Паять микросхемы: Пайка BGA микросхем для начинающих

правила работы паяльником и паяльной станцией

Современные радиоэлектронные устройства невозможно представить без микросхем – сложных деталей, в которые, по сути, интегрированы десятки, а то и сотни простых, элементарных компонентов.

Микросхемы позволяют сделать устройства легкими и компактными. Рассчитываться за это приходится удобством и простотой монтажа и достаточно высокой ценой деталей. Цена микросхемы не играет важной роли в формировании общей цены изделия, в котором она применяется. Если же испортить такую деталь при монтаже, при замене на новую стоимость может существенно увеличиться. Несложно припаять толстый провод, большой резистор или конденсатор, для этого достаточно владения начальными навыками в пайке. Микросхему же надо припаивать совсем иным способом.

Чтобы не произошло досадных недоразумений, при пайке микросхем необходимо пользоваться определенными инструментами и соблюдать некоторые правила, основанные на многочисленном опыте и знаниях.

Оборудование для пайки

Для пайки микросхем можно использовать различное паяльное оборудование, начиная от простейшего – паяльника, и заканчивая сложными устройствами и паяльными станциями с использованием инфракрасного излучения.
Паяльник для пайки микросхем должен быть маломощным, желательно рассчитанным на напряжение питания 12 В. Жало такого паяльника должно быть остро заточено под конус и хорошо облужено.

Для выпаивания микросхем может быть применен вакуумный оловоотсос – инструмент, позволяющий поочередно очищать ножки на плате от припоя. Этот инструмент представляет собой подобие шприца, в котором поршень подпружинен вверх. Перед началом работ он вдавливается в корпус и фиксируется, а когда необходимо, освобождается нажатием кнопки и под действием пружины поднимается, собирая припой с контакта.

Более совершенным оборудованием считается термовоздушная станция, которая позволяет осуществлять и демонтаж микросхем и пайку горячим воздухом. Такая станция имеет в своем арсенале фен с регулируемой температурой потока воздуха.

Очень востребован при пайке микросхем такой элемент оборудования, как термостол. Он подогревает плату снизу, в то время, как сверху производятся действия по монтажу или демонтажу. Опционально термостол может быть оснащен и верхним подогревом.

В промышленных масштабах пайка микросхем осуществляется специальными автоматами, использующими ИК-излучение. При этом производится предварительный разогрев схемы, непосредственно пайка и плавное ступенчатое охлаждение контактов ножек.

Подбираем паяльник

Если вы не занимаетесь радиоделом профессионально (скорее всего это так, иначе вы не изучали бы этот материал), у вас в арсенале обычный паяльник в одном экземпляре. О паяльной станции речь и вовсе не идет, поскольку это достаточно дорогой (хотя и очень удобный комплект). Но для начинающего мастера это излишество.

Вернемся к паяльникам. Классика — это нихромовый нагреватель и медное жало. На самом деле, это лучшее сочетание, но для ручного управления. Никакого контроля за температурой, плавный медленный нагрев. При этом медное жало отлично держит градус, и зачастую компенсирует теплоотвод в месте пайки. Еще одно преимущество — мягкий материал позволяет формовать любую конфигурацию наконечника. Можно буквально расклепать и выпилить жало под конкретный вид пайки.

Единственный недостаток — медь быстро выгорает, и такой тип жала фактически является расходным материалом. Его постоянно приходится обтачивать напильником.

Совет: прежде чем формировать кончик напильником, обязательно поработайте молотком. После уплотнения медного стержня он продержится дольше. Немного потерянного времени с лихвой компенсируется удобством работы.

На иллюстрации изображена классическая форма «отвертки». Универсальный кончик для большинства любительских работ.

Если ваш «нагревательный прибор» оснащен регулятором температуры — необходимо учитывать инертность меди. Заданную цифру он набирает медленно, и также неторопливо остывает.

Керамическое жало с серебряным напылением — это современный аксессуар. Если стоит вопрос, как работать с деталями SMD формата, или как выпаять микросхему из двухсторонней платы — это ваш вариант. Однако им не так удобно паять мощные теплоемкие провода и контакты.

Такой паяльник моментально греется, и на нем можно точно контролировать градусы (при наличии регулятора).

Способ нагрева может быть любым. Такой же керамический нагреватель, как и жало, или нихромовый. Еще на медных паяльниках применяются индукционные нагреватели, но это скорее экзотика.

В домашних условиях

Пайка микросхем в домашних условиях может потребоваться для ремонта сложной бытовой техники, материнских плат компьютеров.
Как правило, чтобы припаять ножки микросхемы, используют паяльник или паяльный фен.

Работа паяльником осуществляется с помощью обычного припоя или паяльной пасты.

В последнее время стал чаще применяться бессвинцовый припой для пайки с более высокой температурой плавления. Это необходимо для уменьшения вредного действия свинца на организм.

Какие приспособления потребуются

Для пайки микросхем, кроме самого паяльного оборудования, потребуются еще некоторые приспособления.

Если микросхема новая и выполнена в BGA-корпусе, то припой уже нанесен на ножки в виде маленьких шариков. Отсюда и название – Ball Grid Array, что означает массив шариков. Такие корпуса предназначены для поверхностного монтажа. Это означает, что деталь устанавливается на плату, и каждая ножка быстрым точным действием припаивается к контактным пятачкам.

Если же микросхема уже использовалась в другом устройстве и используется как запчасти, бывшие в употреблении, необходимо выполнить реболлинг. Реболлингом называется процесс восстановления шариков припоя на ножках. Иногда он применяется и в случае отвала – потери контакта ножек с контактными пятачками.

Для осуществления реболлинга понадобится трафарет – пластина из тугоплавкого материала с отверстиями, расположенными в соответствии с расположением выводов микросхемы. Существуют готовые универсальные трафареты под несколько самых распространенных типов микросхем.

Паяльная паста и флюс

Для правильной пайки микросхем необходимо соблюдать определенные условия. Если работа осуществляется паяльником, то жало его должно быть хорошо облужено.

Для этого используется флюс – вещество, растворяющее оксидную пленку и защищающее жало от окисления до покрытия припоем во время пайки микросхемы.

Наиболее распространенный флюс – сосновая канифоль в твердом, кристаллическом виде. Но, чтобы припаять микросхему, такой флюс не годится. Ножки ее и контактные пятачки обрабатывают жидким флюсом. Его можно сделать самостоятельно, растворив канифоль в спирте или кислоте, а можно купить готовый.

Припой в этом случае удобнее использовать в виде присадочной проволоки. Иногда он может содержать внутри флюс из порошковой канифоли. Можно приобрести готовый паяльный набор для пайки микросхем, включающий в свой состав канифоль, жидкий флюс с кисточкой, несколько видов припоя.

При осуществлении реболлинга используется паяльная паста, представляющая собой основу из вязкого материала, в которой содержатся мельчайшие шарики припоя и флюса. Такая паста наносится тонким слоем на ножки микросхемы с обратной стороны трафарета. После этого паста разогревается феном или инфракрасным паяльником до расплавления припоя и канифоли. После застывания, они образуют шарики на ножках микросхемы.

Характеристики

Технические характеристики, на которые следует обратить внимание при выборе инструмента:

• Мощность. В случае с паяльниками для схем значение мощности не должно превышать 10 Вт. Данный параметр влияет на работоспособность и сохранность электрических элементов. Такой подход используется при монтаже схемы. Если же происходит удаление элементов с платы и их сохранность не имеет значения, то большое значение мощности облегчит процесс.

Мощные приборы могут использоваться только опытными радиолюбителями, которые способны точно и быстро производить работу, не вызывая перегрева элементов.

Приборы различной мощности

• Напряжение, которое потребуется для работы. Большое напряжение от сети, равное 220 В, также может нанести вред деталям. По этой причине паяльник подключается через понижающий трансформатор, который в зависимости от модели выдает либо 12, либо 36 В. При выборе товара лучше всего брать комплект, куда уже входит трансформатор или блок питания, дабы не докупать его отдельно.
• Толщина наконечника также играет важную роль. У обычных инструментов она составляет около 5 мм. Для инструментов для микропайки нормальным считается значение до 3 мм. Сменные наконечники чаще всего имеются в продаже отдельно, но бывают комплекты, куда они тоже входят.
• Инструмент для пайки
• Вместе с паяльником неплохо приобрести различные принадлежности и инструмент. Если вы однажды поработали с хорошим инструментом, то потом вряд ли захотите работать с плохим. Поэтому лучше один раз купить хороший инструмент, чем несколько раз плохой.
• Для пайки понадобятся такие инструменты:
• – маленькие кусачки — для проводов, выводов деталей и снятия изоляции,
• – напильник — для зачистки жала паяльника,
• – пинцет — чтобы пальцы не обжигать,
• – медицинский скальпель или канцелярский нож,
• – игла от шприца с затупленным кончиком,
• – тонкое шило.
• По мере приобретения опыта в ремонте и изготовлении электронных схем этот ваш арсенал будет постепенно расширяться и модифицироваться.
• Как организовать рабочее место для пайки
• Хорошая мастерская, а особенно набор инструментов создаются годами. Тем более, когда приходит мастерство, то покупные инструменты уже не удовлетворяют нашим требованиям, приходится изготавливать инструменты своими руками. Но для этого нужно иметь не только рабочее место, но и соответствующее оборудование.
• Мастерская нужна не только для работ с электронными приборами и конструкциями, но и для общих домашних работ. Современные квартиры, как правило, не оставляют нам возможности оборудовать свое рабочее место в отдельной комнате, поэтому можно использовать любой свободный угол. Крепление полок к стене, планировка уголка и нижнего шкафа – дело вашей фантазии и умения.
• Для размещения инструмента можно использовать планки с постоянными магнитами или самодельный набор из магнитных дверных защелок. На поверхности стола оборудуйте специальное поле, покрытое асбестом — для работы с паяльником, кислотами и растворителями.
• Для особо мелких деталей одного назначения приспособьте пластмассовые коробочки для кактусов, склеенные (скрепленные) в наборную кассу. Или купите специальные емкости в специализированном магазине. Для деталей средней величины хорошо подходят прямоугольные коробочки из-под сметаны, которые имеют очень удобные бортики, хорошо входящие в специально прорезанные пазы. Микросхемы, кроме стандартных пластмассовых коробок, удобно хранить в листах пенопласта, вложенных в коробку из-под обуви.
• Шкафчики вверху и внизу могут вмещать в себя ЗИП, электродрель (малый сверлильный станок), ЛАТР, различные напильники, лобзик, малую ручную дрель, различные емкости с лаками, клеями, растворителями и хлорным железом. Особое место выделите для измерительных приборов, отдельно разместите малые тиски с наковальней, большие тиски и т. д.
• Позаботьтесь о емкости с низкими бортами и достаточно большой площадью для мусора — откусанных выводов и снятой оплетке. Очень хорошо для такого мусора подходит пластиковая одноразовая тарелка (не стоит касаться ее жалом разогретого паяльника!).
• Электропитание и освещение рабочего места
• Необходимо обязательно предусмотреть местное освещение рабочего места. Ранее у нас на сайте была опубликована статья с инструкциями по изготовлению мощного настольного светильника. Смотрите: вечная настольная лампа своими руками. Такой светильник идеально подходит для выполнения мелких работ с большой нагрузкой на зрение.
• Свет должен падать на плату так, чтобы рука с паяльником не закрывала его. Пульт электропитания в лаборатории должен обеспечивать: регулируемое напряжение постоянное (выпрямленное) и переменное 0 – 250 В (ЛАТР) питание для паяльника и любое нужное напряжение постоянного тока для питания любых электронных конструкций.

Газовый паяльник

Порядок проведения работ

Перед началом работ необходимо подготовить все инструменты, материалы и приспособления, чтобы они были под рукой.
При монтаже или демонтаже плату можно расположить на термостоле. Если для демонтажа используется паяльный фен, то для исключения его воздействия на другие компоненты, нужно их изолировать. Сделать это можно установкой пластин из тугоплавкого материала, например, полосок, нарезанных из старых плат, пришедших в негодность.

При использовании для демонтажа оловоотсоса процесс происходит аккуратнее, но дольше. Оловоотсос «заряжается» при очистке каждой ножки. По мере заполнения кусками застывшего припоя, его нужно очищать.

Есть несколько правил пайки, которые следует обязательно исполнять:

• паять микросхемы на плате надо быстро, чтобы не перегреть чувствительную деталь;
• можно каждую ножку во время пайки придерживать пинцетом, чтобы обеспечить дополнительный теплоотвод от корпуса;
• при монтаже с помощью фена или инфракрасного паяльника, необходимо следить за температурой детали, чтобы она не поднималась выше 240-280 °C.

Радиоэлектронные детали очень чувствительны к статическому электричеству. Поэтому при сборке лучше использовать антистатический коврик, который подкладывается под плату.

Как выпаять микросхему

Итак, в первую очередь нужно запомнить, как именно стояла микросхема. Чтобы не путаться в дальнейшем, следует знать, что у каждой микросхемы есть ключ, то есть, специальная метка, от которой происходит нумерация контактов. Во всех микросхемах нумерация выводов осуществляется против часовой стрелки.

Чтобы выпаять микросхему нам понадобится смазать контакты гелевым флюсом, после чего нагреть микросхему феном, при температуре 300-250 градусов.

После того, как припой начнёт расплавляться, нужно будет осторожно поддеть микросхему пинцетом, после чего аккуратно вытащить её из посадочного гнезда.

Зачем сушить чипы

Чипами называют микросхемы, заключенные в BGA-корпусах. Название, видимо, пошло еще от аббревиатуры, означавшей «Числовой Интегральный Процессор».

По опыту использования у профессионалов существует устойчивое мнение, что при хранении, транспортировке, пересылке, чипы впитывают в себя влагу и во время пайки она, увеличиваясь в объеме, разрушает деталь.

Действие влаги на чип можно увидеть, если нагреть последний. На поверхности его будут образовываться вздутия и пузыри еще задолго до того, как температура поднимется до значения, достаточного для расплавления припоя. Можно только представить, что же происходит внутри детали.

Чтобы избежать нежелательных последствий наличия влаги в корпусе чипа, при монтаже плат осуществляется сушка чипов перед пайкой. Эта процедура помогает удалить влагу из корпуса.

Термовоздушная паяльная станция

Назначение станции Quick 861DE ESD Lead – пайка (демонтаж и монтаж) BGA микросхем и SMD компонентов. Преимущества этой станции:

• три режима памяти СН1, СН2, СН3;
• высокая производительность “по воздуху”, Quick 861DE подойдет для пайки плат и телефонов и ноутбуков;
• стабильность температуры.

Что бы можно улучшить в конструкции станции, это регулировка температуры не кнопками, а вращающимися регуляторами, как на Quick 857D (W)+.

Quick 861DE ESD Lead

Про состав припоя

Название припоя оловянно-свинцовой группы говорит о содержании в нем олова. Например ПОС-40 содержит 40 % олова, а ПОС-61 — почти 61 % олова. Остальная часть состоит из свинца и дополнительных примесей. По внешнему виду можно на глаз прикинуть состав. Если припой ПОС более матовый и темный, то он больше содержит свинца. Если более светлый и блестящий — то больше олова. Лучше всего это познается в сравнении. Как выглядит лист олова и лист свинца смотрите на фото.
Прочность припоя зависит не только от легирования сплава, но и от паяемого металла. Например, для пайки меди или цинка в припой ПОС добавляют несколько процентов меди или цинка соответственно. Это снижает химическую эрозию металла и увеличивает поверхностную прочность соединения.

Как паять SMD микросхемы

Каждый начинающий электронщик задавался вопросом: «А как паять микросхемы, ведь расстояние между их выводами  бывает очень маленькое?» Про различные типы корпусов микросхем можно прочитать в этой статье. Ну а в  этой статье  я покажу, как паяю SMD микросхемы, выводы которых находятся по периметру микросхемы. У каждого электронщика свой секрет пайки таких микросхем. В этой статье я покажу свой способ.

Как отпаять микросхему

У каждой микросхемы имеется так называемый «ключ». Я его выделил в красном кружочке.

Это метка, с которой начинается нумерация выводов. В микросхемах выводы считаются против часовой стрелки. Иногда  на самой печатной плате  указано, как должна быть припаяна микросхема, а также показаны номера выводов. На фото мы видим, что краешек белого квадрата на самой печатной плате срезан, значит, микросхема должна стоять в эту сторону ключом. Но чаще все-таки не показывают. Поэтому, перед тем как отпаять микросхему, обязательно запомните как она стояла или сфотографируйте ее, благо мобильный телефон всегда под рукой.

Для начала все дорожки обильно смазываем гелевым флюсом Flux Plus.

Готово!

Выставляем температуру фена на 330-350 градусов и начинаем «жарить» нашу микросхему спокойными круговыми движениями по периметру.

Хочу похвастаться одной штучкой. У меня она шла в комплекте сразу с паяльной станцией. Я ее называю экстрактор микросхем.

В настоящее время китайцы доработали этот инструмент, и сейчас он выглядит примерно вот так:

Вот так выглядят для него насадки

Купить можно по этой ссылке.

Как только видим, что припой начинает плавиться, беремся за край микросхемы и начинаем ее приподнимать.

Усики экстрактора микросхемы обладают очень большим пружинящим эффектом. Если мы будем поднимать микросхему какой-нибудь железякой, например, пинцетом, то у нас есть все шансы вырвать вместе с микросхемой и контактные дорожки (пятачки). Благодаря пружинящим усикам, микросхема отпаяется от платы только в тот момент, когда припой будет полностью расплавлен.

Вот и наступил этот момент.

Как запаять микросхему

С помощью паяльника и медной оплетки чистим пятачки от излишнего припоя. На мой взгляд самая лучшая медная оплетка — это Goot Wick.

Вот что у  нас получилось:

Далее берем паяльник с припоем и начинаем лудить все пятачки, чтобы на них осел припой.

Должно получиться вот так

Здесь главное не жалеть флюса и припоя. Получились своего рода холмики, на которые мы и посадим нашу новую микросхему.

Теперь нам нужно очистить все это дело от  разного рода нагара и мусора. Для этого используем ватную палочку, смоченную в Flux-Оff, либо в спирте. Подробнее про химию здесь. У нас должны быть чистенькие и красивые контактные дорожки, приготовленные под микросхему.

Напоследок все это чуточку смазываем флюсом

Ставим новую микросхему по ключу и начинаем  ее прожаривать, держа при этом фен как можно более вертикальнее, и  круговыми движениями водим его по периметру.

Напоследок  чуток еще смазываем флюсом и по периметру «приглаживаем» контакты микросхемы к  пятакам с помощью паяльника.

Думаю, это самый простой способ запайки SMD микросхем. Если же микросхема новая, то надо  будет залудить ее контакты флюсом ЛТИ-120 и припоем. Флюс ЛТИ-120 считается нейтральным флюсом, поэтому, он не будет причинять вред микросхеме.

Думаю, теперь вы знаете, как паять микросхемы правильно.

Silver Solder Chips – Etsy Turkey

Etsy больше не поддерживает старые версии вашего веб-браузера, чтобы обеспечить безопасность пользовательских данных. Пожалуйста, обновите до последней версии.

Воспользуйтесь всеми преимуществами нашего сайта, включив JavaScript.

За последние 6 месяцев объем продаж этого товара был высоким.

Нажмите, чтобы увеличить

В 20+ тележках

Цена: 205,22 TL+

Загрузка

Включены местные налоги (где применимо)

MetalClays4You

Звездный продавец

Star Sellers имеют выдающийся послужной список в обеспечении отличного обслуживания клиентов — они постоянно получали 5-звездочные отзывы, вовремя отправляли заказы и быстро отвечали на любые полученные сообщения.

5 из 5 звезд

Возвраты принимаются

Тип припоя

Выберите вариант Легкий Середина Жесткий

Выберите опцию

Масса

Выберите вариант 1 г (205,22 турецких лир) 5 г (465,60 турецких лир) 10 г (787,64 турецких лир)

Пожалуйста, выберите опцию

Количество

123456789

Вы можете сделать предложение только при покупке одного товара

Продавец звезд. Этот продавец неизменно получал 5-звездочные отзывы, вовремя отправлял товары и быстро отвечал на все полученные сообщения.

Исследуйте другие похожие поисковые запросы

Внесен в список 1 июля 2023 г.

559 избранных

Сообщить об этом элементе в Etsy

Выберите причину… С моим заказом возникла проблемаОн использует мою интеллектуальную собственность без разрешенияЯ не думаю, что это соответствует политике EtsyВыберите причину…

Первое, что вы должны сделать, это связаться с продавцом напрямую.

Если вы уже это сделали, ваш товар не прибыл или не соответствует описанию, вы можете сообщить об этом Etsy, открыв кейс.

Сообщить о проблеме с заказом

Мы очень серьезно относимся к вопросам интеллектуальной собственности, но многие из этих проблем могут быть решены непосредственно заинтересованными сторонами. Мы рекомендуем связаться с продавцом напрямую, чтобы уважительно поделиться своими проблемами.

Если вы хотите подать заявление о нарушении прав, вам необходимо выполнить процедуру, описанную в нашей Политике в отношении авторских прав и интеллектуальной собственности.

Посмотрите, как мы определяем ручную работу, винтаж и расходные материалы

Посмотреть список запрещенных предметов и материалов

Ознакомьтесь с нашей политикой в ​​отношении контента для взрослых

Товар на продажу…

не ручной работы

не винтаж (20+ лет)

не товары для рукоделия

запрещены или используют запрещенные материалы

неправильно помечен как содержимое для взрослых

Пожалуйста, выберите причину

Расскажите нам больше о том, как этот элемент нарушает наши правила. Расскажите нам больше о том, как этот элемент нарушает наши правила.

Все категории

Товары для рукоделия и инструменты

Чипсы для серебряного припоя Hard x 5g. Металлические глины 4 Вы

Твердый серебряный припой x 5 г Выбор серебряного припоя

При сборке , начните с припоя с самой высокой температурой плавления. При сборке каждой детали используйте низкотемпературный припой. В приведенной ниже таблице описаны способы использования и температуры текучести четырех стандартных типов припоя.

Как паять более успешно

Эти советы помогут вам паять более успешно и надежно. . . каждый раз. Они такие простые, но может быть слишком легко позволить мелочам выскользнуть из головы, пока мы работаем над нашими процессами.

• Используйте наименьшее количество припоя, необходимое для хорошего соединения. Не заливайте соединение припоем.

 

• Детали, подлежащие пайке, должны плотно прилегать друг к другу без воздушного пространства между ними.

 

• Убедитесь, что соединение и пайка чистые. Перед пайкой хорошо профлюсируйте все поверхности, чтобы предотвратить окисление, которое может препятствовать растеканию припоя.

 

• При нагревании деталей для пайки действуйте так, чтобы все детали одновременно достигли температуры пайки.

 

Основы эффективной пайки

Вот как эффективно паять, используя базовые навыки пайки. Следуйте этим шагам, чтобы обеспечить прочное и долговечное соединение.

Чистый
Припой не течет по грязной или жирной поверхности. Используйте обезжиривающее чистящее средство и абразивную губку или абразив, например пемзу, чтобы удалить грязь или жир с припаиваемого металла. Тщательно промойте после очистки. Вы также можете очистить заготовки паром.

 

Fit
Компоненты, выводы и соединения должны плотно прилегать друг к другу. Зазоры в стыках и плохо подобранные стыки между деталями создают плохое паяное соединение, что может привести к точечной коррозии припоя или к слабому соединению, которое может сломаться.

Иногда припой просто не заполнит плохо прилегающую область.

 

Флюс
Флюс подготавливает металлическую поверхность к нанесению жидкого припоя. При нанесении флюса убедитесь, что он все время находится в контакте с припоем и что он касается обеих соединяемых металлических частей. Некоторые самопротравливающие флюсы также помогают растворять оксиды. Для создания идеальной поверхности для пайки важно, чтобы соединение не содержало оксидов.

 

Пламя
Используйте либо нейтральное пламя (кислород и газ равные части), либо восстановительное пламя (больше газа, чем кислорода). Металл, прилегающий к стыку, должен достичь необходимой температуры, прежде чем припой потечет. Сначала концентрируйте тепло на окружающей поверхности, а затем на месте пайки. Помните, что припой течет к самой горячей части поверхности и к пламени.

 

Последующая обработка

После пайки используйте слабый кислотный травильный раствор для очистки цветных металлов.