Распайка

В электронике распайка — это удаление припоя и компонентов с печатной платы для устранения неполадок , ремонта, замены и утилизации.

Инструменты

Инструменты и материалы для демонтажа включают следующее:

Припой фитиль
Тепловые пушки , также называемые термофенами.
Оловоотсос
Удаление сплавов
Удаление флюсов
Пинцет для пайки с подогревом
Различные кирки и пинцеты для таких задач, как вытягивание, удерживание, удаление и соскабливание компонентов.
Вакуумные и нагнетательные насосы со специальными нагревательными наконечниками и соплами.
Ремонтные станции , используемые для ремонта печатных плат, не прошедших заводские испытания.

Терминология не полностью стандартизирована. Все, что имеет базовый блок, обеспечивающий поддержание стабильной температуры, нагнетание воздуха в любом направлении и т. д., часто называется «станцией» (чему предшествуют доработка, пайка, распайка, горячий воздух); К станции может быть подключен один, а иногда и несколько инструментов, например, паяльная станция может содержать паяльник и головку горячего воздуха. Паяльник с полым жалом и всасывающим насосом с пружинным, грушевым или электрическим приводом можно назвать паяльником. демонтажный утюг . ^[1] Такие термины, как «ручка-присоска». ^[2] можно использовать; значение обычно ясно из контекста.

Насосы

с электроприводом Насосы используются для нескольких целей в сочетании с ручной насадкой, соединенной трубкой.

Всасывающие насосы используются для отсасывания расплавленного припоя, оставляя ранее соединенные клеммы отключенными. В основном они используются для освобождения сквозных соединений от печатной платы. Головка для демонтажа должна быть сконструирована так, чтобы извлеченный припой не затвердевал и не мешал ему или не попадал в насос, а также чтобы его можно было легко снять и выбросить. Невозможно удалить многоконтактную деталь путем последовательного плавления припоя на контактах, так как одно соединение будет затвердевать по мере плавления следующего; насосы и фитиль для припоя относятся к методам удаления припоя со всех соединений, оставляя деталь свободной для удаления.

Всасывающие насосы также используются с всасывающей головкой, подходящей для каждой детали, для захвата и удаления крошечных устройств для поверхностного монтажа после расплавления припоя, а также для установки деталей.

Насосы горячего воздуха продувают достаточно горячий воздух, чтобы расплавить весь припой вокруг небольшой детали, монтируемой на поверхности, и могут использоваться для пайки деталей на месте, а также для распайки с последующим удалением до затвердевания припоя с помощью вакуумного насоса или пинцета. Горячий воздух имеет тенденцию окислять металлы; Вместо воздуха можно использовать неокисляющий газ, обычно азот , что приводит к увеличению стоимости оборудования и расходных материалов.

Оловоотсос

Типичная подпружиненная присоска для припоя.

Оловоотсос , представляет , в просторечии известный как присоска для припоя собой устройство с ручным управлением, которое используется для удаления припоя с печатной платы . Существует два типа: плунжерный и ламповый . ^[1] (Насос с электрическим приводом для этой цели обычно называют вакуумным насосом .)

Плунжерный тип имеет цилиндр с подпружиненным поршнем , который прижимается вниз и фиксируется на месте. При нажатии кнопки поршень подпрыгивает, создавая всасывание, которое высасывает припой из паяного соединения. Тип груши создает всасывание путем сжимания и отпускания резиновой груши.

Насос применяется к нагретому паяному соединению, а затем используется для отсасывания припоя.

Распайка оплетки

Оплетка для распайки , также известная как фитиль для распайки или фитиль для припоя , представляет собой тонко сплетенную проволоку калибра от 18 до 42 AWG медную , покрытую канифольным флюсом , обычно поставляемую в рулоне.

Припой фитиля перед использованием

... и пропитан припоем и остатками

Конец оплетки накладывают на паяные соединения снимаемого компонента. Соединения нагревают паяльником до тех пор, пока припой не расплавится и не проникнет в оплетку под действием капиллярных сил . Оплетку снимают, пока припой еще расплавлен, ее использованную часть отрезают и после остывания выбрасывают. Короткие отрезки оплетки предотвратят отвод тепла оплеткой вместо нагревания соединения.

Техника

Для распайки необходимо нагреть паяное соединение и удалить расплавленный припой, чтобы соединение можно было отделить. Распайка может потребоваться для замены неисправного компонента, изменения существующей схемы или сохранения компонентов для повторного использования. Использование слишком высокой температуры или слишком долгого нагревания может привести к повреждению компонентов или разрушению связи между дорожкой печатной платы и подложкой платы. Методы различаются для компонентов сквозного и поверхностного монтажа.

Сквозное отверстие

Компонент с одним или двумя соединениями с печатной платой обычно можно снять, нагрев одно соединение, вытащив конец компонента, пока припой расплавлен (сгибая для этого другой вывод), и повторив то же самое для второго соединения. Припой, заполняющий отверстие, можно удалить с помощью насоса или заостренного предмета из материала, который не смачивается припоем, например нержавеющей стали или дерева.

Если многоконтактный компонент не нужно восстанавливать, часто можно разрезать контакты, а затем удалить оставшиеся концы один за другим.

Компоненты с большим количеством соединений не могут быть удалены неповрежденными описанным выше способом, если выводы проводов не достаточно длинные и гибкие, чтобы их можно было вытаскивать один за другим. Для такого компонента, как корпус Dual-Inline (DIP), контакты слишком короткие, чтобы их можно было вытащить, и припой, расплавленный на одном соединении, затвердеет до того, как можно будет расплавить другое. Иногда используется метод — использование большого паяльного жала, предназначенного для плавления припоя на всех выводах одновременно; Для разных пакетов требуются разные советы. Компонент удаляется, пока припой расплавлен, проще всего с помощью подпружиненного съемника, прикрепленного к нему перед нагревом.

В противном случае перед снятием компонента необходимо очистить все соединения от припоя. Каждое соединение необходимо нагреть и удалить с него расплавленный припой с помощью вакуумного насоса, ручного оловоотсоса или оплетки.

При технологии сквозных отверстий на двусторонних или многослойных платах необходимо соблюдать особую осторожность, чтобы не удалить переходные отверстия , соединяющие слои, так как это испортит всю плату. Если потянуть за провод, который не полностью свободен от припоя (или припой не полностью расплавлен, если жало паяльника нагревает все контакты), можно вырвать переходное отверстие.

Чтобы снять и восстановить все компоненты, как сквозные, так и для поверхностного монтажа, с платы, которая сама по себе обычно больше не нужна, можно использовать пистолет с пламенем или горячим воздухом, чтобы быстро нагреть все детали, чтобы их можно было снять. При использовании чрезмерной температуры или длительного нагревания детали могут быть повреждены, а также могут выделяться токсичные пары.

Поверхностный монтаж

Если их повторное использование не требуется, некоторые компоненты поверхностного монтажа можно снять, обрезав их выводы и отпаяв остатки паяльником.

В противном случае компоненты для поверхностного монтажа необходимо снять, нагрев весь компонент до температуры, достаточной для расплавления используемого припоя, но не настолько высокой или продолжительной, чтобы повредить компонент. Для большинства целей приемлема температура, не превышающая 260 °C (500 °F) в течение времени, не превышающего 10 секунд. ^[3]

Вся плата может быть предварительно нагрета до температуры, которую все компоненты могут выдерживать неопределенно долго. Затем к удаляемому компоненту применяется локальное тепло, причем нагрев требуется меньше, чем при охлаждении. Чаще всего для нагрева компонента используется пистолет горячего воздуха (или горячего газа) с соплом соответствующего размера и формы, при этом близлежащие компоненты защищаются от тепла, если это необходимо, с последующим удалением пинцетом или вакуумным инструментом. Удаление многоконтактных компонентов с помощью паяльника и инструментов для удаления припоя нецелесообразно, так как припой между компонентом и контактными площадками остается на месте, в отличие от припоя, который можно удалить из отверстия.

Горячий воздух (или газ) можно подавать с помощью самых разных инструментов: от некоторых портативных газовых паяльников, таких как Weller Portasol Professional, которые могут быть оснащены узким соплом для горячего воздуха, настроенным на неконтролируемую, но приблизительно правильную температуру, до промышленных паяльников. станция со множеством приспособлений, включая продувку горячим газом, вакуумную удержку деталей, головку паяльника, сопла и фитинги, специфичные для конкретных пакетов компонентов.

Четырехплоские пакеты

Чипы Quad Flat Package (QFP) имеют тонкие плотно прилегающие друг к другу выводы, выступающие с четырех сторон интегральной схемы (ИС); обычно квадратная микросхема. Удаление этих сколов может быть проблематичным, так как невозможно нагреть все выводы одновременно стандартным паяльником. Их можно удалить с помощью бритвенного лезвия или высокоскоростного инструмента, просто отрезав провода. Заглушки затем легко расплавить и почистить паяльником. Очевидно, что этот метод влечет за собой разрушение ИС. Другой метод — использовать тепловую пушку или карандашную бутановую горелку , нагреть угол и осторожно поддеть его, направляя горелку вниз по выводам. Этот метод часто приводит к отрыву следов от печатной платы, если вывод не нагрелся достаточно, чтобы вызвать растекание припоя.

Некоторые поставщики предлагают системы, в которых используются тепловые экраны для концентрации горячего воздуха там, где он должен быть, защищая близлежащие компоненты и предотвращая повреждение платы или QFP . В экстракторе используется пружинная система, которая мягко тянет микросхему вверх, когда припой достигает жидкой стадии. IC удерживается вакуумным соплом, аналогичным тем, которые используются в машинах для захвата и перемещения . Эта система предотвращает повреждение площадок на печатной плате, микросхеме, позволяет избежать перегрева окружающих компонентов и их выдувания, а также снижает риск ошибки оператора при использовании пинцета или других инструментов, которые могут повредить печатную плату или микросхему.

Другой способ снять эти устройства — использовать металл Филда , сплав, который плавится при температуре около 140 ° F (62 ° C), что ниже точки кипения воды. Металл вплавляется в паяные соединения устройства, где он остается жидким даже после охлаждения до комнатной температуры, а чип можно просто снять с платы. Преимущество этого подхода состоит в том, что он не повреждает печатную плату или микросхему, хотя паяные соединения необходимо тщательно очистить от остатков полевого металла, чтобы сохранить прочность паяных соединений после перепайки.

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б МакКомб, Гордон; Шамие, Кэтлин (2009), Электроника для чайников (2-е изд.), Для чайников, с. 251, ISBN 978-0-470-28697-5 .
^ «Терминология: коммерческое оборудование, описываемое как «система горячего воздуха» с «всасывающим пером» (в данном случае манипулятором IC вакуумного типа)» . Архивировано из оригинала 8 июня 2012 г. Проверено 1 мая 2012 г.
^ «Типичные рекомендации по пайке SMT, Уэлвин: «Компоненты с покрытием, не содержащим свинца, можно оплавлять при пиковых температурах 260 °C (10 секунд)». « . Архивировано из оригинала 9 февраля 2013 г. Проверено 3 мая 2012 г.

Дальнейшее чтение

Хринкив, Дэйв / Тилден, Марк В. (2002). Мусор-боты, багботы и боты на колесах: создание простых роботов с помощью технологии BEAM с. 57-58. Калифорния: МакГроу-Хилл/Осборн. ISBN 0-07-222601-3

[mccomb-1] Jump up to: ^а ^б МакКомб, Гордон; Шамие, Кэтлин (2009), Электроника для чайников (2-е изд.), Для чайников, с. 251, ISBN 978-0-470-28697-5 .

[2] «Терминология: коммерческое оборудование, описываемое как «система горячего воздуха» с «всасывающим пером» (в данном случае манипулятором IC вакуумного типа)» . Архивировано из оригинала 8 июня 2012 г. Проверено 1 мая 2012 г.

[3] «Типичные рекомендации по пайке SMT, Уэлвин: «Компоненты с покрытием, не содержащим свинца, можно оплавлять при пиковых температурах 260 °C (10 секунд)». « . Архивировано из оригинала 9 февраля 2013 г. Проверено 3 мая 2012 г.

[1]

[2]

[3]