Как заменить некачественную паяльную станцию?

Инфракрасная паяльная станция для bga

Как заменить некачественную паяльную станцию?

В настоящее время все электронные устройства содержат в конструкции сложную начинку из множества компонентов. Время от времени возникает необходимость в ремонте таких устройств.

Ремонт обычно заключается в замене неисправных деталей на новые. И если раньше возможно было просто обойтись для этого паяльником, то с появлением компонентов в корпусах BGA, даже использование термовоздушной пайки не всегда успешно.

Специалисты применяют ик паяльник или паяльную станцию, излучающую инфракрасные волны.

Описание процесса ИК-пайки

Проблема при работе с компонентами в корпусах BGA заключается в необходимости нагреть и расплавить сразу большое количество шариков припоя.

При нагревании их, некоторое количества тепла за счет теплопроводности материалов отдается на монтажную плату. Того тепла, которое дает паяльная станция, становится недостаточно.

Увеличение времени нагрева или повышение температуры не лучшим образом сказывается на микросхеме. Она может перегреться и выйти из строя.

Решение напрашивается само собой – нужно предварительно разогреть монтажную плату снизу, не воздействуя теплом на микросхему. Разогревать можно как потоком воздуха, так и спокойным инфракрасным излучением.

В результате, когда температура материала платы поднимется, уменьшится теплоотвод с ножек контактов и понадобится меньшая температура и меньшее время воздействия для того, чтобы расплавить шарики припоя.

При использовании инфракрасной пайки для нижнего прогрева используют специальные устройства – термостолы. В этом состоит принцип работы инфракрасной паяльной станции.

Инфракрасная пайка заключает в себе множество преимуществ перед термовоздушной. Если при термовоздушной пайке возможно контролировать только скорость истечения воздуха из сопла и температуру нагревательного элемента, и совершенно невозможно управлять оттоком воздуха, то при инфракрасной пайке контролю поддается температура припоя на протяжении всего цикла работ.

Применение инфракрасной паяльной станции позволяет более точное воздействие на определенную область платы, что затруднительно при пайке горячим воздухом.

А при ремонтных работах задача как раз и состоит в том, чтобы заменить один или несколько компонентов схемы, совершенно не воздействуя на другие.

Модель ИК-650 ПРО

Одной из наиболее распространенных инфракрасных паяльных станций профессионального уровня является ИК-650 ПРО. В России это устройство стало одним из первых, способных с успехом производить ремонт техники с BGA схемами.

Пайка производится настолько качественно, что возникло устойчивое мнение об абсолютной надежности устройств, платы которых монтировались при помощи этой инфракрасной паяльной станции.

Программное обеспечение позволяет очень точно выдерживать температурный профиль, что немаловажно для создания прочных, надежных контактов. Ведь для качественной пайки необходимо не просто создать температуру достаточную для плавления припоя, а нужно еще поднять ее плавно и затем плавно понизить, не допуская резкого охлаждения контакта.

Только тогда будет создана прочная кристаллическая решетка в капле припоя, соединяющей контакт микросхемы с монтажным пятачком.

Инфракрасная станция имеет модульную конструкцию и позволяет собрать множество возможных конфигураций для производства предварительных и вспомогательных работ:

  • возможно использование различного типа термостолов;
  • подключение электронного микроскопа;
  • автоматическое регулирование температуры нагрева и остывания;
  • существуют дополнительные модули для восстановления выводов BGA (это называется реболлингом).

В комплектацию паяльной станции входит также вакуумный пинцет, которым удобно устанавливать мелкие детали на плате.

Стоимость инфракрасной паяльной станции ИК-650 ПРО в настоящее время более 150 000 рублей. Она является профессиональным оборудованием и, конечно же, для любительского использования практически недоступна.

Детали для самодельного прибора

Имеющиеся в продаже инфракрасные паяльные станции отечественного и зарубежного производства представлены в продаже очень широко, но цены на них начинаются от 20 000 рублей. И при минимальной цене, это будет инструмент не самого лучшего качества.

При необходимости производства работ с BGA-корпусами в условиях стесненности в средствах выходом может стать самодельная инфракрасная паяльная станция.

Собрать ее можно из деталей инфракрасных станций, имеющихся в продаже, а также из подручных материалов и старых отслуживших свой срок приборов.

Термостол для паяльной станции можно изготовить из светильника или нагревателя с галогеновыми лампами, которые будут нагревать плату до необходимой температуры. Верхний нагреватель и контроллер паяльной станции придется приобрести из запасных частей, покупая их новыми или бывшими в употреблении.

Штатив для верхнего нагревательного блока можно изготовить из опоры от старой настольной лампы.

Для термостола необходимо запастись галогеновыми лампами и отражателями-рефлекторами. Их помещают в корпус, который можно изготовить самостоятельно из алюминиевого профиля и листового металла.

Кроме ламп, в корпусе необходимо предусмотреть место для крепления термопары, которая будет «снабжать» информацией о температуре ламп модуль управления.

Температура должна выдерживаться точно, чтобы платы не растрескивались от избыточного тепла и резких перепадов температуры.

Сборка

Инфракрасную головку мощностью около 400-450 Вт, необходимо закрепить на штативе, используя крепеж, элементы которого легко приобрести в торговой сети, для контроля температуры верхнего нагревательного узла необходимо применить вторую термопару.

Она должна быть установлена вместе с нагревателем. Кабель можно проложить в гибком металлорукаве. Штатив паяльной станции необходимо крепить таким образом, чтобы ИК-головка могла свободно перемещаться над всей поверхностью.

На корпусе термостола необходимо предусмотреть кронштейны для фиксации платы. Она должна располагаться на несколько сантиметров выше галогеновых ламп. Для кронштейнов можно применить подходящие алюминиевые профили.

Источник: https://ostwest.su/instrumenty/infrakrasnaja-pajalnaja-stancija-dlja-bga.php/

Как паять паяльной станцией? Советы новичкам от Electronoff

Как заменить некачественную паяльную станцию?

Итак, наступил этот момент, когда вы решили приобрести свою первую паяльную станцию.

Вы уже находитесь в предвкушении, освободили место на рабочем столе, получили ее и готовитесь познать дзен и перейти на следующую ступень радиолюбительского дела.

Но не стоит торопиться, ведь она несколько отличается от обычных паяльников, а значит, требует соблюдения некоторых правил при работе с ней.

Какими бывают станции?

Существует несколько их типов, которые отличаются принципом работы. Самые простые — с обычным контактным нагревателем жала. Также существуют термовоздушные станции, у которых устанавливают специальный термофен.

Бывают также смешанного типа, с двумя указанными инструментами.

Также встречаются и инфракрасные паяльные станции, но начинающие радиолюбители их практически не используют, так как некоторые такие устройства могут стоить, как недорогой автомобиль.

Если не вдаваться в технические подробности, то все подобные устройства между собой похожи:

  • Основа простейшей – блок управления, который по сути и является самим телом паяльной станции. В нем находится трансформатор и управляющая электроника. У дешевых станций устанавливают аналоговые компоненты управления, у более дорогих установлены качественные цифровые компоненты.
  • Контактные станции комплектуются контактными разборными паяльниками, в которых находится съемный нагревательный элемент, а также зачастую у них можно заменить жало. Большинство производится для более опытных пользователей, поэтому, имея определенные аксессуары, такой прибор можно приспособить для самых разных видов работ.
  • Что касается термовоздушных паяльных станций, у них блок управления может содержать дополнительные элементы — вентиляторы или компрессоры. Нагнетатель может быть установлен и непосредственно в самом фене. При пайке разогрев припоя производится потоком горячего воздуха. Это позволяет равномерно прогревать не один контакт детали, а сразу всю. Так, термофеном очень удобно отпаивать многовыводные компоненты, которые в ином случае выпаивать довольно сложно.
  • Многие производители выпускают смешанные станции. У некоторых может быть в составе вольтметр и лабораторный блок питания. Естественно, стоят несколько дороже, чем обычные.
  • Инфракрасные станции. У них вместо всего перечисленного выше установлен ИК нагревательный элемент – преднагреватель печатных плат. Обычно такие стоят гораздо дороже, чем те, что перечислены выше, так как они предназначены для работы со сложными элементами.

Советы новичкам

Теперь рассмотрим несколько элементарных правил обращения с паяльной станцией.

Вообще, пользоваться не сложно. Но с ней работать удобнее и комфортнее. Вот несколько видов работ для различного типа оборудования:

  1. Обычные контактные станции можно применять как для навесного монтажа, так и для работы с крохотными SMD-элементами. А все благодаря тому, что них можно менять жала, а также точно регулировать температуру нагрева.

  2. Термовоздушные также можно применять для навесного монтажа, но лучше всего они подходят для SMD монтажа. Не нужно прогревать отдельные выводы компонента, так как можно прогреть все и сразу, а потом быстро и без проблем демонтировать.

  3. Комбинированные являются комплексным решением. Они совмещают в себе лучшие качества предыдущих двух видов. Их часто покупают в сервисные и ремонтные центры.

  4. Инфракрасные применяются для сложного ремонта различных дорогостоящих устройств. Нужно выпаять чип с поверхности материнской платы? Это можно сделать только инфракрасной станцией без вреда как для самой платы, так и для элемента, который выпаивают.

Ну и несколько простых рекомендаций для пайки. Стоит сразу выделить одну общую: никогда не выставляйте максимальную температуру нагрева без необходимости! Элементарно перегреется жало, из-за чего оно довольно быстро придет в негодность, как и нагревательный элемент. Перегрев также опасный и для термофена, так как может привести к повреждению нагревательных элементов.

Используйте только качественные расходники. В принципе данный совет актуален при пайке любым паяльным инструментом, так как к примеру некачественный флюс может нанести вред здоровью, а также со временем будет разрушать дорогостоящее жало. Кстати, специалисты рекомендуют не экономить на флюсе и использовать его столько, сколько необходимо или даже чуть больше. Также не экономьте на припое.
Не рекомендуется без необходимости включать термофен на максимальную мощность. Почему так? Все просто — поток воздуха может сдуть с платы некоторые особенно мелкие элементы.
Некоторые радиолюбители модифицируют свои устройства. Но если вы слабо разбираетесь в оборудовании и технике в целом, лучше не фантазировать, чтобы не навредить.

Делаем выводы

Работать с паяльной станций просто, удобно и комфортно. Ну а соблюдать элементарные правила работы не так уж и сложно. Главное помнить одно основное — не использовать без необходимости максимальную температуру нагрева. Такой экстремальный режим работы не пойдет на пользу нагревательным элементам.

Ну и, конечно, не рекомендуется без необходимости, и тем более соответствующих навыков и знаний, модифицировать.

Источник: https://electronoff.ua/academy/post/kak-payat-payalnoj-stanciej-sovety-novichkam.php

Верхний нагреватель для паяльной станции своими руками – Металлы, оборудование, инструкции

Как заменить некачественную паяльную станцию?

Иногда бывает недостаточно хорошо владеть паяльником или паяльным феном. Для пайки bga микросхем нужна инфракрасная паяльная станция, но это очень дорогое профессиональное оборудование, которое не всем по карману. В этой инструкции я расскажу о том, как инфракрасная паяльная станция своими руками легко доступна к постройке заинтересованным человеком.

Коротко о том, что такое ик паяльная станция: это такой инструмент, позволяющий припаивать микросхемы с выводами не в виде отдельных ножек, а в виде массива шариков припоя. Это центральные процессоры ноутбуков, чипы в телефонах и видеокартах и многое другое. В заводском исполнении такая станция стоит от 400 до 1500 долларов в среднем.

Шаг 2. Нижний нагреватель: рефлектор, лампы и корпус

бытовой обогревательотражатели и новый корпускорпуссоединяем проводами
готовый нижний нагреватель для ик паяльной станцииразъемы выключательдержателиобщий вид нижнего нагревателя

Найдите старый галогеновый обогреватель, вскройте его и возьмите рефлекторы и четыре галогеновые лампы.

Будьте осторожны, не разбейте лампы! Теперь вам нужно приложить воображение и придумать, какой корпус будет у нижнего нагревателя. Вы можете использовать корпус от старого ПК или сделать как я. Я взял алюминиевые уголки толщиной 1 мм.

Они отлично вместили в себя рефлекторы и лампы, а так-же обеспечили требуемую жесткость конструкции.

Этот обогреватель вмещает в себя 4 штуки 450 ваттных лампы, подключенных в параллель. Используйте штатную проводку обогревателя чтобы подключить их уже в новом корпусе.

Шаг 3. Нижний нагреватель: система удержания печатных плат

лапы держателя платгайкагайка вид сверхугайка вид снизуболт прижималапа держателя плат в сборе

плата установленная в держателяхкрупным планом место прижима платыдругой ракурс

После того, как вы закончите корпус для нижнего нагревателя, вам будет необходимо установить систему крепления печатных плат. Состоит она, в моём случае, из отрезков профиля, использовавшегося как держатель занавесок. Нужно отрезать шесть кусков этого профиля, с примерными размерами как на фото.

В качестве удерживающего элемента используются импровизированные гайки, сделанные из металлической перфорированной ленты, которую можно купить в хозяйственных магазинах.

Такая система крепления позволяет в достаточно широких пределах закреплять и перемещать печатные платы разнообразных размеров, используя лишь отвертку для откручивания-закручивания гаек.

Шаг 4. Нижний нагреватель. Держатели термопар

крепление гибкого шлангапродеваем стальную проволокумоток стальной проволокишланг от душа

Для того, чтоб наша инфракрасная паяльная станция, сделанная своими руками, функционировала должным образом, она должна поддерживать заданный температурный профиль нагревания и охлаждения.

Иначе это может привести к растрескиванию печатных плат, перегреву микросхем и прочим не менее неприятным последствиям.

Для контроля профиля нагрева служат две термопары, которые должны контролировать температуру снизу и сверху паяемой платы.

Чтобы термопары были достаточно подвижными и удобными к расположению я придумал отличный способ их крепления.

Для этого нам понадобится пара гибких душевых шлангов, немного отожженной стальной проволоки (она гибкая и сохраняет форму после изгиба, в отличие от не отожженной).

В гибкий шланг нужно продеть кусок стальной проволоки и провода для термопары. Затем один конец гибкого шланга нужно прикрутить к корпусу нашего нижнего нагревателя.

Шаг 5. Верхний нагреватель

подключение ик головки паяльной станцииик головка паяльной станции и корпус

В качестве верхнего нагревателя я использовал керамический нагреватель мощностью 450 ватт. Вы можете купить такой на алиэкспрессе в разделе запасных частей для паяльных станций.

К этому нагревателю из тонкого листового железа нужно согнуть корпус, примерно такой как у меня на фото. Корпус очень важен для организации хорошего и правильного потока воздуха.

PS: Процесс нахождения констант P, I и D это неприятная процедура в данном случае, потому как керамический нагреватель нагревается и остывает довольно долго.

Шаг 6. Верхний нагреватель: держатель

настольная лампакрепим головкукрепление ик головкипосадочное место конструкции ик головки

Найдите у себя или купите б\у настольную лампу примерно такого вида. От нее нам понадобится механизм ноги.

Учитывая то, что ик головка инфракрасной паяльной станции должна доставать до любого угла нашего нижнего обогревателя, сначала следует прикрепить ик головку к держателю.

А затем уже выяснить из какого положения крепления она легко перемещается по всей поверхности нижнего нагревателя инфракрасной паяльной станции.

 Крепление держателя к нижнему нагревателю можно выполнить из кусочка пвх трубки, приверченной с помощью хомута к корпусу.

Шаг 7. Arduino PID контроллер

корпус контроллераардуино и релеразъемы и охлаждениемама разъем термоголовки
не пинайте за монтажфинальный вид контроллераконтроллер вид на дисплейконтроллер вид сзади

Теперь вам нужно или найти готовый или сделать самостоятельно из листового металла корпус для контроллера инфракрасной паяльной станции. В этом корпусе поместятся: 2 твердотельных реле, Arduino ATmega2560, дисплей, блок питания для ардуино а так-же разнообразные кнопки и и разъемы.

Так как я не знал, насколько сильно будут греться твердотельные реле, я приделал им по радиатору. Для обдува радиаторов и внутренностей контроллера я поставил на задней стенке контроллера вентилятор.

В ниже преложенном коде всё очень подробно объяснено что и как с чем соединяется. Монтаж очень простой.

Как пользоваться контроллером: Тут нет автонастройки значений P, I и D, так что вам придется задать их именно для вашей инфракрасной паяльной станции. Есть 4 профиля.

 В каждом из них Вы устанавливаете количество шагов, скорость роста температуры (C / S), dwel (время на шаг ожидания), нижний порог нагревания, целевая температура на каждом шагу и P, I и D значения для нижнего и верхнего нагревателя.

 Если вы установите, например 3 шага, 80,180 и 230 ° для нижнего нагревателя с порогом 180, Ваша плата не будет нагреваться только от нижнего нагревателя до 180 °, она нагреется со 180 от нижнего и продолжит греться до  230 с верхнего нагревателя.

Скетч вы можете скачать по ссылке ниже.

https://www.dropbox.com/s/5inxb76xgkeun43/Arduino%20Rework%20Station.rar?dl=0

Я специально не стал объяснять создание такой штуки, как инфракрасная паяльная станция своими руками очень детально, потому-что ваша конструкция почти наверняка будет отличаться от моей. Даю свою инструкцию лишь как пример самостоятельной постройки ик паяльной станции.

Источник: https://instructables.info/infrakrasnaya-payalnaya-stantsiya-svoimi-rukami/

Устройство и сборка своими руками инфракрасной паяльной станции

В настоящее время все электронные устройства содержат в конструкции сложную начинку из множества компонентов. Время от времени возникает необходимость в ремонте таких устройств.

Ремонт обычно заключается в замене неисправных деталей на новые. И если раньше возможно было просто обойтись для этого паяльником, то с появлением компонентов в корпусах BGA, даже использование термовоздушной пайки не всегда успешно.

Специалисты применяют ик паяльник или паяльную станцию, излучающую инфракрасные волны.

101Адвокат
Добавить комментарий