Выпайка микросхем в домашних условиях

Как выпаять микросхему?

Приспособления для удаления припоя

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

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

Медная оплётка.

Первый и довольно распространённый способ – это использование медной оплётки. Медная оплётка представляет собой множество переплетённых между собой тонких медных жил. Как правило, продаётся в катушках по 1,5 метра длиной и шириной в несколько миллиметров (1,5. 3,5мм).

Как пользоваться медной оплёткой?

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Десольдер (Оловоотсос).

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

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

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

Как пользоваться оловоотсосом?

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

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

Пользоваться десольдером достаточно удобно, но есть и некоторые минусы.

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

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

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

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

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

Использование сплава Розе.

Кроме перечисленных приспособлений и материалов хочу посоветовать ещё один. Это – сплав Розе. Отличительным качеством этого сплава является его низкая температура плавления (около 95. 100 0 С). Это делает его незаменимым помощником в деле выпайки миниатюрных компонентов. Кроме того, он может пригодиться и при их повторном монтаже. Например, в том случае, когда перегрев компонента нежелателен.

Кроме сплава Розе есть ещё один низкотемпературный сплав, температура плавления которого ещё ниже, чем у Розе. Это сплав Вуда (65-72 0 С). Наверняка, вы захотите использовать его в своей практике. Но, хочу отметить, что сплав Вуда токсичен, так как содержит кадмий (около 10% сплава). Поэтому применять его в повседневной работе я настоятельно не рекомендую.

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

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

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

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

Способы демонтажа микросхемы с платы

Каждый, кто хотя бы раз пытался отпаять микросхему паяльником, наверняка испытывал при этом определённые затруднения. Это объясняются тем, что для распайки большого количества ножек необходимо либо прогревать их все одновременно, либо освобождать от припоя поочерёдно.

Только в этом случае удаётся сохранить контакты на плате в хорошем состоянии, что позволяет впоследствии впаивать новую микросхему. Если полной уверенности в неисправности дорогой детали нет – естественно желание сохранить её в рабочем состоянии, не перегревая при демонтаже.

Особенности демонтажа

Известно множество технических приёмов, позволяющих выпаивать микросхему паяльником, каждый из которых имеет свои достоинства и недостатки.

Извлечь электронные детали из плат без повреждений контактов можно следующими способами:

• за счёт прогрева мест спайки одним лишь паяльником (с добавлением флюса);
• посредством специального отсоса, удаляющего расплавленный припой с контактных площадок;
• применением металлической оплётки от коаксиального кабеля, прикладываемой к отпаиваемой ножке;
• с использованием теплопроводящих металлических пластин (лезвий) или медных насадок, имеющих прорези под контактные пятачки микросхем.

Первые три метода пригодны при наличии паяльника, мощность которого превышает 25 Ватт.

Вариант применения специальных насадок предполагает замену рабочего жала и годится лишь в сочетании с «мощными» паяльными станциями (более 40 Ватт), способными прогреть её вместе с впаянными в плату контактами.

К тому же этот способ выпаять деталь годится только для микросхем с подходящим под конфигурацию насадки расположением ножек. Большее распространение получил подход, когда в качестве нагревателя используется обычное бритвенное лезвие.

Одним паяльником

Отпаять детали с платы обычным паяльником можно, если захватывать припой смоченным во флюсе жалом. Суть этого известного метода заключается в том, что после удаления очередной порции расплавленного олова оно стряхивается или обтирается о влажную тряпку. При каждом подходе остриё наконечника заново смачивается кисточкой со свежим флюсом, после чего производится захват очередной порции расплава.

Перед смачиванием рекомендуется хорошо прогреть жало в обычной паяльной канифоли.

Для беспрепятственного удаления деталей с большим количеством контактов (исключая планарные микросхемы) такая операция должна повторяться несколько раз. При её выполнении нужно следить за тем, чтобы контактные пятачки не перегрелись и не оторвались впоследствии вместе с ножками.

После того, как основная масса припоя удалена с соединительных площадок – можно будет с небольшим усилием поддеть микросхему со стороны платы и отделить её, выпаяв полностью.

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.

Использование специальной оплётки

Удаление микросхем паяльником основано на способности его жала притягивать на себя припой. Объясняется это тем, что качественно залуженное и обработанное флюсом остриё отличается повышенной смачиваемостью (то есть при пайке хорошо захватывает припой).

Этот эффект удаётся усилить за счёт применения снятой с коаксиального кабеля оплётки. Её роль может выполнить экран от антенного провода, снятый с него и обильно смоченный флюсом.

Если прижать расплетённую «косичку» экрана к контактному пятачку, а потом «пройтись» по этому месту паяльником – можно наблюдать интересный эффект. Из-за пористости и высокой гигроскопичности оплёточной структуры она хорошо впитывает припой, постепенно освобождая корпус микросхемы с ножками.

Демонтаж посредством отсоса

В основе этого метода выпаивания микросхем и других мелких деталей лежит принцип отсоса жидкости за счёт создания разряжения в зоне контакта.

Разряжение, в свою очередь, можно создать с помощью следующих инструментов:

• специального устройства, работающего по принципу велосипедного насоса (его называют оловоотсосом);
• отсоса в виде клизмы, который может совмещаться с паяльником и использоваться одновременно с разогревом контактной площадки.

Отсасывающие конструкции могут иметь самые различные исполнения (в виде поршня со штоком, например), но суть их от этого не меняется. Они были и остаются наиболее эффективным средством удаления жидкого припоя.

Применение медицинских игл

За неимением специального отсоса начинающий мастер для того чтобы выпаять микросхему может воспользоваться медицинской иглой. Она должна быть достаточно тонкой для того, чтобы входить в освобождаемое отверстие. Одновременно с этим игла должна иметь толщину, позволяющую надевать её на выпаиваемую ножку.

Перед началом операций нужно надфилем спилить кончик так, чтобы из косого среза получился прямой, а затем немного развальцевать его.

Выпаять деталь с получившимся приспособлением совсем несложно. Для этого нужно сначала одеть до упора иглу на вывод микросхемы, а затем паяльником разогреть её вместе с контактом.

Пока припой находится в жидкой фазе, слегка проворачивая иглу, следует утопить её в монтажное отверстие (вращение желательно продолжать до момента схватывания расплава).

По завершении этой процедуры конец иглы вместе с ножкой окажется изолированным от платы. Подобным же образом поступают с остальными ножками, после чего микросхема отпаивается и достаётся без всякого труда.

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 радиодетали из плат?

Вышедшие со строя электрические приборы вовсе не обязательно сразу отправлять в утиль, ведь отдельные электронные компоненты с них могут запросто пригодиться для ремонта или конструирования различных самоделок.

Единственная проблема, с которой сталкиваются начинающие электрики — как выпаять радиодетали. Несмотря на кажущуюся простоту, этот процесс требует особого внимания и применения специальных приспособлений, значительно упрощающих выпаивание радиодеталей.

Инструменты, которые нам понадобятся

Многие инструменты могут уже быть в наличии радиолюбителей, занимающихся изготовлением самоделок. В противном случае их придется приобрести или сделать самостоятельно из подручных материалов.

Поэтому прежде чем выпаять радиодеталь обзаведитесь такими приспособлениями:

• Паяльник нужной мощности и конструкции для прогревания контактов радиодеталей. Можете взять готовый, а можно изготовить своими руками, процесс изготовления детально изложен в следующей статье: https://www.asutpp.ru/payalnik-svoimi-rukami.html
• Пинцет или зажим – применяются для манипуляций с радиодеталями. Позволяет придерживать элементы с помощью пинцета, фиксировать их положение и осуществлять дополнительный отвод тепла, когда вы пытаетесь их выпаять.
• Иглы трубчатой формы – продаются готовые, но если таковых нет под рукой, их можно заменить обычной медицинской иголкой от шприца, главное, чтобы внутренний диаметр надевался на ножку радиодетали. Кроме иголок можно использовать трубки или гильзы, с их помощью разогретые радиодетали отделяются от припоя.

Рис. 1. Набор иголок для пайки

• Демонтажная оплетка – также выступает вспомогательным средством, если вам нужно выпаять те элементы, которые имеют большое количество ножек на печатной плате. Можно как приобрести готовую, так и изготовить ее своими руками.

Рис. 2: демонтажная оплетка

• Оловоотсос – устройство для удаления припоя с места крепления, позволяет быстро выпаивать большое количество радиодеталей. Конструктивно включает в себя вакуумную колбу, обратную пружину и поршень, приводимый ею в движение. Помимо приобретения заводской модели, можно изготовить оловоотсос своими руками.

Рис. 3. Оловоотсос

Неискушенные электрики могут возразить, что такого количества инструментов для выпаивания радиодеталей будет слишком много. Ведь пайка выполняет при помощи обычного паяльника, но все вышеперечисленные приспособления помогут вам выпаять нужные элементы и быстро, и аккуратно. Это особенно актуально при больших объемах контактных ножек в плате. Теперь рассмотрим применение каждого из описанных выше инструментов на практике.

Методы демонтажа радиодеталей из плат

Демонтаж радиодеталей может производиться при помощи классического паяльника, когда вы прикладываете нагревательный элемент к выпаиваемой детали и поддеваете ее слесарным инструментом. Но эта методика не требует особых разъяснений, поэтому далее мы разберем более сложную работу и способы ее реализации в домашних условиях.

Феном

Паяльный фен представляет собой бесконтактный вариант паяльника, который не менее эффективно позволяет выпаять радиодетали. Преимущества такого метода вполне очевидны, к примеру, при демонтаже микросхемы вам нет необходимости выпаивать каждую ножку микросхемы. Достаточно нагреть потоком воздуха определенную область на печатной плате, и весь припой расплавится одновременно. Затем радиодеталь поддевается отверткой или вытягивается пинцетом.

Недостатком выпаивания с помощью фена является нагрев непосредственно самих деталей, что впоследствии может привести к выходу их со строя. Поэтому если вы решили выпаять микросхемы, конденсаторы или транзисторы за счет общего нагрева места их фиксации, обязательно после этого проверьте их работоспособность.

Чтобы выпаять радиодетали феном необходимо выполнить следующий порядок действий:

• Зафиксируйте плату в устойчивом положении, учтите, что с обратной стороны вам придется орудовать пинцетом или отверткой. Радиолюбители часто используют специальные подставки для фиксации печатной платы, поэтому если вы планируете часто заниматься пайкой, следует обзавестись таким приспособлением.

Рис. 4. Держатель для плат

• Запустите паяльный фен и разогрейте контакты выпаиваемой радиодетали. Не задерживайте поток воздуха в одной точке, особенно, если вы собрались выпаивать smd радиодетали. Постоянное перемещение нагревательного воздействия позволит избежать перегрева и выхода со строя smd компонентов. Если нужно, прогревайте участок по нескольку раз, чтобы появились признаки оплавления припоя.
• Когда олово станет пластичным, приподнимите smd микросхему и отделите ее от поверхности. Если вся деталь отделяется по частям, вытягивайте ее аккуратно, чтобы не переломить микросхему или не оторвать ножки.

С гильзой

Гильза представляет собой полую конструкцию из металла, в которую должна поместиться ножка радиодетали. Наиболее ярким представителем гильз являются насадки, крепящиеся к жалу паяльника или паяльные иголки.

Их использование актуально в тех случаях, когда вам нужно прогреть конкретный участок или воздействовать на определенную ножку. Они позволяют выпаять конденсаторы, прогревая вывод по всей окружности, из-за больших размеров, прогревать их напрямую довольно сложно. Технология пайки с помощью гильзы приведена на рисунке ниже:

Рис. 5. Технология выпаивания гильзой

Преимуществом данного метода является равномерное прогревание только оловянного слоя, вся радиодеталь не подвергается прямому воздействию паяльника. Гильза при этом выступает в роли термического распределителя относительно вывода.

Если у вас нет под рукой заводских насадок или набора иголок, их можно заменить медицинской иглой или металлической трубкой подходящего диаметра. Главное, чтобы ее можно было надеть на ножки транзистора или электрического конденсатора, который вы собираетесь выпаять.

Если вы собираетесь постоянно выпаивать элементы, будет целесообразно приобрести набор иголок, тем более что их стоимость не так уж и велика.

Процесс демонтажа радиодетали со старых плат с помощью иглы заключается в следующем:

• Наденьте иглу на ножку, размер отверстия подбирается таким образом, чтобы она легко надевалась, но не болталась, а свободно входила бы в отверстие на плате.
• Включите паяльник и разогретым жалом начните плавить припой.
• По мере размягчения начните проворачивать иглу, чтобы отделить вывод радиодетали от олова.
• Все ножки отделяются достаточно легко и остаются целыми, благодаря чему радиоэлемент останется пригодным к дальнейшей эксплуатации.

Единственное, что может препятствовать повторному использованию детали – это наличие свинцово-оловянной смеси на ножках, которая собирается полостью гильзы. Но ее довольно легко удалить разогретым паяльником.

С оловоотсосом

Данный метод позволяет выпаять радиодетали, втягивая разжиженный припой в отдельную емкость. Оловоотсос может представлять собой как шприц, так и резиновую грушу с носиком из негорючего термоустойчивого материала. Он продается в заводской комплектации, но при отсутствии такового можно сделать его самостоятельно из резиновой вакуумной груши или медицинского шприца, которые присоединяются к металлической трубке.

Он продается в заводской комплектации, но при отсутствии такового можно сделать его самостоятельно из резиновой вакуумной груши или медицинского шприца, которые присоединяются к металлической трубке.

Чтобы выпаять радиодетали оловоотсосом разогрейте место соединения паяльником, пока олово не перейдет в разжиженное состояние. Затем взведите приспособление и втяните припой из-под контакта вакуумным отсосом.

Рисунок 6: соберите оловоотсосом

При большом объеме выпаиваемых радиодеталей, трубку оловоотсоса необходимо периодически чистить. Этот метод позволяет оставить чистую плату, что весьма актуально в тех ситуациях, когда вы хотите заменить вышедшею со строя радиодеталь.

С помощью демонтажной оплетки

Демонтажная оплетка представляет собой медную проволоку маленького диаметра, собранную в плоский шлейф и пропитанную канифолью. При отсутствии заводской оплетки ее можно сделать из брони коаксиального кабеля или медного многожильного провода.

Процесс выпаивания радиодеталей заключается в следующем:

• Разогрейте паяльник до такой температуры, чтобы он легко расплавил нужный вам припой.
• Приложите к выводам радиодетали оплетку и начните разогревать ее паяльником.

Рис. 7. Разогрейте демонтажную оплетку

• Когда олово впитается в оплетку, удалите радиодеталь с помощью пинцета.

При больших объемах пайки демонтажная оплетка расходуется в довольно большом количестве.

Видео по теме

Как безопасно выпаять транзистор, микросхему, диод из платы

Занимаясь ремонтом бытовой техники домашний мастер довольно часто сталкивается с необходимостью замены электронных компонентов, расположенных на платах или смонтированных навесным методом.

Работать в этом случае необходимо аккуратно, иначе можно повредить полупроводниковый слой, пережечь дорожки или даже разрушить корпус.

Для того, чтобы выпаять транзистор, микросхему или диод необходимо знать и соблюдать определенные правила монтажа. Читайте их в этой статье.

Принципы безопасной работы с полупроводниковыми радиодеталями

Температурные условия

Все электронные приборы созданы для эксплуатации при нормальной температуре. Они не могут длительно выдерживать перегрев и плохо воспринимают импульсные температурные воздействия: выходит из строя полупроводниковый переход, нарушаются контакты, разгерметизируется корпус радиодетали.

Однако, основными способами их монтажа остаются сварка или пайка, обеспечивающие разогрев контактных площадок и соединение их при остывании.

Используемые марки легкоплавких припоев типа ПОС-60 или ПОС-40 начинают переходить в жидкое состояние при нагреве до 183 градусов, а при охлаждении на воздухе быстро остывают и создают надежный контакт.

Сохранность работоспособности транзистора, диода, микросхемы, конденсатора обеспечивается за счет короткого времени расплава и застывания припоя на ножке радиодетали.

Конструкция плат

Для обеспечения безопасной пайки следует представлять конструкцию платы, на которую крепится радиодеталь. На практике наибольшее распространение имеют модели с:

• одним;
• или двумя слоями токопроводящих дорожек из медной фольги, на которые наносится припой.

Они наклеены на диэлектрические пластины из стеклопластика или гетинакса.

Кроме этих моделей в специальных высокоточных электронных приборах работают многослойные платы со сложным устройством токопроводящих дорожек различной конструкции.

Монтаж деталей на них пайкой, используя припой, осуществляют роботы в заводских условиях.

Домашнему мастеру качественно выполнить подобную работу в быту довольно сложно.

Необходимый инструмент

Паяльник

Старые модели

Обеспечить нормальный прогрев контактных дорожек плат и выводов полупроводников позволяет правильно подобранный паяльник.

Универсальной конструкцией обладает старая модель ЭПСИ типа «Момент» с мощностью 65 ватт. Ее не сложно изготовить собственными руками.

Раньше широко использовались модели резистивного типа с нагревательным элементом из тонкой нихромовой проволоки.

Современные паяльники

Под конкретные условия пайки сейчас можно приобрести различные виды моделей, снабженные всевозможными функциями.

Например, для выпаивания микросхем, транзисторов и диодов специально создан паяльник с отсосом олова.

Он быстро разогревает слой застывшего припоя и легко удаляет его в жидком состоянии с контактной площадки.

Держатели радиодеталей

При нагреве ножки транзистора для залуживания и пайки всегда следует отводить тепло от корпуса и полупроводникового слоя каким-либо металлическим предметом.

С этой целью обычно применяют пинцет или зажим типа крокодил. Однако, удобнее всего работать медицинским инструментом с тонкими ножками, которым пользуются хирурги при проведении операций.

Фиксация электронных плат

Радиодетали и платы обычно имеют маленькие размеры, требуют надежной фиксации в пространстве. Паять их на весу опасно: небольшое неверное движение способно повредить всю конструкцию.

При работе с ними одна рука уже занята: в ней паяльник. А второй необходимо выполнять еще какие-то дополнительные действия. Выручают в этом случае заводские или самодельные тиски, держатели, струбцины. Ими необходимо обязательно пользоваться.

Иглы для пайки

Их в момент расплава припоя вставляют внутрь гильзы платы для отделения ножки радиодетали от контактной дорожки.

Домашнему мастеру можно купить готовый набор в магазине, например, через интернет в Китае или своем городе.

Для этих же целей хорошо подходят медицинские иглы от шприцов. Их наконечники требуется обточить до прямого угла.

Инструмент для удаления расплавленного олова

Существует несколько способов, позволяющих убрать жидкий припой из места расплава:

• стряхивание на пол, стол или другую поверхность;
• сметание кисточкой или щеткой;
• отсос;
• впитывание в специальную оплетку.

Первые два метода относятся к экстремальным, ими пользуются в крайних случаях. Для нормальной качественной работы подходят два последних способа.

Метод отсоса жидкого олова

Приспособленный для него инструмент называют оловоотсосом. Внешний вид и конструкция одной из многочисленных моделей показана на картинке.

Перед работой у него взводят пружину. Когда припой расплавлен до жидкого состояния, то наконечник устройства прикладывают к нему и нажатием кнопки заставляют усилием освобожденной пружины придать движение поршню для обеспечения разрежения, которое и втягивает жидкий металл в специальную полость.

Демонтажная оплетка

Она изготавливается плетением из мягкой медной проволоки. Работать с ней довольно просто: на расплавленный припой накладывают отрезок оплетки, а он быстро впитывает в себя жидкое олово.

Демонтажная оплетка продается в строительных магазинах. Альтернативой ей может служить экранирующая жила от старого коаксиального кабеля для телевизоров, выпускаемая еще в советские времена. Ее пропитывают флюсом их спирта и канифоли.

Как безопасно выпаять транзистор, микросхему, диод

Условия пайки

Создавая рабочее место следует обратить особое внимание на его освещение. Паять радиодеталь при полусумраке нельзя. Если же зрение не позволяет четко видеть все детали, то необходимо надевать корректирующие очки.

Электронная плата должна быть четко зафиксирована в пространстве, а телу обеспечено устойчивое положение. Лучше всего работать сидя или стоя на обоих ногах, уверенно удерживая паяльник. Ведь любое неверное движение нанесет невосполнимый вред.

Технология демонтажа радиодеталей

Наконечник паяльника следует точно устанавливать на слой припоя, расположенный в гнезде одной ножки транзистора и быстро расплавлять его.

Затем в это место вводят с обратной стороны иглу и отделяют олово от ножки. Если имеется демонтажная оплетка или оловоотсос, то пользуются ими.

Когда конструкция радиодетали позволяет использовать металлический зажим для отвода тепла от корпуса, то обязательно применяют его.

Если же место для установки наконечника паяльника сильно ограничено, то работают без использования теплосъема.

В этом случае особое внимание обращают на продолжительность пребывания радиодетали при повышенной температуре.

Особенности демонтажа микросхем

Расположение ножек микросхемы строго в ряд позволяет выполнять расплав припоя во всех гильзах контактных площадок платы с одной стороны корпуса. Это довольно рискованный метод, но в большинстве случаев при хороших навыках он заканчивается успехом.

Его применяют тогда, когда нет под рукой описанных выше инструментов для удаления расплавленного олова, а работу необходимо выполнить быстро.

Подобные операции хорошо обеспечивает трансформаторный паяльник с наконечником из медной проволоки, которую можно перегнуть по форме ножек микросхемы.

Под корпус микросхемы подкладывают шило или тонкое лезвие отвертки. Им действуют в качестве рычага, сдвигают, поэтапно вытаскивают сразу все ножки из гнезд в момент расплавления олова, но не раньше.

Не стоит пытаться полностью извлечь микросхему за один прием, ее достаточно немного выдвигать поэтапно с каждой стороны. При этом следят за температурой корпуса и дают возможность ему остывать.

Подобным методом мне удалось извлечь микросхему К554СА3 из старой платы для работы ее компаратором в самодельном сумеречном выключателе.

У старых платах часто ножки радиодеталей загибали с обратной стороны и пропаивали. Их сложнее демонтировать. Придется расплавлять олово на каждой ножке, надевать на загиб иглу и ей выравнивать контактную проволоку, чтобы она нормально вышла через отверстие гильзы.

Предлагаю ознакомится с видеороликом владельца Radioblogful “Как выпаять микросхему тремя разными способами”

Для решения возникающих вопросов используйте возможность комментирования статьи. Сейчас вы можете поделиться ею с друзьями через соц сети.

Как выпаять микросхему

Необходимость в демонтаже радиоэлементов возникает в нескольких случаях:

• Демонтаж неисправного элемента;
• Ошибочная установка радиодетали;
• Выпаивание из платы – донора ввиду отсутствия новой микросхемы.

Во всех этих случаях, кроме первого, основные условия – сохранение целостности и рабочего состояния выпаиваемой детали и целостность печатной платы.

Для выполнения этих работ требуется соблюдение аккуратности и несложных правил, которые были разработаны еще тогда, когда большая часть номенклатуры радиодеталей была в дефиците. Остро стоял вопрос, как выпаять дорогую микросхему из платы, не повредив ее.

Типы микросхем

Большое разнообразие корпусов микросхем привело к тому, что методика выпаивания стала различаться. Раньше наибольшее распространение имели микросхемы со штыревыми выводами для монтажа в отверстия печатной платы. В дальнейшем, с увеличением степени интеграции, широким распространением автоматизированных линий пайки, стали использоваться элементы для поверхностного монтажа с плоскими или шариковыми выводами.

Для ИМС (интегральных микросхем) с выводами для пайки в отверстия характерны корпуса типа DIP и SIP с двумя и одним рядом выводов, соответственно.

Поверхностный монтаж (SMD) допускает установку ИМС с выводами таких типов:

• Плоские выводы, выведенные наружу корпуса, – SOIC, SOP, QFP (квадратный корпус);
• Плоские ножки, загнутые вовнутрь, под корпус, – SOJ, PLCC, QFJ;
• Шариковые выводы – BGA.

Каждая из разновидностей имеет по несколько подвидов. Общее число типов корпусов исчисляется десятками.

Безопасная работа с полупроводниковыми радиодеталями

Перед тем, как отпаять деталь с платы паяльником, необходимо знать следующее. Полупроводниковые элементы крайне чувствительны к перегреву. Также дорожки на печатной плате при высокой температуре или превышении длительности пайки могут отслоиться от подложки или оборваться, что еще хуже.

Температурные условия

Температура жала паяльника должна составлять 200-250⁰С. При большей температуре могут произойти отслоение печатных дорожек и перегрев микросхемы. Такие же цели ставит время пайки одной ножки – не более 3-х секунд.

Обратите внимание! Некоторые сайты советуют для демонтажа ориентироваться не на температуру, а на мощность паяльника. Это неправильно. Температура у них одинакова, просто менее мощный может не справиться с плавлением припоя у вывода за счет интенсивного теплоотвода, а слишком мощным легко перегреть выводы и плату. Оптимальный вариант – паяльник мощностью 40 Вт.

Многие микросхемы чувствительны к статическому электричеству. Работать необходимо с надетым электростатическим браслетом и с заземленным инструментом.

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.

Методики демонтажа

Способ, как выпаивать микросхемы, зависит, в основном, от типа выводов, хотя есть и универсальные методы.

Демонтаж микросхемы паяльником

Это самый трудоемкий и ненадежный способ. Применяется только тогда, когда количество ножек микросхемы минимальное. Перед тем, как выпаивать микросхемы паяльником, кончик жала тщательно облуживают и очищают от остатков припоя, чтобы он остался только в виде тонкой пленки. Расплавленный припой, который окружает ножку ИМС, под действием силы натяжения переходит на жало. Повторяя процедуру несколько раз, полностью освобождают выводы.

Важно! Перед каждым касанием платы жало очищают от припоя. Время касания не должно быть более трех секунд. Если ножка освобождена не полностью, заняться ею можно только через некоторое время после остывания. В это время можно заниматься следующими выводами.

Демонтаж микросхемы с помощью бритвенного лезвия

При работе с планарными элементами на помощь придет обыкновенное бритвенное лезвие. Для удобства лезвие бритвы разламывают пополам вдоль. Прислонив лезвие вплотную к границе вывода и платы, прогревают привой до его расплавления. Просунув лезвие между ножкой и платой, разделяют их. Лезвие выполнено из нержавеющей стали, поэтому припой к нему не пристает.

Использование демонтажной оплетки

Специальная демонтажная оплетка работает благодаря капиллярному эффекту, втягивая в себя расплавленный материал. Можно с тем же эффектом использовать оплетку экранированного кабеля. Оплетка должна быть чистой, без следов окисления. Для того чтобы улучшить растекание расплава, оплетку смачивают жидким флюсом.

Демонтаж микросхем с помощью оловоотсоса

Оловоотсос представляет собой специальный поршень, который при движении втягивает в себя расплав, освобождая вывод. Данный метод пригоден для работы с DIP и SIP компонентами.

Использование медицинских иголок

Такой способ наилучшим образом показал себя при демонтаже ИМС, особенно для одностороннего печатного материала. Двухсторонний печатный монтаж также может использоваться для демонтажа иглы от шприцов. Выбирая иглу, нужно, чтобы ее внутренний диаметр позволял свободно входить ножке микросхемы, а наружный – проходить в отверстие печатной платы. Кончик иглы стачивают надфилем до получения ровной поверхности.

Иглу надевают на кончик ножки и прогревают вывод паяльником. После расплавления припоя иглу вводят в отверстие платы и плавно поворачивают вокруг оси до застывания олова. После этого снимают иглу с ножки, которая теперь полностью свободна. Материал иглы (нержавеющая сталь) не облуживается, поэтому вращение вокруг ножки необходимо только для того, чтобы легче было вынуть ее из отверстия.

Использование сплава розе

Используя сплав розе, можно выпаять одновременно все выводы ИМС, благодаря тому, что легкоплавкий сплав растекается между выводами и равномерно и одновременно передает всем им тепло от разогретого жала паяльника. После полного прогрева деталь аккуратно извлекают из платы при помощи пинцета.

Минус у данного метода один – после демонтажа остатки сплава розе собрать не получится, поскольку он будет засорен излишками олова и свинца, которые изменят его состав и температуру плавления.

Как выпаять микросхему из платы феном

При работе с SOJ, PLCC, QFJ и BGA корпусами необходима паяльная станция или фен с регулировкой температуры. При помощи станции прогревают целиком участок платы до освобождения микросхемы, а при помощи фена с насадкой поток горячего воздуха направляют на выводы ИМС до их освобождения.

Отпаивать радиоэлементы необходимо при температуре 250⁰С. Соседние элементы для исключения перегрева следует прикрыть алюминиевой фольгой.

Как выпаять конденсаторы из материнской платы

Чтобы выпаять конденсаторы или другие двухвыводные элементы, нет необходимости использовать специальный паяльный инструмент. В процессе демонтажа прогревают один из выводов конденсатора, одновременно наклоняя элемент с целью выхода ножки из отверстия. Далее повторяют то же самое со второй ножкой, наклоняя деталь в обратную сторону. Во избежание отрыва не надо сильно давить на конденсатор. Прогревая поочередно оба вывода, постепенно освобождают их.

Видео