножек, из-за чего при разогреве одной из них остальные успевают остыть. Справиться с этим неудобством можно путём использования теплопроводящего приспособления, контактирующего сразу с несколькими ножками.

В этом случае тепловая мощность жала распределяется между ними равномерно и обеспечивает расплав припоя сразу в нескольких контактных зонах. В качестве такого приспособления может быть использовано простое бритвенное лезвие, для прогрева которого потребуется паяльник подходящей мощности или термофен.

При нагревании стального лезвия рекомендуется слегка раскачивать микросхему с выпаиваемой стороны, после чего можно будет с усилием выдернуть её из платы. Подобным же образом освобождается от припоя и второй ряд ножек.

Конструкция плат

Печатные платы отличаются количеством печатных слоев и способом установки радиодеталей:

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

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

Подготовка к пайке

Перед тем, как начать паяльные работы, следует подготовить спаиваемые поверхности. С кабелей удаляют изоляцию, с контактных площадок — загрязнения и лаковое покрытие, если оно имеется.

Далее нужно правильно удалить окисную пленку с поверхности металла. Для этого пользуются следующими способами:

• Механический — зачистка «бархатным» надфилем или мелкозернистой наждачной бумагой.
• Химический — обработка лака слабым раствором кислоты.
• Комбинированный.

Если требуется паять паяльником приводок или вывод электронного компонента к площадке на печатной плате, очистку проводят крайне осторожно, чтобы не повредить соседние участки. Правильно паять — это значит, прежде всего, тщательно готовиться к операции.

Устройство термофена

Изготавливаемый самостоятельно фен для пайки микросхем в общем случае собирается из следующих доступных компонентов:

• вентилятор подходящего типа, играющий роль формирователя воздушного потока;
• электронагреватель, предназначенный для термического нагрева фена;
• корпус с воздуховодом и специальные насадки, обеспечивающие формирование нагретой струи с заданными параметрами;
• два блока, предназначенные для раздельного питания вентилятора и элементов нагревателя.

Мощности самодельного фена для пайки должно быть достаточно для получения струи воздуха, нагретой примерно до 600-800 градусов (при таких нагревах можно работать с любыми типами припоев). При этом мощность встроенного электронагревательного элемента не может быть менее 2,5 киловатт.

Использование сплава «Розе»

Выпаять и снять микросхему из платы можно и с помощью специальных составов, называемых сплавами «Розе» или «Вуда». Отличительной их особенностью является пониженная температура плавления (не более 100 градусов).

Перед тем, как распаять микросхемы по этому методу несколько гранул выбранного состава насыпается непосредственно на их контакты. После этого с помощью хорошо прогретого паяльника делается ванна из припоя, равномерно растекающаяся по всем ножкам.

Благодаря воздействию гранул общая температура плавления в ванне из расплава также понизится, что приведёт к равномерному растеканию жидкого припоя по всей плоскости контактных площадок. В таком разогретом состоянии нужно попытаться вытащить микросхему из гнезда, ухватившись за неё пинцетом.

Анализируя способы демонтажа микросхем, можно отметить, что все они могут быть реализованы в домашних условиях (смотрите видео). Для этого потребуется лишь соответствующая подготовка, заключающаяся в изготовлении своими руками необходимого инструмента и приобретении нужных составов.

>Как выпаять микросхему?

Частые ошибки при пайке

Неопытные мастера часто допускают следующие ошибки:

• установка коннектора на токоведущие контакты. Это приведёт к плохому соединению;
• работа паяльником, разогретым до 300 °C и выше. Это спровоцирует сжигание токоведущих нитей;
• использование агрессивного раствора приведёт к разъеданию контактов;
• несоблюдение полярности при установке диода на плату.

Чтобы новый диод работал долго и не перегорел, перед установкой на плату с неё следует удалить остатки припоя. Для этого рекомендуется использовать проволочную оплётку от экранированного провода. Допущенные в процессе работы ошибки могут спровоцировать мгновенное перегорание или взрыв лампы при включении.

Оловоотсос для выпаивания радиодеталей

Пользуются оловоотсосом так: взводят пружину, подносят наконечник к прогреваемому паяльником контакту и нажатием кнопки спуска пружины, за счет создавшегося вакуума втягивают расплавленный припой внутрь оловоотсоса. Я пользуюсь таким как на фото, если оловоотсос перестает втягивать припой, нужно разобрать и почистить резиновое кольцо на поршне. Эти способы (оплеткой и оловоотсосом) имеют преимущества перед прогреванием места пайки паяльным феном в том, например при выпайке пластмассовых разъемов для дальнейшего использования нет риска, что они поплавятся. Также игла от шприца годится для устранения замыканий между “слипшимися” соседними ножками микросхем. В таком случае прогреваем место пайки паяльником и проводим иглой между ножками микросхемы с целью разъединить их, чтоб между ними не было контакта. Обзор подготовил AKV.

Выпаивание микросхем с платы – задача нетривиальная, вне зависимости от типа контроллера. Отпаиваешь одну ножку, но пока занимаешься другой, она застывает. Можно отгибать ножки после отпаивания, но снова встает проблема отлома контактов. Возникает вопрос, как выпаять микросхему из платы паяльником? Ответ достаточно прост: использовать знания физики и подручные предметы. Существует ряд вариантов аккуратного снятия микрочипов с платы. Но сначала немного теории.

Как паять медью

Медь, никель или серебро, используют в качестве основы для специализированных припоев, которые не применяются в бытовой электронике. Медные припои имеют температуру плавления 800–900°C, поэтому работать с ними в относительно нежных печатных платах невозможно. С их помощью в электротехнике припаивают контактные площадки, основное применение — сборка медных труб. Состав выпускается в виде проволоки.

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.

С помощью паяльного фена не получится адекватно выпаять массивные детали, компьютерные BGA микросхемы (мосты, CPU, GPU). Фен не сможет прогреть такие площади.

Это все равно что вскипятить стакан воды с помощью одной спички. Повышать температуру тоже не вариант, это уничтожит как саму деталь, так и плату.

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).

Как научиться паять паяльником

В качестве учебного задания прекрасно подойдет тренировка на обрезках проводов. Начать лучше с одножильных. Просто возьмите два проводка, и попробуйте их спаять. Когда удастся правильно спаять одножильные проводки (они перестанут отваливаться друг от друга), можно перейти на многожильные.

Признаки того, что вы научились паять правильно и у вас получилась качественное соединение:

• Поверхность затвердевшего припоя серебристая, с отблеском.
• Нет капель и потеков.
• Соединение прочное (не рвется руками).
• Изоляция не оплавлена.

Далее можно продолжать  тренироваться на многожильных кабелях, а потом — на жилах большого сечения.

Назначение и классификация проводов

Провод – это изделие электротехники, которое состоит из 2 или более металлических проволок, покрытых обмоткой из какой-либо неметаллической ткани. Служит для связи источника тока с потребителем.

Провод состоит из 2 частей. Первая это жила – часть, проводящая ток. Вторая часть – это изоляция, то есть то, что ограждает жилу от внешних раздражителей. В качестве жилы обычно используется проволоки из меди и алюминия, изоляция делается из бумаги, резины, лакового покрытия.

Есть определенная классификация проводов:

• обмоточные;
• медные;
• провода высокого сопротивления;
• монтажные соединительные;
• выводные;
• провода для подвижного состава;
• изолированные для воздушных линий;
• неизолированные;
• провода для геофизических работ;
• термостойкие;
• термоэлектродные;
• прогревочные;
• автомобильные;
• авиационные;
• установочные;
• провода связи;

SMD контролёры

Поверхностное крепление корпуса более легко поддаётся демонтажу. В этом случае можно использовать широкое жало паяльника и медный провод с флюсом и отпаивать сразу несколько контактов одновременно. Но есть и более интересные методы распайки:

1. Использование металлической полосы или половинки бритвенного лезвия для распределения тепла паяльника на один ряд ножек микросхемы. В этом случае на ряд контактов с одной стороны устанавливается стальная полоска и прогревается жалом до плавки припоя, после чего эта сторона чуть приподнимается над платой. Затем таким же образом плавится припой с другой стороны чипа;
2. Использование длинного отрезка медной оплётки с нанесённым на неё флюсом. Отрезок укладывается на ножки микросхемы с одной стороны и прогревается паяльником; вытягивая на оплётку припоя, деталь приподнимаем пинцетом. Затем таким же образом убираем припой с другой стороны контроллера;
3. Технически интересным вариантом является использование сплавов Розе или Вуда. Капли этого припоя наносятся на контакты и прогреваются, этим снижается температура плавления припоя. Далее припой постепенно прогревается, и микросхема демонтируется;
4. Использование фена или паяльной лампы. Для использования этого инструмента на места пайки наносится флюс. После чего поверхность и деталь прогреваются, и пинцетом микросхема снимается с монтажных пятачков.

Нужно отметить, что каждый вариант демонтажа используется в конкретных условиях, главная задача в этом случае – подобрать наиболее оптимальный с точки зрения безопасности вариант и при его использовании не повредить саму деталь или дорожки платы.

Важно! При демонтаже микросхемы важно помнить, что любые детали или узлы на плате имеют свой температурный минимум, его превышение приведёт к выводу микросхемы из строя.

Использование подручных средств и паяльника при монтаже или демонтаже микроконтроллеров вполне оправдано, но требует как минимум наличия навыков работы с паяльником. При их отсутствии стоит предварительно потренироваться на ненужных деталях. Этот процесс позволит приобрести нужный опыт, как отпаять микрочип без повреждений, кроме того выбрать наиболее оптимальный вариант работы с конкретной платой и типом корпуса микросхемы.

Практические советы в нестандартных ситуациях

• Установка и демонтаж элементов с двумя ножками выполнить несложно. А как выпаять микросхему из платы паяльником, ведь надо одновременно греть несколько ножек? Используйте теплопроводный предмет большой площади. Например, медную оплетку.

  

• Если после удаления деталей из платы, отверстие оказалось закрыто припоем, используйте зубочистку.
• Для фиксации элементов перед пайкой можно использовать зажим «третья рука».

  

Полезные видео

Post Views: 10 229

Микросхемы выпайка

По техническим условиям производителей, микросхемы после выпайки из платы не подлежат дальнейшему использованию — слишком высок риск перегрева. Однако народные умельцы ухитряются выпаивать микросхемы, прикладывая проволоку из нихрома к выпаиваемым ножкам для обеспечения теплоотвода. Но вероятность необратимого повреждения микросхемы все равно остается весьма высокой.

Заземление паяльника

Для работы с  высокочувствительными электронными компонентами, которые могут быть выведены из строя зарядом статического электричества, следует использовать низковольтные электропаяльники. Их заземляют по специальной схеме, с применением понижающего трансформатора. Использование импульсных приборов недопустимо.

Кроме того, мастер должен надеть на запястье заземляющий браслет, подключенный гибким кабелем к массе печатной платы.