Каталог огранизаций по электромонтажу и электролабораторий:
Москва
Санкт-Петербург

Как выпаять микросхему

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.

Демонтированные микросхемы
Демонтированные микросхемы

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.

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.

Корпус DIP
Корпус DIP

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.

Электростатический браслет
Электростатический браслет

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.

Многослойная печатная плата
Многослойная печатная плата

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.

Оплетка для демонтажа
Оплетка для демонтажа

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.

Оловоотсос для выпаивания
Оловоотсос для выпаивания

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.

Как выпаять ИМС иглой
Как выпаять ИМС иглой

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.

Паяльный фен с насадками
Паяльный фен с насадками

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.

Видео