Интернет журныл о промышленности в Украине

Монтаж і демонтаж мікросхем

Всі інженери бачили паяльник, більшість тримало його в руках, багато паялі кабелі, деякі - радіоелементи на друкованих платах. Але навіть ці деякі, швидше за все, працювали з дискретними компонентами і інтегральними мікросхемами (ІМС) в корпусах DIP, висновки яких запаюються в отвори друкованої плати. Як це було непросто (крок висновків всього 2,5 мм)! З наявних на той момент інструментом така операція була майже на межі можливостей.

Сьогодні робота з ІМС без спеціалізованого інструменту неможлива взагалі - майже всі елементи встановлюються на поверхню друкованих плат (технологія Surface Mounting Device, SMD), мають малий крок висновків і мініатюрні розміри. Інструмент для монтажу і демонтажу ІМС надзвичайно різноманітний за своїм призначенням і ціною. Однак навіть паяльник потрібного виду і з потрібним жалом виявиться нікчемною залізякою, якщо його використовувати без належного флюсу і припою.

Як би там не було, традиційний паяльник не зник. Він видозмінився, поліпшивши старі і придбавши нові властивості. Це і високонадійні нагрівальні елементи, і простота заміни жала навіть під час роботи, і найточніший електронний контроль за його температурою за допомогою вбудованого датчика, і зручна рукоятка, і захист від статичної електрики, і навіть спеціальна підставка з губкою для очищення жала.

Тим часом традиційні засоби видалення припою при демонтажі - відсмоктування, калібр і стрічка - майже не змінилися. Принцип дії першого простий - всмоктування розплавленого припою за рахунок створюваного підпружиненим поршнем розрідження. Особливо зручний цей спосіб для очищення отворів друкованих плат. Другий спосіб ще простіше - розплавленийприпой виштовхується з отворів за допомогою сталевих прутків-калібрів (раніше в цих цілях використовувалися заточені сірники або голки від медичних шприців). Ну а третій просто примітивний - припій видаляється за рахунок вбирання, як чорнило промокашкою. Але годиться він лише для видалення надлишків припою з контактних майданчиків після монтажу або очищення їх після демонтажу мікросхем.

Однак згадані вище засоби непридатні для роботи з сучасними типами корпусів для поверхневого монтажу. Будь-які операції в цьому випадку можливо тільки за допомогою паяльників, що мають спеціальну конструкцію. Основні відмінності від традиційного паяльника полягають в наступному. У деяких ситуаціях для одночасного розігріву всіх контактів жало має охоплювати деталь з двох або чотирьох сторін. При пайку компонентів SMD розігрів припою проводиться не жалом, а гарячим повітрям, що подається через сопла. Відсмоктування припою здійснюється вакуумним насосом (допустимі температура і час нагрівання елементів строго обмежені). Крім того, вакуум використовується і для захоплення присоскою корпусів ІМС при їх демонтажі.

Отже, на робочому місці має бути кілька паяльників з великим набором змінних робочих органів. Повний комплект складається як мінімум з чотирьох паяльників. Традиційний паяльник для запаювання висновків елементів в отвори, а також для монтажу і демонтажу компонентів SMD з двома висновками. Аналогічний паяльник для демонтажу запаяних в отвори висновків з порожнистим жалом, канал якого підключений до вакуумного насоса. Термоповітряний паяльник для монтажу і демонтажу ІМС SMD за допомогою гарячого повітря. І, нарешті, паяльник для пайки ІМС SMD з двох-або чотиристоронніх розташуванням висновків. Деякі виробники виконують такий паяльник у вигляді пінцета, кожна половинка якого має свій нагрівач і своє жало.

Набір змінних робочих органів повинен відповідати типорозмірів і видів корпусів використовуваних елементів - інакше всі переваги паяльників пропадуть дарма. Це недешеве задоволення, так як повний набір пристосувань до згаданих паяльників може містити більше 50 тис і насадок.

Нормальне функціонування такого потужного набору паяльників забезпечує так звана паяльна станція. Залежно від виду виконуваних робіт паяльна станція здатна підтримувати незалежну і одночасну роботу від одного до чотирьох паяльників (станція на 1 і 3-4 паяльника). На станції зазвичай є аналоговий або цифровий регулятор і індикатор температури жала, регулятор витрати повітря і таймер управління його подачею для термоповітряний інструменту.

Виконання великих обсягів робіт можна прискорити за рахунок застосування спеціальних пристроїв. Наприклад, при лудінні висновків використовується ванна з розплавленим припоєм. Для виконання всього набору операцій по підготовці компонентів до пайки дані пристрої можуть мати кілька ванночок з припоєм різної температури плавлення і різними флюсами. Роботу в важкодоступних місцях дозволяють полегшити безшнурові паяльники з живленням від акумуляторів. Жало і нагрівачі таких паяльників мають спеціальну конструкцію, що забезпечує миттєвий (до 5 с) розігрів і підтримка стабільної температури в подальшому. Завдяки цьому паяльник включається тільки на час пайки і може працювати до 5 годин.

Окремо стоять газові паяльники. Розігрів жала в них здійснюється за рахунок каталітичного окислення газу. Отже, вони можуть експлуатуватися, навіть коли електроживлення відсутнє. Та найголовніша перевага їх не тільки в цьому. Вага таких паяльників набагато менше, ніж у безшнурові електропаяльників. Розігріваються вони менш ніж за 20 с, а однієї заправки газу вистачає на 90 хв. Після виключення на жало можна майже відразу надіти ковпачок, щоб покласти паяльник в кишеню. Хороші паяльники відрізняються тривалим терміном експлуатації тиснув, автоматичним підпалом, регулюванням подачі газу (т. Е. Температури) і поставляються з набором тиснув (звичайні різного діаметру, пальник для термоусадки, високотемпературна пальник, ніж для різання пластику).

Але і на цьому список всього, що необхідно для пайки, не закінчується. Наприклад, в ряді випадків неможливо обійтися без пінцета. Пінцети бувають декількох видів, залежно від вирішуваних ними завдань (захоплення деталей і / або відведення від них тепла). Дрібні деталі звичайним пінцетом не захопили, і для них потрібен вакуумний пінцет. Вакуум в таких пінцетом може створюватися вбудованої грушею або зовнішнім насосом. Ще одна необхідна річ - затиск для фіксації дрібних плат або великих деталей при пайку.

Зачистка місць пайки після монтажу від флюсу, видалення бризок припою з поверхні плат, перевірка простору між висновками на предмет відсутності перемичок виконуються скрайбером, щупами і щітками. Іноді всі ці необхідні «дрібниці» можна придбати у вигляді готових наборів. Такі набори і обходяться дешевше, і зберігати інструменти в них зручніше.

Пайка - заняття для здоров'я не нешкідливе. Якщо централізована система димовидалення відсутня, то добре мати хоча б локальну. З цією метою з успіхом може використовуватися вентилятор зі змінним вуглецевим фільтром. Треба тільки не забувати вчасно міняти фільтр.

Варто відзначити, що якщо ІМС може знадобитися поміняти в процесі експлуатації (наприклад, ПЗУ, ПЛМ, процесори), то зазвичай такі схеми встановлюються в контактний пристрій ( «колодку»), щоб їх можна було замінити без пайки. Встановлюються подібні ІМС легко, а ось отримати їх без спеціальних знімачів дуже складно (виняток становлять колодки программаторов і тестових пристроїв з нульовим зусиллям). Спроба зробити це за допомогою підручних засобів зазвичай призводить до поломки ІМС і / або колодки. Природно, що свій окремий знімач застосовується для кожного виду, а іноді і типорозміру корпусу. Коштують такі пристосування недешево, тому купувати їх слід в міру необхідності.

Устаткування для пайки виділяється серед усього іншого інструменту своєї високою технологічністю. Якість його роботи сильно залежить від якості витратних матеріалів, а термін служби - від дотримання рекомендованих технологій і правил обслуговування (наприклад, досить перегріти або неправильно почистити жало, і його доведеться міняти). А раз так, то, якщо у такого обладнання не буде постійного господаря і воно буде експлуатуватися по черзі декількома людьми, ви навряд чи досягнете якісного виконання робіт.

Ігор Іванцов - менеджер відділу «Інструменти і прилади для монтажу та обслуговування телекомунікаційних систем» компанії «СвязьКомплект». З ним можна зв'язатися за тел .: (095) 362-7787, за адресами: [email protected] , http://www.skomplekt.com .