При какой температуре выпаивать микросхемы феном

Что необходимо для работы

Паяльный фен, который еще называют термовоздушной паяльной станцией, представляет собой многокомпонентный инструмент с большим числом функций, для ремонта современных устройств. Он позволяет выполнять пайку компонентов СМД, конденсаторов, светодиодов и других деталей. То же касается и чипов BGA-типа, делающих монтаж более плотным. Сегодня почти каждая электронная начинка в современных устройствах изготовлена таким образом.

Чтобы паять смд-компоненты, необходимы такие материалы и приборы:

• собственно, сам фен;
• насадки к нему;
• флюс с паяльной пастой;
• оплетка из меди;
• какое-нибудь приспособление для поддевания деталей (пинцет, например);
• средне-мягкая щеточка;
• линза;
• паяльник с более тонким жалом по сравнению со стандартным;
• трафарет для «перекатки».

Грамотно работать паяльным феном – значит соблюдать осторожность, иметь ангельское терпение, и быть предельно аккуратным.

Требования к оборудованию для пайки

Для микросхем допустимым является температурный диапазон от 190 до 240 градусов. Если во время припаивания температура окажется выше, то вы рискуете перегреть микросхему, из-за чего она станет неработоспособной. В результате вы не только напрасно потратите время, но и лишитесь дорогостоящей детали.

Еще одна характеристика, которой должно обладать оборудование для пайки, — стабильная площадь и струя нагрева.

По сравнению с миниатюрной паяльной станцией фен способен поддерживать необходимую температуру нагрева в струе воздуха, которая остается таковой даже при небольших изменениях расстояния между прибором и печатной платой. При работе феном площадь нагрева остаётся стабильной. Она определяется прямотекущей струей воздуха. Но по краям струи температура нагрева оказывается ниже минимально допустимой, из-за чего она не только не может навредить деталям схемы, но и расплавить припой.

Паяльный фен, который создает нестабильную струю горячего воздуха, имеющую форму конуса, которая начинает при приближении расширяться и сужаться при удалении, позволит вам быстро и качественно выполнить работу. Часто мастера, решившие изготовить фен для пайки микросхем своими руками, не учитывают стабильность нагрева и равномерность потока воздуха, из-за чего им становится неудобно работать.

Еще одно требование — безопасность и удобство пользования.

Говоря о безопасности, имеется в виду, что вы не станете производить кардинальные изменения в конструкции имеющего электроприбора, нарушая заводскую схему проектирования узлов соединений, тем более если они имеют рабочее напряжение 220 В. Чтобы перестраховаться, вы можете подключать изготовленный своими руками прибор для пайки не напрямую, а через трансформатор, который можно сделать из блока питания компьютера. Тем самым вы обезопасите себя от серьёзных неприятностей.

Что же касается удобства в использовании, то здесь имеется в виду, что прибор должен быть послушным в ваших руках и не требовать больших усилий для выполнения тех или иных манипуляций. Фен должен иметь такое исполнение, чтобы ваша вторая рука оставалась свободной. Тогда с её помощью вы сможете держать пинцет или осуществлять другие необходимые действия.

Последовательность действий на примере смд-компонента

Допустим, на рабочей печатной поверхности ремонтируемого электронного блока находится сгоревшая смд-шка, нуждающаяся в демонтаже. Чтобы ее удалить и поставить новую, нужно выбрать для фена компактную насадку и подготовить флюс.

Температурный режим на паяльном фене устанавливают в пределах 345-350 градусов при помощи регулятора. Потом наносят флюс на подлежащую замене деталь, и приступают к медленному «прогреву».

Напор воздуха в процессе не должен быть чересчур сильным, в противном случае есть риск сдуть рядом стоящие элементы. Виновника поломки продолжают греть до начала плавления припоя, что сразу будет заметно.

На прогрев может уйти минуты три, и это нормально, спешка не нужна. При продолжительном «упорстве» припоя нужно добавить градусов 5.

После разжижения припоя осторожно демонтируют смд деталь. В процессе важно не ушатать компонентов-соседей, так как они наверняка потеряли устойчивость из-за расплавления удерживающего их припоя.

По завершению операции медной оплеткой нужно выполнить зачистку «пятачков» (контактных площадок), потом обеспечить мелкие бугорки на тех же местах паяльной пастой или припоем.

Исправный smd укладывают на старое место при минимальном количестве флюса. Греют деталь паяльным феном до кондиции, когда припой ярко заблестит, растекаясь по каждому из контактов.

Устройство фена

Паяльную станцию в виде фена принято использовать для того, чтобы расплавлять или размягчать пластмассовое изделие, тонкий металл или олово. Подавать воздух высокой температуры представляется возможным только после его проходе через сильно разогретую спираль. Для того чтобы создать паяльный фен самостоятельно, потребуется внимательно ознакомиться с его конструкцией.

Составляющие конструкции паяльного фена:

• нагреватель (специальный корпус-трубка);
• крыльчатый вентилятор либо насос, который подает поток воздуха;
• ручки, включателя, датчика температуры.

Иногда можно также использовать специальные насадки, позволяющие менять поток струи.

Схема управления

Рассмотрим принципиальную схему управления феном, которая питается от одного источника. Данный факт значительно упрощает эксплуатацию устройства.

Главным элементом данной схемы является стабилизатор параметрического типа, который собран на транзисторе VT1, стабилитронах D5, D6, D7 и сопротивлении R1. Данное устройство гарантирует стабильность напряжения паяльного фена, в то время когда напряжение источника может изменятся из-за регулировок воздушных потоков.

Для того чтобы изменить скорость вентилятора используется выключатель SA1, который имеет два положения – 8В и 12В.

Стабилитрон D8 и предохранитель FU1 осуществляют защиту от предельных напряжений. Когда напряжение поднимается до 15 Вольт, диод открывается и предохранитель перегорает.

Разберемся, почему в данной конструкции лучше всего использовать именно параметрический стабилизатор. При использовании переменного тока, пики напряжения способны достигать предельных значений. Это выведет из строя микросхему. Пример привести довольно просто. При напряжении в 30 Вольт (переменный ток) пик составит:

Окончательная сборка

Сборка самодельной паяльной станции осуществляется в несколько этапов. Вначале собирают нагревательный элемент. Он состоит из 5 спиралей и керамической изоляционной трубки. Керамическую трубку можно заимствовать из телевизора (линия задержки содержит как раз то, что нужно).

Затем наматывают спираль нагревательного элемента. Производить намотку будущей спирали лучше всего при помощи дрели.

Одной из самых сложных деталей конструкции является корпус нагревателя. Его принято собирать из стакана, трубы и шайбы.

Удивительно, но стакан с внешним диаметров 1,65 см. идеально подошел от старой литий-ионной батареи. Именно в такие корпусы заключают химическую начинку. Перед тем как разбирать батарею ноутбука, ее следует полностью разрядить. Для этого используют низкоомные мощные резисторы.

В качестве корпуса паяльного фена можно использовать бутылку от газировки объем 1 литр. Бутылка выбирался исходя из размеров вентилятора.

Особенности работы с микросхемами BGA

При пайке микросхем типа BGA выбирается тот же температурный диапазон от 345 до 350 градусов с обеспечением умеренного воздушного напора для предотвращения сдувания «соседей». В процессе работы паяльный фен должен удерживаться под углом 90 градусов по отношению к плате. Во избежание выхода из строя чипа не стоит его прогревать только по центру, лучше обходить монтажный элемент по периметру.

После истечения 1-3 минуты можно сделать попытку слегка приподнять чип над платой при помощи пинцета. Если чип не поддается, значит припой все еще твердый. Чтобы избежать повреждения токопроводящих дорожек платы, нужно регулятором на фене «накинуть сверху» градусов 5 температуры и продолжить греть.

Требования к оборудованию для пайки

Для микросхем допустимым является температурный диапазон от 190 до 240 градусов. Если во время припаивания температура окажется выше, то вы рискуете перегреть микросхему, из-за чего она станет неработоспособной. В результате вы не только напрасно потратите время, но и лишитесь дорогостоящей детали.

Еще одна характеристика, которой должно обладать оборудование для пайки, — стабильная площадь и струя нагрева.

По сравнению с миниатюрной паяльной станцией фен способен поддерживать необходимую температуру нагрева в струе воздуха, которая остается таковой даже при небольших изменениях расстояния между прибором и печатной платой. При работе феном площадь нагрева остаётся стабильной. Она определяется прямотекущей струей воздуха. Но по краям струи температура нагрева оказывается ниже минимально допустимой, из-за чего она не только не может навредить деталям схемы, но и расплавить припой.

Паяльный фен, который создает нестабильную струю горячего воздуха, имеющую форму конуса, которая начинает при приближении расширяться и сужаться при удалении, позволит вам быстро и качественно выполнить работу. Часто мастера, решившие изготовить фен для пайки микросхем своими руками, не учитывают стабильность нагрева и равномерность потока воздуха, из-за чего им становится неудобно работать.

Еще одно требование — безопасность и удобство пользования.

Говоря о безопасности, имеется в виду, что вы не станете производить кардинальные изменения в конструкции имеющего электроприбора, нарушая заводскую схему проектирования узлов соединений, тем более если они имеют рабочее напряжение 220 В. Чтобы перестраховаться, вы можете подключать изготовленный своими руками прибор для пайки не напрямую, а через трансформатор, который можно сделать из блока питания компьютера. Тем самым вы обезопасите себя от серьёзных неприятностей.

Что же касается удобства в использовании, то здесь имеется в виду, что прибор должен быть послушным в ваших руках и не требовать больших усилий для выполнения тех или иных манипуляций. Фен должен иметь такое исполнение, чтобы ваша вторая рука оставалась свободной. Тогда с её помощью вы сможете держать пинцет или осуществлять другие необходимые действия.

Подогрев снизу

Данный прием не только полезен в работе с паяльным феном, но и повышает удобство пайки.

Плату закрепляют зажимом, устанавливают 200-градусную температуру и прогревают в течение пяти минут, после чего начинают работать, как обычно.

При помощи термоскотча можно экранировать рядом стоящие элементы.

После снятия чипа вышеупомянутой оплеткой очищают контакты. Аналогичным образом поступают и с платой.

Все процедуры надо проводить аккуратно, чтобы не допустить повреждений схемы. Если под рукой нет оплетки из меди, удалить припой можно при помощи паяльника с утонченным жалом.

Критерии выбора

Чтобы подобрать наиболее подходящий для вас вариант паяльного фена необходимо разобраться с основными задачами, которые вы планируете решать с его помощью. Одним из важнейших критериев является температура плавления припоя, который используется для крепления радиодеталей на плате.

Так все припои можно условно разделить на легкоплавкие или мягки с температурой плавления от 145 до 400°С и тугоплавкие или твердые с температурой более 400°С. Соответственно, если вы будете паять легкоплавкие свинцово-оловянные припои, понадобится паяльный фен с диапазоном рабочих температур от 100 до 300 °С. Если вы хотите получить универсальное устройство, то лучше подобрать модель с верхним пределом в 500 — 800°С. Также оцените шаг регулировки температуры, так как это напрямую повлияет на удобство получения нужного параметра.

По форме и размеру сопла определяется площадь нагрева для пайки. Таким образом тонкие круглые отверстия обеспечивают точечное воздействие паяльным феном на каждую ножку, квадратной формы отлично справляются сразу со всеми выводами микросхемы, или контроллера.

В зависимости от паяемых деталей выбирается и величина мощности паяльного фена. Так, для работы с компьютерными платами необходимо выбирать модели от 100 Вт и выше. Для особо мощных элементов применяются промышленные термовоздушные фены с мощностью до 1,7 кВт.

Обзор ТОП 7 популярных моделей

Сегодня на рынке предложен достаточно широкий выбор паяльного оборудования, поэтому в рамках данной статьи мы рассмотрим наиболее популярные модели. В качестве соискателей на роль часто покупаемых паяльных станций, важной составляющей которых является термофен, мы приведем как зарубежные, так и отечественные устройства.

Рис. 3. Паяльный фен LUKEY-868

1. LUKEY-868 — популярная модель от китайского производителя обладает мощностью в 750 Вт и способна регулировать температуру в пределах от 100 до 480°С. Комплектуется дисплеем и панелью управления, позволяющим регулировать рабочие характеристики. Дополнительно оснащен классическим паяльником и раздельными подставками для фена и жала. К преимуществам такого паяльного фена следует отнести:

• Относительно небольшой вес – всего 1 кг, в сравнении с другими аналогами;
• Не требует времени на разогрев;
• Комплектуется 3 сменными соплами.

• Высокая точность настройки рабочих параметров;
• Большой выбор сменных насадок;
• Обладает ножным выключателем, что существенно упрощает процесс пайки.

Рис. 5. Паяльная станция термовоздушная, цифровая ЗУБР 55350
3. ЗУБР 55350 – паяльная станция с феном отечественного производства, предназначена для реализации любых задач в пределах температур от 100 до 500°С. Мощность устройства составляет 650 Вт, а производительность воздушного потока достигает 120л/мин. Цифровая регулировка с панели управления отображается на электронном дисплее, что позволяет наглядно контролировать весь процесс. Паяльный фен Зубр отличается следующими преимуществами:

• Высокая чувствительность регулировки – температуру можно выставить с шагом до 1°С.
• Фен отличается керамическим нагревательным элементом, достигающим нужной температуры за считанные секунды.
• Обладает антистатической защиты для предотвращения повреждения радиоэлементов.

Рис. 6. Термовоздушная паяльная станция Quick 857DW
4. Quick 857DW — паяльная станция от китайского производителя, номинальная мощность устройства составляет 580 Вт, температурный диапазон в пределах от 100 до 450°С. Паяльный фен способен выдавать воздушный поток в 100л/мин. Питание модели осуществляется от бытовой сети 230 В. Вес изделия составляет целых 2,4кг, что в некоторой мере усложняет его транспортировку.

К преимуществам такого паяльного фена следует отнести:

• Четыре сменные насадки для расширения функционала устройства;
• Оснащен защитой от накопления статического заряда;
• Удобная подстройка температурного режима.

К преимуществам следует отнести:

• Оптимальное сочетание цены и качества для начинающих радиолюбителей;
• Простая и понятная регулировка;
• Хороший воздушный поток.

Рис. 9. Термовоздушная паяльная станция с феном-карандашом METCAL HCT2-200

7. METCAL HCT2-200 – паяльная станция, предназначенная для проведения тонкой пайки, оснащается шестью насадками для фена. Потребляет из сети мощность 200 Вт, работает в температурном диапазоне от 100 до 450°С. Вес устройства составляет 2,2 кг.

Процедура реболлинга

Для проведения реболлинга чип помещают в трафарет, и закрепляют специализированной изолентой. С тыльной стороны пальцем или шпателем наносят паяльную пасту, затем настраивают фен на температурный режим около 300 градусов и начинают прогревать. После появления характерного блеска от расплавленной паяльной пасты дают припою полностью остыть.

Для освобождения трафарета от чипа убирают изоленту и прогревают трафарет примерно до 150 градусов, в конце процедуры деталь должна освободиться. Бывает, что сходу невозможно достать деталь из китайского трафарета, поэтому может возникнуть необходимость аккуратно ее зацепить.

Во время обратной пайки микросхемы оценивают риски, выкладывают чип необходимое количество раз для точного совпадения пяток и шаров. Потом выставляют на паяльном фене температуру от 330 до 350 градусов и греют до тех пор, пока расплавленный припой не даст возможность чипу самому встать на место.

Паяльная станция – незаменимый инструмент для электронщика. Обычно в комплектации станции есть как паяльник, так и фен. Если научиться ими пользоваться, то практически любая пайка будет казаться увлекательной и не очень сложной.

Особенность станций – регулировка температуры. Нужно сразу запомнить 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?

Конструкция фена паяльника

Исходя из того, что требуется получить струю раскалённого воздуха, формируется конструкция паяльного прибора. Состоит сделанный самодельный паяльный фен своими руками из следующих элементов:

• нагреватель;
• изоляция нагревателя;
• вентилятор;
• сопло;
• корпус фена;
• ручка корпуса;
• схема управления;
• держатель для паяльника.

Нагреватель

В качестве нагревателя используют нихромную проволоку в виде спирали. Для этого можно применить простую спираль от старого бытового фена. Спираль должна быть такого диаметра, чтобы оставался зазор между нагревателем и корпусом воздуховода.

Наматывая спираль, один конец проволоки продевают внутрь нагревателя, таким образом, чтобы наружу выходили два конца проводника для подключения к источнику питания. Для теплоизоляции спирали её оборачивают слюдой.

Изоляция нагревателя

Для того чтобы избежать теплопотерь, спираль нагревателя изолируют от корпуса нагревателя. Один из вариантов изоляции – это слюда. Слюда надёжно изолирует спираль от трубки воздуховода. Хрупкий материал наклеивают на стеклоткань.

Стеклоткань – хороший теплоизолятор. Для склейки слюды со стеклотканью используют резиновый клей или универсальное средство «Момент». В некоторых случаях слюду клеят на бумагу. Впоследствии клей и бумага выгорят, но сохранится слюда в форме изолирующей трубки.

Воздуховод

В качестве воздуховода (кожуха) нагревателя применяют оболочки различных радиодеталей, например, корпуса резистора или сопротивления. Можно использовать любую стальную трубку подходящего диаметра. Края одного конца трубки придётся завальцевать. Это нужно для того, чтобы сопло надёжно удерживалось в выходном отверстии трубки.

Например, берут старый резистор С-5-5, напильником аккуратно снимают завальцованный край с одной стороны оболочки. Удаляют внутреннюю начинку, и трубка для воздуховода готова.

Важно! Следуя советам «мастеров», для воздуховода используют керамическую или кварцевую стеклянную трубку. От случайного попадания флюса на поверхность этих материалов трубка разрушается. Поэтому лучшим материалом для этой детали будет сталь.

Вентилятор

В качестве нагнетателя воздуха вполне можно использовать кулер от операционного блока компьютера. Вентилятор имеет размеры в плане 40 х 40 мм, что надо учитывать при формировании корпуса самодельного фена.

Небольшие вентиляторы можно найти в старых корпусах бытовых фенов для волос. В этом деле нужно выбирать устройство, приемлемое по мощности и габаритам.

Сопло

Сопло предназначено для концентрации и фокусирования воздушного потока. Для изготовления элемента берут металлическую шайбу. Кольцо деформируют керном так, чтобы оно приняло форму чаши.

Сопло помещают в выходное отверстие воздуховода. Своими краями шайба опирается в загнутую кромку трубки и не выпадает наружу.

Корпус фена

Корпус паяльника можно вырезать из жести консервной банки. Жесть толщиной 0,3 мм – идеальный материал для изготовления своими руками термофена. В местах соединения жести делают отгибы. В них просверливают маленькие отверстия, в которые вставляют винтики и затягивают их гайками.

Обратите внимание! Применение жести – не догма. Для корпусов самоделок используют любой термостойкий материал. Это может быть строительная фанера, текстолит и даже ламинат.

Основное требование к компоновке деталей замкнутой камеры фена – это её герметичность. Все места соединений элементов корпуса должны плотно прилегать друг к другу. Это нужно для обеспечения нужного напора воздушного потока, нагнетаемого вентилятором. Элементы камеры соединяют шурупами. Из-за высокой температуры внутри корпуса клей не применяют.

Ручка корпуса

По советам самодеятельных мастеров, для ручки хорошо подходит корпус одноразового пластикового шприца. Шприц имеет ушки, в которых просверливают отверстия. Такие же отверстия делают в корпусе фена. Ручку привинчивают к фену винтами с гайками и шайбами. Для надёжности крепления под шайбы подкладывают пружинные шайбы – «гроверы».

Схема управления

Для пайки микросхемы своими руками самодельным термофеном нужен блок регулировки режимов работы паяльного устройства. Это два режима: установка нужной температуры нагревателя и регулировка количества оборотов лопастей вентилятора.

Читать также: Насадка для дрели для вырезания круглых отверстий

Основой блока управления является трансформатор с двумя вторичными обмотками. Вместо трансформатора можно использовать блок питания из старого компьютера или балласта люминесцентной лампы. Вариантов много, лишь бы сопротивления нагревателя и кулера соответствовали источникам питания. Для регулировки режимами работы фена в схему блока управления включают два переменных резистора, ручки управления которыми располагают на поверхности корпуса блока.

Подробный вариант схемы блока управления термофеном для пайки микросхем своими руками можно подобрать в публикациях интернета.

Держатель для паяльника

Держатель – немаловажная деталь для паяльного устройства. Дело в том, что простой держатель фена освобождает руки мастера для позиционирования монтажной схемы перед воздуховодом паяльника, а также для извлечения и установки радиодеталей на плате.

Подставку делают массивной, чтобы предотвратить опрокидывание всей паяльной конструкции. Для этого используют лист металла 100 х 100 мм и толщиной не менее 20 мм.

Держатель изготавливают из жести, изгибая её по размеру и форме ручки фена. Держатель помещают на подставку входным пазом вверх. Отгиб жестяного элемента закрепляют на подставке винтами через просверленные отверстия.

Дополнительная информация. Паяльный фен может быть мобильным устройством. В этом случае изготавливают раму с зажимами, в которой фиксируют в вертикальном положении обрабатываемую плату.

Ликбез для начинающих

Для выпаивания детали из платы, нужно сделать так, чтобы контакты разогрелись до плавления припоя (примерно 230 °C). Основная ошибка начинающих — место паяльных работ сразу прогревают на 300 — 350 °C.

Например, нужно выпаять микросхему из платы паяльной станцией Lukey 702.

Многие радиолюбители и электронщики выставляют параметры нагрева выше 300 °C.

В первый момент, на деталь действует около 200 °C. На контактах и окружающем месте паяльных работ комнатная температура. Нагрев детали достигает 300 °C, а контакты еще не дошли до 200 °C.

Такой метод пайки очень опасен и не эффективен.

Характеристики и принцип работы

Бензогенератор своими руками

Рассмотреть характеристики паяльных станций можно, разделив способы пайки на две группы: свинцовая и бессвинцовая.

Устройства, относящиеся к первой группе, имеют в своей структуре модуль, который даёт возможность устанавливать необходимый температурный уровень жала. Такие модели изготовлены как аппараты, использующие для своей работы электричество, так и как станции на основе переменного магнитного поля (индукционного типа). Высокий уровень теплоотдачи и автоматический подбор мощности для отдельных элементов – основные преимущества индукционных станций.

Для выполнения бесконтактной пайки используется второй тип паяльных установок. Это станции, основанные на инфракрасном и термовоздушном воздействии на участок пайки.

Обобщая характеристики аппаратов, выделяют следующие параметры:

• материал нагревательного элемента: нихромовый или керамический;
• скорость нагрева;
• диапазон регулировки температуры;
• мощность установки;
• напряжение питания.

Также к основным конструктивным особенностям относятся форма, габариты и вес.

Как выпаять микросхему

Как все-таки без ущерба паять детали?

Нужно проанализировать место пайки и оборудование:

• Оценить толщину платы. Чем толще плата – тем сложнее и дольше ее прогревать. Плата представляет собою слои дорожек, маски, площадки и много металлических деталей, которые очень теплоемкие.

• Что находится рядом. Чтобы не повредить окружающие компоненты, нужно их защитить от температуры. С этой задачей справятся: термоскотч, алюминиевый скотч, радиаторы и монетки.
• Какая температура окружающей среды. Если воздух холодный, то плату придется нагревать чуть дольше. Особое значение имеет то, что находится под платой. Не нужно паять на металлической пластине, или на пустом столе. Лучше всего подойдет деревянная дощечка или набор салфеток. И при этом плата должна находиться в одной плоскости, без перекосов.
• Оборудование. Многие паяльные станции продаются без калибровки. Разница между показываемой температуры на индикаторе и фактическая может достигать как 10 °C, так и все 50 °C.

Схема блока питания

Принципиальная схема ИБП от принтера Кенон
Если БП в работоспособном состоянии тут самое главное избежать соблазна улучшения и кардинальных доработок. Всё на что нужно обратить своё внимание это смд резистор R25 номиналом 18 кОм. Для начала выпаять его и подпаять на контактные площадки два мягких многожильных провода в изоляции длиной по 15 см. И больше на плате ничего не трогать.

А вот с данным конкретным блоком питания, в виду его недавней неисправности, пришлось обойтись менее деликатно – выпаять для верности и полного понимания его настоящего функционирования не только смд резистор R25, но и подстроечный резистор VR21 и выходной стабилитрон ZD21.

Полезное: Таймер лестничного освещения Проверка мультиметром БП

Место подстроечника занял переменник на 4,7 кОм, а вместо смд резистора на 18 кОм был установлен переменный резистор на 22 кОм. Подключив в нагрузку электромотор ручной сверлилки и от души погоняв его, выставил переменником 4,7 кОм такое его положение, при котором переменный резистор на 22 кОм в крайнем левом положении ползунка выдавал 5 вольт на выходе, а в крайнем правом положении практически ровно 24 вольта.

Как правильно паять феном

Нужно закрыть все мелкие и уязвимые к перегреву компоненты защитой.

Плату размещается на таком материале, который наименее теплоёмкий и медленно отдает температуру в окружающую среду. Можно использовать, например, деревянную дощечку. И при этом, место пайки не должно находиться под наклоном.

Лучше всего нанести на контакты флюс. Он хорошо распространяет тепло, по сравнению с нагреваемым воздухом, однако не следует его добавлять слишком много. Он может вскипеть, зашипеть или помешать пайке.

Первым делом прогревается место пайки. Фен выставляется около 100 °C и максимальным потоком воздуха.

Далее, спустя около минуты следует плавно повысить нагрев.

Простейшая установка от прикуривателя

Прикуриватель, который управляется 12 вольтами автомобильного аккумулятора, способен создавать температуры, позволяющие паять BGA-контроллеры и различные SMD.

Множество конструкторов считают, что такая станция дает кольцо нагрева (так называемое «колечко»), которое будет повторять проекцию нагревателя. Однако тест на бумаге показал абсолютно равномерный нагрев, без колец. Это означает, что доработка прикуривателя имеет смысл.

При тесте было видно, что цвет бумаги равномерно окрашивает лист от центра в сторону краев. Чистый инфракрасный прогрев плюс конвекция без каких-либо поддувов – и прикуриватель превращается в отличное паяльное устройство.

Паяльные станции из прикуривателя, по сравнению с паяльными термофенами, тихие, не дают никаких струй и отдач, пайка происходит спокойно. Десяти вольт переменного тока, которые подаются от подходящего трансформатора, оказывается вполне достаточно для того, чтобы на расстоянии 1-1,5 см снять с материнской платы 100-разъемный процессор.

Читать также: Как сделать кейс для болгарки своими руками

Второй контакт спирали необходимо выводить в трубку корпуса и фиксировать высокотемпературным герметиком. При конструкции потребуется пайка латунью. Ее можно выполнить при помощи бензиновой горелки, полосы латуни и буры. Дистанция, при которой осуществляется спаивание, достигает максимально 1,5 см. Данная конструкция зарекомендовала себя очень хорошо.

Если придумать ручку, корпус и держатель, а это довольно несложно, учитывая корпус прикуривателя, то данное устройство будет в разы лучше, чем обычный паяльник китайского производства.

Как понять, что деталь уже выпаивается

На контактах появляется блик. С помощью пинцета следует аккуратно подтолкнуть микросхему. Если она двигается легко и плавно из стороны в сторону, то ее уже можно снимать, если нет – греем дальше.

Эту технику необходимо индивидуально подстраивать под каждую пайку и паяльную станцию. Например иногда придется дольше греть плату, а в порой и около 240 °C хватит. Метод паяльных работ зависит от случая.

Схема паяльной станции своими руками, элементная база

Ключевой инструмент паяльной станции является паяльник. Если при самостоятельной сборке станции можно использовать какие-то элементы, снятые, например, с отслуживших свой срок бытовых приборов. То паяльник без всяких споров должен быть новый. Многие мастера отдают предпочтение изделиям Solomon и некоторым другим.

Схема паяльной станции

После подбора паяльника можно приступит к выбору диодного моста для электрической схемы и трансформатора. Для того, что бы получить напряжение в 5 В необходим линейный стабилизатор с хорошим охлаждением. В качестве альтернативного варианта можно рассмотреть использование трансформатора, у которого есть в наличии обмотка, которая необходима для обслуживания цифрового блока.

Принципиальную схему самодельного устройства можно поискать на специализированных форумах.

Сплав Розе

Чтобы уменьшить риск перегрева, можно использовать сплав Розе. Он поможет снизить нагрев до 120 °C. Таким способом можно выпаять деталь из опасных и чувствительных участков. Достаточно добавить пару гранул припоя и немного флюса.

После лужения контактов, деталь легко выпаивается. Нужно аккуратно выпаивать контакты, они могут легко повредиться из-за резкого движения. Получившийся припой в обязательном порядке удаляется с платы. Он очень хрупкий и не подходит для использования.

Комбинированный метод

Еще одна очень эффективная техника. Если во время пайки деталь плохо паяется или не выпаивается – это следствие низкокачественного припоя, флюса или недостаточного прогрева платы.

Для этого во время работы паяльником, необходимо сверху помогать паяльным феном. Фен следует ставить до 200°C. Так нагрев будет происходить быстрее, и температура на контактах стабилизируется, окружающий воздух будет меньше забирать тепло.

В каких случаях паять феном не получится

Паяльный фен как правило достигает мощности не боле 500 Вт. Чем меньше мощность, тем меньше можно прогреть площадь платы.

Для массивной платы необходим нижний подогрев. Чаще всего это плита, которая нагревается до 100 – 200 °C. Печатную плату получится равномерно прогреть. А с помощью фена довести до плавления припоя.

Так же можно использовать строительный фен. Он имеет большее сопло, и его мощность может быть до 3000 Вт. Однако, строительный фен тоже не выход. Из-за того, что греется только деталь и небольшое окружающее пространство вокруг, после пайки плата деформирмируется от высокой разницы нагрева, тем самым отрываются выводы от площадок (особенно это кается больших BGA деталей).

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.

Фен из паяльника

• продумать устройство для подачи воздуха;
• собрать специальный нагревательный элемент;
• оснастить аппаратуру термопарами;
• продумать систему осуществления контроля за текущей температурой оборудования.

Обдумывая как сделать паяльный фен из обычного паяльника следует учесть все тонкие моменты, дабы не подвергать себя чрезмерному риску.

Главные критерии, которым должно соответствовать термоустройство на основе паяльника представлены:

• регулировкой температуры;
• нормальной мощностью нагревателя;
• безопасным компрессором.

Установку нагнетателя для паяльной станции сделанной своими руками рекомендуется делать в соответствии с текущими правилами электробезопасности. Подобное подключение аппаратуры обеспечит отсутствие помех в электрической сети.

Что понадобится для создания фена из паяльника?

При создании фена для пайки своими руками следует подготовить:

• обычный старый паяльник, работающий от сети переменного тока;
• кварцевую трубку для создания камеры нагрева воздушного потока фена;
• галогеновую лампу для прожекторов для прогрева воздуха и плавки флюса феном;
• нихромовый провод толщиной до 0.7 миллиметров;
• терморегулятор;
• вентилятор паяльного фена.

https://www.youtube.com/watch?v=3zE-HDdz2Xs

Процесс сборки фена из паяльника

Самодельный фен для пайки микросхем из старого паяльника собирается в несколько этапов:

1. Укладка самодельной спирали из нихромовой проволоки внутри кварцевой трубки.
2. Соединение спирали с проводом питания.
3. Продевание провода термопары, для регулирования температуры нити накала.
4. Изоляция прибора при помощи слоя трубки, наматываемого на кварцевую трубку.
5. Установка трубки в ручку паяльника, вместо жала.
6. Центровка трубки при помощи обматывания ее асбестовым шнуром.
7. Зажатие переднего вывода трубки при помощи обоймы.
8. Продевание шланга для подачи воздушного потока.
9. Подключение компрессора, создающего воздушный поток.

Регулятор температуры источника нагрева лучше расположить на корпусе термофена.

Принцип работы термофена на основе паяльника следующий:

К недостаткам термофена, выполненного из обычного паяльника, можно отнести:

• сложности с калибровкой температуры;
• регулировка силы воздушного потока производится при помощи пережима воздуховодной трубочки;
• невозможность регулировки интенсивности прогрева в большинстве обычных паяльников;
• трудоемкость работы;
• плохая термическая изоляция устройства.

В большинстве случает изготовление термического фена из паяльника не оправдано. Переделка недорогого строительного термофена – это гораздо более рациональный метод изготовления термофена для пайки микрокомпонентов.

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.

Набор для сборки

Существуют специальные наборы для сборки паяльных станций. Один такой набор предлагает собрать цифровую станцию на базе контроллера Atmega 328P.

Список деталей:

• контроллер Atmega328p;
• LCD с размерами 16х2;
• ОУ: LM358;
• оптическая развязка: MOC3063;
• мосфеты IRFZ44N ( 2 шт.);
• симистор: BT138;
• стабилизатор;
• потенциометры 10кОм;
• подстроечные резисторы 10кОм.

В комплект также входят два светодиода, резонатор 16 Мгц, SMD резисторы и конденсатор емкостью 1 мкф. Неполный будет паяльный работ без переключателей, гнезда GX16 5 и 8 пин, импульсного блока питания на 24 Вольта.

Схема и печатная плата

Таким образом, при знании законов радиофизики изготовление паяльной станции своими руками не составит особого труда. Более того, при подборе качественных компонентов можно добиться отличных результатов.

Паяльный фен, контактная станция и другие самодельные приборы будут служить очень долго и, в отличие от китайских аналогов, будут работать в том температурном режиме, который нужен.

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Поддавшись искушению, прикупил на AliExpress термовоздушный паяльный фен. Цена вопроса 600 рублей. Соответственно приступил к организации соответствующей «обвязки» устройства. Начал с управления вентилятором. Вентилятор в фене рассчитан на питание постоянным током 0,25 А и напряжением 24 вольта. Для этой цели тут исключительно подойдёт импульсный блок питания от принтера Canon К30232, коих в свободной вторичной продаже великое множество, причём за дёшево. И тут главное удобство даже не то, что он на необходимые 24 вольта и выдаёт вполне достаточный ток до 0,7 А, а то, что в схеме уже предусмотрен подстроечный резистор крайне необходимый при настройке выходного напряжения в нужном интервале.

Свой БП не покупал, был в наличии, правда уже года два как неисправный, но когда действительно понадобился, то его удалось как-то быстренько починить.

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.

Инфракрасная станция для пайки

Ремонтируя сложные схемы и материнские платы (особенно в которых имеют место компоненты BGA), потребуется инфракрасная станция. Китайская продукция отличилась очень низким качеством, а хорошая инфракрасная установка стоит довольно дорого. Выход очевиден: нет ничего сложного в том, чтобы собрать паяльный инструмент своими руками.

При сборке такого паяльного устройства можно вложиться в бюджет до 10 тыс. рублей. Несмотря на низкую себестоимость, станция отлично себя показала при проведении ремонтных работ, связанных с монтированием микросхем.

Описание конструкции

Устройство состоит из следующих компонентов:

• контроллер управления;
• подогрев нижнего типа;
• нагрев верхнего типа.

Контроллер должен быть 2-канального типа.

Первый канал подключается к термопаре или терморезистору платинового типа. Второй следует просто подключать к паре. Оба канала обладают автоматическими и ручными режимами. Первый допускает поддержку температур до 255 градусов при помощи обратных связей с термопарой или терморезистором.

Ручной режим позволяет производить настройки в диапазонах 99%. Память контроллера содержит четырнадцать различных типов термопрофилей: семь профилей свинцового типа и семь профилей для пайки без свинца.

Для содержащего свинец припоя диапазон максимальных температурных профилей начинается с 190°, и далее через каждые 5 до 220°.

Для припоя без свинца максимальные температуры профилей начинаются с 225°, и далее через каждые 5 до 250°.

В тех случаях, когда верхний нагревательный элемент попросту не справляется и нагрев обеспечить не удается, контроллерный элемент становится в режим «пауза» и ожидает нужную температуру. Это позволяет приспособить микросхему для нагревателей настолько слабых, что они не способны следовать за термопрофилями.

Контроллеры также используются, как регуляторы температуры паяльной станции, например, если необходима сушка или запекание паяльных масок. Такие устройства отлично подходят для поддержки температуры.

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.

Варианты пайки

Причиной того, что современный рынок способен предложить широкий спектр паяльного оборудования является тот факт, что обыкновенный бытовой паяльник стал инструментом, который можно купить на каждом углу. А вот паяет он далеко не все современные приборы.

При помощи паяльной станции, которую можно сделать своими руками, есть возможность производить ремонт любого электрического оборудования, в том числе такого сложного и высокоточного, как материнская плата компьютера.

Прежде, чем приступить к конструкции и начать описывать самодельный цифровой паяльный механизм, рассмотрим, какой может быть станция и какие типы пайки существуют.

Станции условно можно классифицировать таким образом:

• контактного типа;
• контактного типа без применения свинца;
• термовоздушного типа;
• комбинированно-термовоздушного типа;
• демонтажного типа;
• инфракрасные станции.

Самый простой вид – контактный. Его строение мало чем отличается от привычного паяльника, однако контактное оборудование лишено многих конструктивных недостатков, которые есть у паяльников.

Контактная пайка

Главной проблемой паяльника является чрезмерный нагрев радиокомпонентов, в частности транзисторов, диодов, тиристоров. Из-за высокой температуры, полупроводниковые элементы начинают менять свою вольтамперную характеристику и нарушать протекание электрического тока в цепи.

Именно поэтому становится невозможным регулировать температуру нагревательных элементов, иными словами традиционный паяльник рано или поздно перестает «слушать» — температура либо неограниченно растет, либо перестает расти вообще.

Таким образом, после достигнутых 400 °C, пайка может быть безопасной только из-за краткосрочного контакта «жало-припой».

Приступая к созданию контактной паяльной станции, или выбирая одну из моделей, которые уже предложены на рынке, следует понимать, что она должна содержать блок питания, включающий в свою конструкцию гальваническую развязку. Именно такой механизм «питание — нагреватель» гарантирует адекватную регулировку напряжения и температуры прогрева. Чаще всего наиболее рациональной температурой нагрева является 250-350 °C.

Бесконтактная пайка

Бесконтактными (термовоздушными) паяльными станциями являются такие установки, которые отлично подходят для ремонта мобильных телефонов, крупной и мелкой бытовой техники. Мощность таких установок крайне высока, они отлично справляются как с припоями, содержащими свинец, так и с бессвинцовыми.

Однако следует помнить, что применять такие устройства для микросхем BGA-типа нельзя. Термовоздушная, бесконтактная пайка представляет собой симбиоз строительного фена и паяльника, паять с помощью такого оборудования очень удобно и быстро.

Читать также: Виды рубанков и их назначение и фото