Как правильно паять. Часть 1
Добрый день, друзья!
Раз уж вы изучаете «железо» компьютеров и периферийных устройств, то рано или поздно вам придется взять в руки паяльник.
Для того, чтобы познакомиться с этим «железом» поближе!
Основные части компьютера – материнская плата, блок питания (и все остальное) смонтированы на заводе посредством пайки.
Да и все другие устройства, содержащие электрическую или электронную часть, используют эту технологию.
Все электронные компоненты компьютера и периферийных устройств содержат металлические выводы, посредством которых они могут быть объединены в электронную схему. Объединение может быть выполнено посредством пайки или путем разъемных соединений.
В первом случае менять эти компоненты без паяльника невозможно. Во втором случае деталь, имеющие выводы (штырьки) или контактные площадки, вставляют в разъем – специальную конструкцию, имеющую ответную контактную часть.
Такой подход позволяет при необходимости оперативно менять компоненты (процессор, микросхему BIOS) или целые модули (например, памяти) и платы расширения.
Рассмотрим более подробно
Что такое пайка и припой
Пайка – это процесс соединения компонентов электронной схемы в одно целое посредством припоя. Припой – это сплав легкоплавких металлов, основные из которых – олово и свинец. Температура плавления олова – 232, свинца – 327,5 о С.
Интересно отметить, что сплав этих двух металлов может иметь температуру плавления меньшую, чем каждый из них отдельно! Причем температура плавления сплава меняется в зависимости от процентного соотношения олова и свинца.
Широко известны марки припоя ПОС (Припой Оловянно-Свинцовый). Цифра после букв означает процентное содержание олова, например, ПОС-40 или ПОС-60.В припой, кроме олова и свинца могут входить и другие металлы – кадмий, висмут, сурьма.
Такие припои имеют пониженную температуру плавления.
Так, сплав Розе (25 % олова, 25 % свинца и 50% висмута) имеет температуру плавления 94 о С, а сплав Вуда, содержащий кадмий, около 68 о С, т.е. они плавятся в кипятке!
Твердые и мягкие припои
Припои на основе свинца и олова относятся к так называемым мягким припоям.
Температура их плавления не превышает 300 о С.
Существуют и твердые припои, содержащие серебро, цинк, медь. Они имеют повышенную прочность и температуру плавления больше 300 о С.
Если ткнуть острым предметом в место пайки мягким припоем, останется заметная вмятина. А если использовался твердый припой – глубокой вмятины не будет, только царапина.
При пайке выводы деталей соединяются друг с другом (или с основой) посредством расплавленного припоя, который (как сплав металлов) обладает достаточно высокой электропроводностью.
Припой защищает соединений деталей от коррозии и окисления кислородом воздуха, обеспечивая надежный контакт.
Материнская плата компьютера содержит множество медных проводников, нанесенных на ее поверхность, которые обеспечивают необходимые соединения. Используется именно медь, как материал с высокой электро- и теплопроводностью. Кстати сказать, старые паяльники имели именно медное жало.
Бессвинцовые припои
Припои, которые применяются при монтаже материнских плат и других компонентов компьютера – мягкие.
Следует сказать, что в последние годы перешли на бессвинцовые припои.
Экологи считают, что свинец наносит вред окружающей среде. Поэтому была принята директива RoHS, регламентирующая, в частности, применение именно бессвинцовых припоев.
Устройства, смонтированные согласно этой директиве можно отличить по более светлым и блестящим местам паек.
Такие припои чаще всего более тугоплавки, поэтому при ремонте их не всяким паяльником можно работать. В таких припоях вместе с оловом могут быть цинк, медь, серебро и другие металлы.
Электронные компоненты довольно чувствительны к перегреву. Поэтому при ремонте устройств, выполненных по технологии RoHS, надо следить за температурой жала паяльника, чтобы не допустить перегрева.
Существует версия, что внедрение бессвинцовых припоев было вызвано не только (и не столько) заботой об окружающей среде. Было и желание получить прибыль от продажи нового паяльного оборудования, которое точнее контролирует температуру в месте пайки.
А флюс зачем?
При пайке применяют не только припой, но и флюс. Флюс – это органическое или неорганическое вещество, помогающее процессу пайки. Многие металлы при нагревании окисляются.
При этом на их поверхности появляется пленка окислов (соединения металла с кислородом), которая не смачивается припоем.
Она имеет гораздо худшую теплопроводность. К тому же оксидная пленка имеет гораздо большее сопротивление, чем металл.
Это препятствует установлению надежного контакта. Как же быть?
С одной стороны, чтобы соединить металлические выводы деталей посредством расплавленного припоя, их надо нагреть. С другой стороны, металл при нагревании покрывается пленкой оксида. Многие видели, что медное жало поработавшего паяльника имеет черный (а не красный блестящий) цвет. Это и есть окисел меди.
Флюс затем и нужен, чтобы воспрепятствовать появлению таких пленок на поверхности нагретого металла. Активные флюсы (содержащие кислоты или их производные) могут даже растворить пленки на поверхности смачиваемых припоем деталей.
При монтаже электронных устройств активные флюсы применяются ограниченно, так как они требуют тщательной отмывки. В противном случае остатки флюса постепенно разрушают паяное соединение.
Канифоль
В большинство флюсов входит канифоль – производное от сосновых смолистых выделений (живицы).
Это твердое полупрозрачное вещество, которое легко крошится. Используется, в частности, для натирания смычков музыкальных инструментов.
Она представляет собой смесь твердых смоляных кислот и их изомеров. Чем светлее канифоль, тем меньше в ней примесей (и тем приятнее она пахнет). Раствор канифоли в этиловом спирте более активен, чем просто кусковая канифоль.
Для приготовления жидкого флюса следует растворить 1 часть канифоли в 5-6 частях этилового 96% спирта. Такой флюс в целом нейтрален. Подавать флюс к месту пайки удобно посредством медицинского 5-10 кубового шприца.
Существует множество различных видов флюсов для самых разных задач. Бывают флюсы на основе так называемых жирных кислот и канифоли. В состав могут добавлять глицерин и другие вещества.
Заканчивая первую часть, скажем, что припой выпускается в виде прутков различного диаметра или в виде проволоки, скрученной в бухту. Иногда такой пруток или проволока содержат в себе сердцевину из канифоли.
В некоторых случаях это удобно. Но для ремонтных работ лучше иметь прутковый припой без канифоли внутри и жидкий спиртоканифольный флюс.
В этом месте прервемся и сделаем паузу. В следующей части мы внимательно посмотрим на главный паяльный инструмент – паяльник. Не пропустите!
До встречи на блоге!
Ремонт материнских плат — Электроник г. Санкт-Петербург
Главная / Ремонт компьютерной техники / Ремонт ноутбуков / Ремонт материнских плат
Ремонт материнских плат может быть разным — относительно простым и очень сложным, особенно, если это касается ноутбука, и подразумевает вмешательство не только квалифицированных специалистов, но и использование при ремонте специального оборудования.
Иногда достаточно сменить конденсаторы, заменить кулер или разъем ноутбука (зачастую это разъем питания или разъем USB) или выполнить другие несложные процедуры. Но случается и так, что неисправность материнки серьезная, и требуется сложный ремонт материнской платы ноутбука (пайка BGA чипов). Например, если неисправна видеокарта ноутбука, то наверняка придется менять видео чип. Соответственно, если неисправны чипы северного или южного моста ноутбука, то также производится их замена.
Но, если отпаять старый чип достаточно несложно (можно даже термофеном), то установить на его место новый — это очень кропотливая, даже ювелирная работа, так как многие элементы на плате имеют очень маленький размер и расположены очень близко друг к другу.
Сложность ремонта материнских плат заключается ещё и в том, что BGA пайка, или реболлинг — это сложная операция. При замене или реболлинге BGA чипа необходимо с высокой точностью соблюдать место установки, температуру пайки и равномерность нагрева чипа и платы (термопрофиль), чтобы не допустить термического повреждения платы (изгибы, расслоения) или отпаивания соседних элементов.
Это возможно только на специализированном паяльном оборудовании — ИК (инфра-красной) паяльной станции, и с точным соблюдением технологии пайки. Такая паяльная станция должна обеспечивать правильные технологические режимы пайки (термопрофиль), установленные производителем чипа.
Соблюдение термопрофиля для компонентов в процессе реболлинга (пайки) гарантирует качественную пропайку элементов, максимально приближенную по качеству к заводской.
Материнская плата (системная плата, Mother Board, материнка) — самый главный элемент ноутбука.
На ней находятся все чипы (микросхемы): процессор, видеокарта, северный и южный мосты, оперативная память и множество других.
Если материнская плата ноутбука неисправна
Если вышла из строя материнская плата, то хорошего здесь мало. Это дорогой ремонт, расставание с любимым ноутбуком на неопределенное время, да и просто неприятность.
При возникновении неисправностей материнской платы, крайне нежелательно пытаться самостоятельно их устранять.
Конечно же многие пытаются сделать все сами (своими руками), так как в Интернете «море» специалистов, готовых в этом помочь своими советами. Хотим отметить, что после ремонта ноутбуков по советам из Интернета, как правило, все становится куда хуже.
Ремонт материнских плат требует практически доскональных познаний о том, как работает компьютер в целом. Необходимо знать каждый элемент, который расположен на материнской плате, для чего он нужен, и опять же, как он работает. По сути, вы должны быть профессиональным мастером, чтобы самостоятельно во всем разобраться. Не зная всех нюансов данного процесса, можно повредить ее еще больше. Очень часто после такого ремонта, второй раз «умирать» материнской плате просто скучно, и она подтягивает за собой видеокарту, процессор, оперативную память и так далее.
Поэтому при поломке материнской платы или чипов на ней, рекомендуем сразу же обратиться в компанию, где будет выполнен качественный, надежный ремонт материнских плат.
Приносите свой ноутбук к нам, в сервисный центр «Мастерская Электроник», и мы сможем выполнить ремонт на профессиональном уровне. Наша мастерская располагает всем необходимым оборудованием (включая профессиональную ИК паяльную станцию) для диагностики и ремонта материнских плат. Ремонт материнских плат в СПб — это наш профиль. В доказательство нашей компетенции мы даем хорошую гарантию на свою работу.
Обращайтесь к нам по любым вопросам, касающимся ноутбуков. Мы не только качественно ремонтируем ноутбуки, но и даем полезные консультации, которые обязательно вам пригодятся. И помните, что устранив проблему заранее, вы продлеваете жизнь своему компьютеру.
Не нужно искать лишних проблем, обратитесь сразу к нам, и уже в скором времени вы вернетесь к обычной жизни вместе со своим любимым компьютером.
Как припаивать и отпаивать соединения
org/HowToDirection»>Для начала давайте припаяем крупный компонент к печатной плате с помощью контактных площадок для припоя.
С двух контактных площадок уже снят конденсатор. Каждая площадка нагревалась, в то время как конденсатор был отодвинут от платы.
Обратите внимание, что отверстия для пайки полностью покрыты припоем. Если открыть эти отверстия, чтобы можно было продеть провод конденсатора, установка значительно упростится.
Редактировать
Чтобы открыть отверстие, забитое припоем, нагрейте контактную площадку припоя жалом паяльника.
Протолкните расплавленный припой с другой стороны скобой или швейной иглой.В нашем случае мы решили использовать отмычку под прямым углом. Свинцовый припой не будет прилипать к стали, поэтому можно использовать практически любую тонкую сталь.
Для проталкивания инструмента через отверстие может потребоваться несколько раз нагрева подушки. Как правило, нагревайте припой ровно настолько, чтобы он расплавился, а затем удаляйте жало паяльника с контактной площадки. Чрезмерный нагрев может повредить электронные компоненты.
Протолкните расплавленный припой с другой стороны скобой или швейной иглой.Редактировать
org/HowToDirection»>Когда инструмент полностью пройдет через отверстие, увеличьте отверстие, нагревая верхнюю сторону площадки для пайки, вдавливая инструмент.
Теперь оба отверстия для пайки должны быть достаточно открыты, чтобы можно было вставить оголенные выводы компонента.
Редактировать
Подготовьте компонент к пайке, удалив излишки припоя с контактов. Контакты должны быть достаточно чистыми, чтобы пройти через отверстия для припоя.
Проведите жалом паяльника по длине каждого контакта, чтобы стереть припой с компонента.
Очищайте кончик утюга между движениями, протирая его влажной губкой.Чрезмерный нагрев может повредить компоненты, поэтому не прикладывайте паяльник к компоненту на длительное время.
Редактировать
Вставьте контакты в и через отверстия, сделанные в площадках для пайки.
Для облегчения пайки слегка согните контакты, выступающие из отверстий, чтобы они держались на месте.
Редактировать
org/HowToDirection»>Для пайки каждого соединения:
Поместите жало паяльника на контактную площадку.
Наплавьте на контактную площадку столько припоя, чтобы контактный провод конденсатора надежно удерживался на месте.
Удалите и припой, и жало паяльника из соединения, как только припой расплавится на контактную площадку.
Редактировать
org/HowToDirection»>Далее мы рассмотрим умеренно сложный процесс пайки. В нашем случае мы будем припаивать очень тонкие и тонкие выводы к печатной плате с помощью маленьких контактных площадок.
Маленькие электронные компоненты, включая провода, не могут рассеивать тепло так же быстро, как более крупные компоненты. Это делает их очень восприимчивыми к перегреву. Обязательно нагревайте соединение достаточно долго, чтобы расплавить припой.
Выводы были удалены с контактных площадок для пайки путем нагревания стыка на верхней стороне платы при вытягивании выводов с помощью пинцета.
Редактировать
org/HowToDirection»>Обычно припой закрывает некоторые отверстия через контактные площадки на плате. Открытие этих отверстий значительно упрощает пайку.
Откройте отверстия через контактные площадки припоя, прижав выпрямленную скобу к блокировке, одновременно нагревая ту же контактную площадку с другой стороны платы.
Инструмент из третьих рук (или друг) может сильно помочь в этой процедуре.
Редактировать
После очистки всех отверстий вставьте оголенные концы проводов с помощью пинцета.
Чтобы провода оставались на месте, может быть полезно сначала согнуть выводы батареи, придав им окончательную форму, а затем вставить зачищенные концы в отверстия.
Редактировать
Для пайки каждого соединения:
Поместите жало паяльника на контактную площадку.
Расплавьте ровно столько припоя на площадке для пайки, чтобы контактные выводы прочно держались на месте.
Удалите и припой, и жало паяльника из соединения, как только припой расплавится на контактную площадку.
Редактировать
В последнем разделе выводы батареи будут припаяны к контактным площадкам для поверхностного монтажа. Соединения такого типа труднее паять, потому что провод не имеет твердой точки крепления (например, сквозного отверстия), чтобы удерживать его на месте во время пайки.
Чтобы выпаять соединение, поместите фитиль припоя поверх существующего шарика припоя и нажмите на фитиль припоя паяльником.
Когда припой расплавится и попадет в фитиль, снимите фитиль с соединения.
Повторите ту же процедуру для остальных отведений.
Когда участок фитиля пропитается припоем, его следует обрезать и выбросить.
Редактировать
Мы рекомендуем очищать контактные площадки для поверхностного монтажа мягкой тканью, губкой или зубной щеткой и небольшим количеством медицинского спирта.
Чтобы наплавить небольшую каплю припоя на каждую контактную площадку:
Поместите жало паяльника на контактную площадку.
Расплавьте припой так, чтобы он образовал купол на верхней части контактной площадки.
Удалите и припой, и жало паяльника с площадки для пайки, как только припой расплавится на площадке.
Редактировать
Редактировать
org/HowToDirection»>Чтобы припаять новые выводы к плате, поместите оголенный конец одного вывода на шарик припоя на соответствующей площадке для пайки.
Надавите жалом паяльника на шарик припоя, пока он не расплавится.
Вставьте открытый конец провода в жидкий припой, пока он не окажется в центре шарика, затем выньте паяльник.
Продолжайте с другими соединениями таким же образом, обращая особое внимание на то, чтобы не спаять две контактные площадки вместе.
Редактировать
Автор
с 19 другими участниками
Значки: 47
+44 еще значка
Какой тип припоя следует использовать для материнских плат?
Александр Берк
«Этот пост содержит партнерские ссылки, и я получу компенсацию, если вы совершите покупку после перехода по моим ссылкам».
Когда дело доходит до пайки, существует множество припоев, которые можно использовать для самых разных задач. Что касается материнских плат, вы очень быстро обнаружите, что работаете со сложной и деликатной частью оборудования. Итак, какой тип припоя следует использовать для материнских плат?
При пайке материнских плат следует использовать припой с сердечником из канифоли 60/40 или оловянно-свинцовый припой 63/37 с гибким сердечником из канифоли. Избегайте кислотных ядер. Рекомендуется использовать припои на основе свинца, поскольку с ними легче работать.
Если вас пугает мысль о работе со свинцом, то эта статья поможет вам успокоиться и покажет, насколько безвредным и простым это может быть. Продолжайте читать, чтобы узнать больше о различных типах припоя, которые лучше всего подходят для материнских плат.
Тип припоя, который следует использовать для материнских плат
При пайке электроники, а не сантехники, можно использовать два основных типа припоя: припой на основе свинца и припой без содержания свинца. Самая большая разница между ними заключается в температуре, при которой они плавятся, что влияет на то, насколько легко с ними работать.
При пайке материнских плат лучше всего использовать припой на основе свинца, так как он не имеет очень высокой температуры плавления, что упрощает работу с ним и делает его безопасным для вашей материнской платы.
Припой 60/40 состоит примерно из 60 процентов олова и 40 процентов свинца, а припой 63/37 состоит из 63 процентов олова и 37 процентов свинца. Олово в этом припое обеспечивает низкую температуру плавления, которая составляет от 180 до 190 градусов Цельсия.
Большинство людей рекомендуют выбирать припой с наименьшим содержанием свинца или вообще без свинца, но на самом деле все зависит от ваших предпочтений.
Припой на основе свинца также опасен только в том случае, если вы вдыхаете пары в течение очень длительного периода времени, а вероятность чрезмерного воздействия свинца во время пайки очень мала.
Очень важно избегать кислотных сердечников, потому что эти типы припоев используются в сантехнике и портят вашу материнскую плату.
Как узнать, не содержит ли мой припой свинец?
Очень легко определить, какой у вас припой: бессвинцовый или на основе свинца.
Это можно сделать двумя способами:
- Прочтите этикетку на припое. Если вы только что купили новый припой, то легко сможете определить, содержит ли он свинец или нет. На этикетке, скорее всего, не будет написано «Не содержит свинца». Скорее всего, в нем будет Pb, который является свинцом в периодической таблице. Если рядом с Pb есть процентное содержание, то оно основано на свинце. Если на нем написано «нет Pb» или есть классический круг с линией, пересекающей его по диагонали, и Pb внутри символа, то он не содержит свинца.
- Проведите быстрый тест. Поскольку бессвинцовый припой имеет более высокую температуру плавления, вы можете настроить паяльник на температуру от 180 до 190 градусов Цельсия, поскольку при такой температуре плавится припой на основе свинца. Теперь попробуйте нагреть припой компонент на материнской плате. Если он легко плавится, значит, он на основе свинца. Если он не плавится легко или вообще не плавится, то он не содержит свинца.
Один опытный паяльщик заметил (с юмором), что если вы обнаружите, что злитесь на припой из-за того, что с ним трудно работать, то вы без сомнения знаете, что у вас бессвинцовый припой!
Передовые методы обеспечения безопасности при использовании припоя на основе свинца
Отравление свинцом может вызвать серьезные проблемы со здоровьем и даже смерть. Это немного пугает мысль об использовании припоя на основе свинца.
Впрочем, не стоит об этом сильно беспокоиться. Следуйте этим правилам безопасности при использовании припоя на основе свинца, и все будет в порядке.
- Пайка в хорошо проветриваемом помещении.
- Всегда мойте руки после пайки.
- Не ешьте и не пейте в местах пайки.
- Используйте средства индивидуальной защиты.
- Защитная одежда. Носите рубашки с длинными рукавами и штаны из хлопка и обувь с закрытыми носками. Также рекомендуется надевать защитные термостойкие перчатки.
- Защитные очки
Вы не подвергаете себя высокому риску отравления свинцом при пайке, но существует риск, что если вы не будете следовать этим правилам техники безопасности, вы можете получить его.
Обязательно запомните эти рекомендации, чтобы чувствовать себя в безопасности во время пайки.
Подходит ли бессвинцовый припой для электроники?
Хотя использование бессвинцового припоя, безусловно, является более безопасным, этот тип припоя имеет гораздо более высокую температуру плавления, чем припой на основе свинца, что может привести к повреждению материнской платы.
Это не вредит электронике, это только усложняет работу с ней, и большинство людей считают, что бессвинцовый припой их легко разочаровывает.
Если вас слишком беспокоит вдыхание паров свинца, то было бы совершенно нормально, если бы вы выбрали бессвинцовый припой. Однако важно отметить, что, поскольку бессвинцовый припой имеет более высокую температуру плавления, он будет менее щадящим и трудным в использовании.
Если вы не очень опытны в пайке, вы можете легко повредить материнскую плату.
В конечном счете все зависит от того, с чем вам удобно работать. Если вы умеете хорошо паять, бессвинцовый припой будет хорошим выбором для вашей материнской платы.
Какой тип флюса следует использовать для материнской платы?
Флюс — это продукт, который очищает область пайки, чтобы припой легко растекался и позволял создавать идеальное паяное соединение. Когда вы выбираете флюс, важно проверить, совместим ли ваш флюс с типами металлов, которые используются в ваших печатных платах.
При пайке материнской платы можно выбрать один из трех типов флюса.
- Водорастворимый флюс- Лучший флюс для использования на материнских платах. Он прочный и простой в использовании. Вы сможете сократить свой инвентарь для пайки, потому что это сделает очистку очень простой и не потребует от вас никаких дополнительных химических растворителей.
- Флюс с канифолью — Это следующий лучший вариант, если вы хотите использовать водорастворимый флюс. Необходимо использовать химический растворитель, чтобы этот флюс раскислился и тщательно очистил место пайки.
- Слабоактивированная канифоль- Этот флюс отлично подходит для дезинфекции грязных проводов, но часто оставляет пятна после пайки.
Водорастворимый флюс лучше всего подходит для материнских плат . Он прост в использовании, очень хорошо и быстро очищает место пайки и может выдерживать любые погодные условия.
Заключение
В заключение, хотя вы можете подумать, что использование припоя на основе свинца может быть опасным, соблюдение нескольких правил безопасности убережет вас от опасности и облегчит вам начало пайки на материнской плате.
При пайке материнских плат следует использовать припой с:
- 60/40 канифольным сердечником или
- 63/37 оловянно-свинцовым припоем с гибким канифольным сердечником
- Также убедитесь, что чтобы избежать кислотных сердечников
Если вы решите использовать бессвинцовый припой, это совершенно нормально. Просто убедитесь, что ваши навыки пайки превосходны и что вы можете держать свой гнев под контролем на случай, если все станет немного сложнее.
Что бы вы ни решили, это будет правильное решение, потому что важно то, что вам удобно и что вы предпочитаете.
Источники
Плата скважины
Манекены
Stack Exchange
Blink
Lifewire
Пожалуйста, включите JavaScript в вашем браузере, чтобы заполнить эту форму.
Время для прямой обратной связи: насколько хорошо я ответил на ваш вопрос? *
- 1 — Есть решение!
- 2 — Узнал что-то новое
- 3 — Не совсем
- 4 — Совсем нет
Мы очень ценим ваши отзывы!
Оставьте мне примечание к вашему рейтингу! (необязательно)
Если вам понравилась эта статья, посмотрите другие мои статьи, которые я написал на эту тему!
«Этот пост содержит партнерские ссылки, и я получу компенсацию, если вы совершите покупку после перехода по моим ссылкам».
Александр Берк
Немного о себе: Я сертифицированный международный инженер по сварке (IWE), работавший в различных проектах по сварке TIG, MIG, MAG и контактной точечной сварке. В последнее время он работал инженером-технологом по процессам лазерной и TIG-сварки.
Чтобы ответить на некоторые вопросы, которые мне часто задавали или задавались во время работы, я завел этот блог.