Все о пайке микросхем

Содержание

Какой паяльник выбрать?
Другие приспособления и материалы
Технологии пайки
Рекомендации

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

Какой паяльник выбрать?

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

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

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

Разновидности

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

Нихромовый

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

Импульсный

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

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

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

Керамический

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

Индукционный

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

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

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

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

Характеристики

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

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

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

Другие приспособления и материалы

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

Можно также приобрести:

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

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

Технологии пайки

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

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

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

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

Радиоэлементов

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

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

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

Чипов

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

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

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

Название и марка паяльника	Выходная мощность	Некоторые важные свойства модели
REXANT/ 12-0170	50 Вт	Работает от электросети и оснащена температурным встроенным регулятором. Жало разогревается в диапазоне от 200 до 450°C. Оно выполнено из меди с защитным покрытием от нагара. Элемент нагрева – керамический.
REXANT/ 12-0120	8 Вт	Мини-модель, к которой нужно дополнительно приобретать блок питания. Применяется как в домашних условиях, так и в автомобиле, подключаясь к прикуривателю через переходник. Элемент нагревания – керамический. Диапазон температур – от 360 до 400°C.
REXANT/ 12-0181	12 Вт	Паяльник разогревается за 15 секунд. Имеет встроенную подсветку и аккумулятор для автономного режима работы в течение 1 часа. Модель укомплектована проволочным припоем и снабжена защитой в виде колпачка.
REXANT/ 12-0159	12 Вт	В комплекте имеется паяльная станция и подставка. Рабочая область температур – от 200 до 400°C. Имеется возможность смены насадок и настройки степени нагрева. В паяльнике применен нагреватель керамического типа.
Zubr/ 55410	6 Вт	Аккумуляторная модель с возможной температурой нагрева до 450°C. Модель укомплектована проволочным припоем и снабжена защитой в виде колпачка. Также имеется подсветка.