Введение
Удаление припоя и компонентов с печатной платы
В электронике, распайка — это удаление припоя и компонентов с печатной платы для диагностики, ремонта, замены и восстановления.
Насосы
Электрические насосы используются для различных целей в сочетании с ручным наконечником, соединенным трубкой. Отсосы используются для удаления расплавленного припоя, разъединяя ранее соединенные контакты. Они в основном применяются для извлечения выводов из печатной платы. Наконечник отсоса должен быть сконструирован таким образом, чтобы извлеченный припой не затвердевал, забивая его, и не попадал в насос, а также чтобы его можно было легко удалить и утилизировать. Невозможно удалить многовыводную деталь, последовательно расплавляя припой на выводах, так как одно соединение затвердеет, пока расплавляется следующее; насосы и оплетка для удаления припоя – одни из методов удаления припоя со всех соединений, освобождая деталь для извлечения. Отсосы также используются со специальными наконечниками для каждой детали, чтобы захватывать и удалять мелкие поверхностно-монтируемые компоненты после расплавления припоя, а также для установки компонентов. Насосы горячего воздуха подают воздух, достаточно горячий для расплавления всего припоя вокруг небольшого поверхностно-монтируемого компонента, и могут использоваться для пайки компонентов на место, а также для удаления припоя с последующим извлечением до его затвердевания с помощью вакуумного насоса или пинцета. Горячий воздух склонен к окислению металлов; вместо воздуха можно использовать не окисляющий газ, обычно азот, что увеличивает стоимость оборудования и расходных материалов.
Отсольвальная насос
Отпаивающий насос, в разговорной речи известный как "сосалка для припоя", – это ручное устройство, используемое для удаления припоя с печатной платы. Существуют два типа: поршневой и с резиновой грушей. (Электрический насос для этой цели обычно называют вакуумным насосом.) Поршневой тип имеет цилиндр с пружинным поршнем, который при нажатии опускается и фиксируется. При нажатии на кнопку поршень поднимается, создавая разрежение, которое всасывает припой с паяемого соединения. Тип с резиновой грушей создает разрежение за счет сжатия и отпускания резиновой груши. Насос прикладывается к нагретому паяемому соединению, а затем приводится в действие для удаления припоя.
Отсольщик
Отплавляющая плетенка, также известная как отплавляющий фитиль или фитиль для удаления припоя, представляет собой тонкоплетеную медную проволоку 18-42 AWG, покрытую канифольным флюсом, обычно поставляемую в рулоне. Конец отрезка плетенки помещают поверх паяных соединений компонента, который необходимо удалить. Соединения нагревают паяльником до тех пор, пока припой не расплавится и не впитается в плетенку капиллярным действием. Плетенку удаляют, пока припой еще расплавлен, использованный участок отрезают и выбрасывают после остывания. Короткие отрезки плетенки не позволят теплу отводиться плетенкой, а вместо этого будут нагревать соединение.
Техника
Для выпайки требуется нагрев паяного соединения и удаление расплавленного припоя, чтобы соединение можно было разъединить. Выпайка может потребоваться для замены неисправного компонента, изменения существующей схемы или извлечения компонентов для повторного использования. Использование слишком высокой температуры или слишком длительный нагрев могут повредить компоненты или разрушить связь между проводником печатной платы и основой платы. Методы различаются для компонентов с сквозным монтажом и поверхностного монтажа.
Проходные отверстия
Компонент с одним или двумя выводами, подключенными к печатной плате, обычно можно удалить, нагрев одного вывода, вытягивая конец компонента, пока припой расплавлен (сгибая другой вывод для этого), и повторяя для второго вывода. Припой, заполняющий отверстие, можно удалить насосом или острым предметом из материала, который не смачивается припоем, например, из нержавеющей стали или дерева. Если многовыводный компонент не требуется восстановить, часто можно обрезать выводы, а затем удалять оставшиеся концы по одному. Компоненты с большим количеством выводов нельзя удалить целиком описанным выше способом, если выводы недостаточно длинные и гибкие, чтобы их можно было вытащить по одному. Для компонента, такого как Dual Inline Package (DIP), выводы слишком короткие для вытягивания, и припой, расплавленный на одном выводе, затвердеет до того, как можно будет расплавить другой. Иногда используется техника с большим жалом паяльника, предназначенным для одновременного расплавления припоя на всех выводах; для разных корпусов требуются разные жала. Компонент удаляется, пока припой расплавлен, что проще всего сделать с помощью пружинного съемника, прикрепленного к нему перед нагревом. В противном случае все выводы должны быть освобождены от припоя до удаления компонента. Каждый вывод необходимо нагреть и удалить с него расплавленный припой с помощью вакуумного насоса, ручного отпаивателя или оплетки для удаления припоя. При работе с технологией сквозного монтажа на двухсторонних или многослойных платах следует соблюдать особую осторожность, чтобы не удалить переходное отверстие, соединяющее слои, так как это может привести к повреждению всей платы. Резкое натяжение вывода, который не полностью освобожден от припоя (или при неполном расплавлении припоя в случае нагрева всех выводов жалом паяльника), может вырвать переходное отверстие. Для удаления и восстановления всех компонентов – как сквозного, так и поверхностного монтажа – с платы, которая обычно больше не нужна, можно использовать открытое пламя или термофен для быстрого нагрева всех деталей, чтобы их можно было отделить. Детали могут быть повреждены и выделять токсичные пары при чрезмерной температуре или длительном нагреве.
Поверхностная крепление
Если их повторное использование не требуется, некоторые поверхностные компоненты можно удалить, перекусив их выводы и удалив остатки при помощи паяльника. В противном случае, поверхностные компоненты необходимо удалять, нагревая весь компонент до температуры, достаточной для плавления припоя, но не настолько высокой или продолжительной, чтобы повредить компонент. Для большинства случаев допустима температура не выше 260 °C (500 °F) в течение не более 10 секунд. Всю плату можно предварительно нагреть до температуры, которую все компоненты могут выдерживать неограниченно долго. Затем локализованный нагрев применяется к компоненту, который необходимо удалить, требуя меньшей мощности нагрева, чем при работе с холодным компонентом. Чаще всего для нагрева компонента используется фен горячего воздуха (или горячего газа) с насадкой подходящего размера и формы, при этом соседние компоненты при необходимости защищаются от тепла, после чего компонент удаляется пинцетом или вакуумным инструментом. Удаление многовыводных компонентов с помощью паяльника и инструментов для удаления припоя непрактично, так как припой между компонентом и площадками остается на месте, в отличие от припоя, который можно удалить из отверстия. Горячий воздух (или газ) может применяться с использованием инструментов, начиная от портативных газовых паяльников, таких как Weller Portasol Professional, которые можно оснастить узкой насадкой для горячего воздуха, установленной на приблизительно правильную, но не контролируемую температуру, и заканчивая промышленными станциями для переработки, оснащенными множеством функций, включая подачу горячего газа, вакуумную фиксацию деталей, паяльную головку, а также насадки и оснастку, специфичные для конкретных типов корпусов компонентов.
Плоская упаковка
Чипы Quad Flat Package (QFP) имеют тонкие выводы, плотно упакованные и выступающие из четырех сторон интегральной схемы (ИС); обычно это квадратная ИС. Удаление этих чипов может быть затруднительным, так как невозможно одновременно прогреть все выводы стандартным паяльником. Их можно удалить с помощью бритвенного лезвия или инструмента с высоким числом оборотов, просто перерезав выводы. Затем оставшиеся обрезки легко расплавить и очистить паяльником. Очевидно, что этот метод приводит к уничтожению ИС. Другой способ – использовать строительный фен или миниатюрную газовую горелку и нагревать угол, аккуратно поддевая чип и продвигая горелку вдоль выводов. Этот метод часто приводит к отрыву дорожек от печатной платы (ПП), если вывод недостаточно прогрелся для растекания припоя. Некоторые производители предлагают системы с тепловыми экранами, которые концентрируют горячий воздух в нужной точке, защищая соседние компоненты и предотвращая повреждение платы или QFP. Извлекатель использует пружинный механизм, который мягко поднимает ИС вверх, когда припой переходит в жидкое состояние. ИС удерживается вакуумным соплом, аналогичным используемым в установках автоматического монтажа. Эта система предотвращает повреждение контактных площадок на ПП, ИС, избегает перегрева окружающих компонентов и их отрыва, а также снижает риск ошибки оператора при использовании пинцета или других инструментов, которые могут повредить ПП или ИС. Еще один способ удаления этих устройств – использование сплава Филдса, который плавится при температуре около 140 °F (62 °C), что ниже температуры кипения воды. Сплав расплавляется в местах пайки, оставаясь жидким даже после охлаждения до комнатной температуры, и чип можно просто поднять с платы. Это позволяет избежать повреждения ПП или ИС, однако места пайки необходимо тщательно очистить от остатков сплава Филдса, чтобы обеспечить прочность паяного соединения после повторной пайки.