Технический форум
Вернуться   Технический форум > Дневники > Николай_С


Рейтинг: 5.00. Голосов: 3.

Демонтаж микросхем

Запись от Николай_С размещена 20.06.2017 в 21:58
Обновил(-а) Николай_С 04.08.2019 в 20:55

Оригинал статьи тут.
Под ред. СветLANa

Рано или поздно любой ремонтник сталкивается с необходимостью замены многовыводной интегральной микросхемы (ИМС). Корпусное исполнение у микросхем бывает самое разнообразное. Их условно можно разделить на три типа: с длинными выводами (DIP), короткими выводами (SMD), без выводов (SMD). Существует много способов демонтажа таких микросхем, но все они имеют свои особенности, благодаря которым приходится выбирать оптимальный для каждого случая метод.


ИК паяльной станцией

Такая паяльная станция является наиболее универсальным инструментом. Она позволяет работать не только с DIP и SMD-компонентами, но и с BGA-монтажом. Единственный её недостаток - высокая цена, оборудование ведь профессиональное. По этой причине использовать ИК-станцию только для демонтажа ИМС нецелесообразно. Специфику работы на этом инструменте описывать не буду, т.к. она зависит от марки оборудования и применяемых в его работе материалов. В качестве примера приведу видео демонтажа чипа на паяльной станции отечественного производства "Магистр Ц20-ИК":
 

Термовоздушной паяльной станцией со специальной насадкой


В продаже имеется большой выбор насадок, подходящих ко всем типам горловин фенов и корпусов ИМС.
Нажмите на изображение для увеличения
Название: Aoyue_8410_956806_1650868.jpg
Просмотров: 447
Размер:	24.5 Кб
ID:	3959
Рисунок 1
Нажмите на изображение для увеличения
Название: IMAG2251_2.jpg
Просмотров: 335
Размер:	142.7 Кб
ID:	3960
Рисунок 2
Достоинствами данного метода является кажущаяся простота и быстрота выполнения работ, недостатком - отсутствие в нужный момент необходимой насадки. Настоящих профи этот недостаток не останавливает и они пользуются всего одной сужающей насадкой (Рис.2). Задача сводится к равномерному разогреву мест пайки со всех сторон корпуса одновременно. Не допускаем перегрева кристалла ИМС и рядом расположенных элементов. Температура и скорость воздушного потока выбирается эмпирическим путём в интервале 250-350°С.
Быстрыми плавными круговыми движениями добиваемся расплавления припоя, одним точным движением поднимаем микросхему, тут же позиционируем и запаиваем новую. Не забываем использовать качественные флюсы (например, RMA. FluxPlus и пр.), специально предназначенные для данного вида работ и нижний подогрев. При каждодневной практике эта операция проблем не вызывает, но в ходе обучения нередки случаи "сноса" рядом расположенных элементов, перегрева, неравномерного разогрева и, как следствие, повреждения микросхем и печатной платы.
Метод годится для демонтажа любого типа корпусов, но я предпочитаю использовать его для SMD.


С помощью сплава Розе


Способ довольно простой, не требующий дорогостоящего и/или уникального инструмента, материалов и особенных навыков. Пригоден для DIP и SMD-корпусов. В случае SMD незаменим когда с противоположной стороны платы находятся термочувствительные компоненты: батарейки, кварцы, изделия из легкоплавких пластмасс и пр. Из недостатков можно отметить повышенную трудоёмкость и точность соблюдения технологии. В качестве примера продемонстрирую как снимается 256-ногий видеопроцессор (Рис.3).
Нажмите на изображение для увеличения
Название: IMAG2246.jpg
Просмотров: 551
Размер:	303.9 Кб
ID:	3961
Рисунок 3
Смазываем ножки и контактные площадки специальным низкотемпературным флюсом. Его можно приготовить самостоятельно, растворив кристаллы лимонной кислоты в воде концентрацией 10-30%. Затем прогретым до температуры плавления основного припоя (200-300°C) паяльником наносим на контактные площадки сплав Розе так, чтобы он затёк и растворил весь припой. После этого феном или любым другим способом равномерно разогреваем место пайки до температуры 100-120°C, в результате чего ИМС свободно отделяется от своего посадочного места (Рис.4, 5).
Нажмите на изображение для увеличения
Название: IMAG2247-1.jpg
Просмотров: 370
Размер:	278.6 Кб
ID:	3962
Рисунок 4
Нажмите на изображение для увеличения
Название: IMAG2248-1.jpg
Просмотров: 383
Размер:	289.7 Кб
ID:	3963
Рисунок 5
Теперь необходимо тщательно удалить остатки сплава с контактных площадок печатной платы и ножен микросхемы. Сделать это проще всего с помощью х/б ткани, обернутой вокруг пальца. Ногтем нужно с небольшим усилием проводить по контактным площадкам от края к центру посадочного места, постоянно сдвигая ткань и подогревая поверхность до температуры 120°C. Ткань должна защищать палец от ожога. Ни в коем случае нельзя допускать попадания сплава на расположенные рядом радиоэлементы и переходные отверстия - сплав имеет хорошую адгезию и электропроводен. Для последнего прохода можно смочить очищаемую поверхность низкотемпературным флюсом и удалить его ветошью с остатками сплава. В завершение этапа очистки необходимо протереть поверхность влажной салфеткой и просушить. В результате должно получиться нечто, похожее как на рис.6.
Нажмите на изображение для увеличения
Название: 170525102416108296.jpg
Просмотров: 362
Размер:	593.2 Кб
ID:	3964
Рисунок 6
Обратите внимание, что контактные площадки вроде бы залужены, но выглядят более серыми и не блестят как другие места паек. Обычный припой по такой поверхности не растекается, поэтому её нужно покрыть тонким слоем флюса и залудить обычным припоем (Рис.7). Сделать это проще всего с помощью медной оплётки экранированного кабеля или специальным жалом "миниволна".
Нажмите на изображение для увеличения
Название: 170525103840971859.jpg
Просмотров: 353
Размер:	607.4 Кб
ID:	3965
Рисунок 7
Теперь удаляем остатки отработанного флюса, наносим новый слой, ставим и позиционируем новую микросхему и припаиваем её тонким жалом или миниволной (Рис.8).
Нажмите на изображение для увеличения
Название: 1705251221107121828.jpg
Просмотров: 359
Размер:	596.4 Кб
ID:	3966
Рисунок 8
Остатки флюса удаляем, а если он безотмывный - запекаем до отверждения при температуре 120°C.
Аналогичным способом очищаются ножки выпаянной ИМС. Для этого её необходимо разместить на ровной поверхности на листе бумаги и счищать сплав понемногу, сдвигая её на чистое место. В заключении контактную часть ножек необходимо залудить с обеих сторон обычным припоем.


С помощью паяльника с широким жалом

Инструмент можно купить в комплекте с паяльником, либо изготовить самостоятельно.
На рис.9 представлен набор к отечественному паяльнику ЭПСФА.
Нажмите на изображение для увеличения
Название: IMAG2250.jpg
Просмотров: 462
Размер:	157.7 Кб
ID:	3967
Рисунок 9
Технология демонтажа крайне проста - прогревая целиком ряд ножек с одной стороны ИМС или все ножки сразу, поднимаем микросхему (или одну её сторону) со своего посадочного места. Затем удаляем с контактных площадок остатки припоя и запаиваем новую ИМС. Помимо уникального инструмента, данный способ имеет целый ряд существенных недостатков:
  • Инструмент должен иметь длину равную или чуть больше чем целый ряд ножек демонтируемой ИМС.
  • Если ножки ИМС расположены со всех четырёх сторон корпуса, то воспользоваться данным методом не получится.
  • Если в ходе прогрева хотя бы одна ножка ИМС не будет иметь теплового контакта с инструментом, то её без повреждений извлечь не получится. По этой причине приходится обильно смазывать место пайки флюсом, а в некоторых случаях добавлять припой.
  • Если припой слишком вязкий, он начинает тянуться за ножкой ИМС и приходится немного деформировать ножки с противоположной стороны корпуса, отгибая микросхему всё больше и больше. Для малых корпусов типа TSOP-6, SOT-6 и аналогичных это может привести к обламыванию ножек.
Учитывая все вышеперечисленные недостатки, рекомендую использовать данный способ для среднеразмерных корпусов с малым количеством ножек, например, SOIC-8÷16, DIP-8÷16 и подобных.


С помощью иголки от шприца


Метод больше подходит для DIP-корпусов, но в отдельных случаях годится и для SMD. Для его реализации необходимо предварительно выбрать и подготовить иголку. Выбор сводится к поиску иглы определенного диаметра, которая бы свободно (возможно, с небольшим усилием) проходила в отверстие контактной площадки печатной платы, а внутрь неё пролезала ножка микросхемы (Рис.12). Обычно такими иглами комплектуются шприцы ёмкостью 5-20 мл. Остриё иглы необходимо удалить (сточить) алмазным надфилем до получения круглого отверстия на конце иглы (Рис.10).
Нажмите на изображение для увеличения
Название: 1706071111571874921.jpg
Просмотров: 355
Размер:	354.4 Кб
ID:	3968
Рисунок 10
Нажмите на изображение для увеличения
Название: 170607104341179671.jpg
Просмотров: 304
Размер:	37.3 Кб
ID:	3969
Рисунок 11
Нажмите на изображение для увеличения
Название: 1706071113541992125.jpg
Просмотров: 374
Размер:	377.9 Кб
ID:	3970
Рисунок 12
В качестве примера покажу как была демонтирована ИМС кадровой развёртки CRT-телевизора (Рис.11). Покрываем место пайки жидким флюсом и острым жалом паяльника разогреваем припой на контактной площадке, и после его расплавления одеваем иголку на ножку микросхемы как можно дальше, но без значительных усилий. Т.к. игла выполнена из металла, который не поддаётся лужению с помощью обычных флюсов и не смачивается припоем, то после остывания места пайки легко снимаем иглу с ножки и переходим к следующей. Если игла не снимается (снимается со значительным усилием), можно её покручивать и немного подогреть, не допуская расплавления припоя контактной площадки. Должно получаться нечто подобное (Рис.13).
Нажмите на изображение для увеличения
Название: 1706071209195317000.jpg
Просмотров: 311
Размер:	503.0 Кб
ID:	3971
Рисунок 13
После проведения этой операции над всеми ножками, слегка покачиваем микросхему и смотрим какие ножки не двигаются. С ними нужно еще раз провести вышеописанное действо. Если все ножки освободились, аккуратно, без больших усилий вынимаем микросхему с помощью экстрактора или любого другого приспособления. Получается то, что изображено на рисунках 14, 15.
Нажмите на изображение для увеличения
Название: 1706071233216759437.jpg
Просмотров: 383
Размер:	576.1 Кб
ID:	3972
Рисунок 14
Нажмите на изображение для увеличения
Название: 1706071230086565875.jpg
Просмотров: 340
Размер:	38.9 Кб
ID:	3974
Рисунок 15
На рис.15 хорошо видно, что незначительная часть припоя всё же остается на ножке ИМС, поэтому если её планируется куда-либо использовать, необходимо удалить припой, прогрев паяльником каждую ножку в отдельности.
Некоторые производители норовят загибать крайние ножки при монтаже. Это создает дополнительные трудности при выпайке. Приходится надевать иголку вдоль изгиба ножки, постоянно выпрямляя её. Это может привести к отрыву фольги контактной площадки от основы. Мне эта ИМС была не нужна, поэтому крайне правую ножку было проще сломать, чем выпаять, что я и сделал, сохранив при этом контактную площадку неповрежденной.
Переходим к монтажу новой ИМС. Растворителем удаляем остатки старого флюса, устанавливаем новую ИМС, наносим новый флюс и пропаиваем каждую ножку паяльником без добавления припоя - старый припой ведь никуда не делся. После удаления остатков флюса, пайка получается ровной, аккуратной, ничем не отличающейся от заводской (Рис.16).
Нажмите на изображение для увеличения
Название: 17060713313410251921.jpg
Просмотров: 356
Размер:	502.1 Кб
ID:	3975
Рисунок 16


С помощью вакуумного оловоотcоcа или медной оплётки


Суть метода заключается в удалении припоя с места пайки. Вакуумом или капиллярным эффектом припой затягивается в инструмент, освобождая ножку и контактную площадку. Это самый ненадёжный метод, т.к. в ходе его выполнения легко перегреть место пайки, в результате чего произойдет отслоение от основы фольги контактной площадки. Также возможно неполное удаление припоя, которое обнаруживается в момент извлечения микросхемы и ведет к повреждению ножек, контактных площадок и металлизации отверстий (для DIP-корпусов). Чаще всего этот метод используется для демонтажа многоштырьковых разъемов DIP-монтажа.


Все вышеперечисленные методы, при их правильном применении, позволяют обходиться без повреждений исходных компонентов.


Метод отрезания ножек


Если нет необходимости сохранять в целости демонтируемую микросхему, но необходимо не повредить печатную плату, то можно воспользоваться этим способом. Офисным ножом или алмазной отрезной фрезой необходимо отделить ножки в районе корпуса ИМС. Действовать нужно аккуратно, не позволяя режущему инструменту касаться печатной платы или корпусов других компонентов. Самое простое - выбрать упор о предыдущую ножку микросхемы, вставляя лезвие ножа в щель между ними. Последнюю ножку с каждой стороны корпуса можно не отрезать, а удалить вместе с корпусом при выпаивании.


Существует еще много способов демонтажа, но я от них отказался потому, что либо они слишком сложны, либо неоправданно высок риск повреждения микросхем и/или печатной платы, либо они являются разновидностью вышеописанных.
Надеюсь, данная статья окажется полезной и каждый ремонтник сможет почерпнуть в ней для себя что-нибудь новенькое.
Удачи в работе!
Размещено в Без категории
Просмотров 5708 Комментарии 1 Редактировать метки
Всего комментариев 1

Комментарии

  1. Старый комментарий
    Аватар для Валерий
    Очень полезно знать.
    permalink
    Запись от Валерий размещена 21.06.2017 в 09:40 Валерий вне форума
 


Часовой пояс GMT +4, время: 15:07.

Powered by vBulletin® Version 6.2.5.
Copyright ©2000 - 2014, Jelsoft Enterprises Ltd.