Что такое инфракрасный фен для пайки. Как сделать ИК-фен своими руками из автомобильного прикуривателя. Какие преимущества у ИК-технологии по сравнению с термовоздушной пайкой. Как правильно использовать ИК-фен для демонтажа BGA-микросхем.
Что такое инфракрасный фен для пайки и зачем он нужен
Инфракрасный фен для пайки — это устройство, использующее инфракрасное излучение для бесконтактного нагрева и демонтажа электронных компонентов, в первую очередь BGA-микросхем. В отличие от обычных термовоздушных паяльных станций, ИК-фен обеспечивает более равномерный нагрев по всей площади чипа.
Основные преимущества ИК-фена:
- Равномерный нагрев крупных BGA-микросхем
- Отсутствие риска сдуть мелкие компоненты с платы
- Возможность работы с компонентами сложной формы
- Не требуются сменные насадки под разные размеры чипов
Эти особенности делают ИК-фен незаменимым инструментом для ремонта современной электроники, особенно материнских плат ноутбуков и смартфонов.
Как сделать простой ИК-фен своими руками из автомобильного прикуривателя
Самый простой способ изготовить ИК-фен в домашних условиях — использовать нагревательный элемент от автомобильного прикуривателя. Для этого потребуется:
- Автомобильный прикуриватель
- Источник питания на 12-13В
- Провода и крокодилы для подключения
Порядок изготовления:
- Разберите прикуриватель, извлеките нагревательный элемент
- Подключите провода к контактам нагревателя
- Соедините провода с источником питания через крокодилы
Такой самодельный ИК-фен позволяет выполнять базовые операции по демонтажу BGA-микросхем. Однако для серьезного ремонта рекомендуется использовать профессиональное оборудование.
Преимущества ИК-технологии перед термовоздушной пайкой
По сравнению с традиционными термовоздушными паяльными станциями, ИК-технология имеет ряд важных преимуществ при работе с современными микросхемами:
- Более равномерный нагрев по всей площади чипа
- Отсутствие риска повреждения соседних компонентов потоком горячего воздуха
- Возможность точного контроля температуры нагрева
- Меньший риск термошока для чувствительных компонентов
Благодаря этим особенностям, ИК-пайка позволяет более качественно и безопасно выполнять монтаж/демонтаж BGA и других сложных микросхем.
Особенности работы с BGA-микросхемами с помощью ИК-фена
При работе с BGA-микросхемами с помощью ИК-фена важно соблюдать следующие правила:
- Использовать нижний подогрев платы (~100°C) для равномерного прогрева
- Располагать фен на расстоянии 10-15 мм от поверхности чипа
- Контролировать температуру, не допуская перегрева
- Использовать достаточное количество флюса для лучшего распределения тепла
При правильном применении ИК-фен позволяет аккуратно демонтировать даже крупные BGA-микросхемы без повреждения платы и соседних компонентов.
Сравнение различных типов паяльных станций для ремонта электроники
На рынке представлены различные типы паяльных станций для ремонта электроники. Каковы их основные особенности?
- Термовоздушные станции: доступны по цене, но обеспечивают менее равномерный нагрев
- ИК-станции: дороже, но лучше подходят для работы с крупными BGA
- Гибридные станции: сочетают термовоздушный и ИК-нагрев
Выбор конкретного типа зависит от задач ремонта. Для работы с современными ноутбуками и смартфонами оптимальны ИК-станции.
Советы по безопасному использованию самодельного ИК-фена
При использовании самодельного ИК-фена на основе автомобильного прикуривателя важно соблюдать следующие меры безопасности:
- Использовать качественный стабилизированный источник питания
- Не допускать перегрева нагревательного элемента
- Работать в хорошо вентилируемом помещении
- Использовать защитные очки и перчатки
- Не оставлять включенный фен без присмотра
При соблюдении этих правил самодельный ИК-фен может быть безопасным и эффективным инструментом для любительского ремонта электроники.
Перспективы развития технологий бесконтактной пайки
Технологии бесконтактной пайки продолжают активно развиваться. Какие тенденции наблюдаются в этой области?
- Совершенствование ИК-излучателей с более точным контролем температуры
- Разработка гибридных систем, сочетающих ИК и лазерный нагрев
- Создание автоматизированных систем для массового ремонта
- Внедрение систем машинного зрения для контроля качества пайки
Эти инновации позволят сделать процесс ремонта электроники еще более точным, быстрым и безопасным для компонентов.
ИК фен из… прикуривателя от автомобиля
Вроде тема не новая, но вероятно не все с ней знакомы — как и просили, написал небольшой обзор устройства, облегчающего отпаивание всякого рода SMD и МЕЛКОсхем 🙂
Пик актуальности этой темы прошел несколько лет назад, во времена недоступности паяльных станций и фенов (как по наличию, так и по цене). На тот момент довольно активно использовались всякого рода самоделки…
Для «разовых» работ, применение самодельного ИК фена вполне оправдано и сейчас — не всем подойдет вариант покупки станции, для того что бы пару раз в год выпаять несколько малоразмерных компонентов. Тем более, что для «изготовления» самой простой конструкции требуется всего пара минут и подходящий источник питания.
Впервые узнал о подобном варианте выпаивания от подчиненного, ранее он работал в РЭМ. Почти все свободное время занимается всякого рода ремонтами, поэтому «знает толк» в извращениях такого рода :)))) Сам он не особо «напрягается» по-поводу внешнего вида устройства 🙂
— это именно тот вариант, который он реально использует в работе… 😉Он даже не снимал изоляцию с «крокодилов», поэтому она у него некисло подгорает 🙂
В принципе можно вообще ничего не переделывать в прикуривателе, а просто подключиться к нагревателю крокодилами со снятыми изолирующими кожухами.
Пластиковые детали прикуривателя тоже лучше удалить.В простейшем варианте корпус прикуривателя просто берется кусачками и придерживается на небольшом расстоянии от отпаиваемых элементов.
Для примера отпаиваем пару деталей.
Работа этой приспособой не идёт ни в какое сравнение с паяльным феном-нет шума и реактивной струи, только ИК-излучение (в чистом виде) и естественная конвекция. Тихо и спокойно + весь флюс остаётся на месте… Красота!
Уже работая у меня, с помощью этой «адской машинки» товарищ восстановил несколько «айфонов» (менял отдельные компоненты), выпаивал микросхемы из ТВ приставок для считывания и записи прошивок, что-то ваял на плате старой плазмы…
Ладно бы не было под рукой паяльной станции с феном, но она имеется (может и не особо крутая, но все же).
Для эксперимента, попробовал облагородить внешний вид ИК-фена, используя «отходы производства»(всякий хлам, которого хватает на работе — то что жалко сразу отправить в мусорку).
На все потребовалась пара часов времени.
Новый прикуриватель
Разбираем его на части. На самом деле бывают разные конструкции — не все раскручиваются так легко.
Залазим в «шайбу» — так у нас называется емкость с крепежом и остатками всякого «полезного» 🙂
Неплохо подошел крепеж от выпрямительных диодов, в качестве минусового контакта (полярность не имеет значения, имеется ввиду минус прикуривателя в авто)
На плюсовой контакт сначала планировал использовать медный проводник, хорошо подходящий по размерам под гайку
В качестве изоляторов, стойких к температуре, можно использовать корпуса от предохранителей (не важно стекло или керамика)
Некоторое время размышлял над корпусом, были варианты от пары неисправных паяльников. Решил использовать пистолетного форм-фактора.
Разбираем его, снимаем жало и его крепление.
В качестве крепления прикуривателя решено было использовать корпус нагревательного элемента. Слегка подпиливаю его до необходимой мне формы.
Получается конструкция такого вида
Вставляю провод через изолятор (корпус предохранителя). Тут на глаза попадается еще один кусок керамики (сверху на фото) — используем и его 🙂
Собираем все в «кучу» — получается такое вот устройство…
Для нормальной (комфортной) работы с самодельным ИК-феном необходим относительно мощный источник питания. Вполне подойдет БП от компа ватт на 300 или БП для питания галогенок — он более компактен, и его несложно оформить в виде отдельного источника питания для подобного ИК-фена.
Встречал несколько вариантов самодельных схем с регулировкой, для питания подобного устройства. Одной из самых удачных (по отзывам), вероятно, является вот эта
В моем случае, на работе, имеется несколько разнообразных БП — поэтому что-то придумывать нет необходимости.
Оптимальным для паяния получается напряжение 12-13в, потребляемый ток зависит от типа прикуривателя (они бываю разные).
Рекомендуется, если есть возможность, использовать прикуриватель от японских авто 80-90 годов (на разборке можно взять нахаляву)- наши относительно недолговечные.
При этом цвет спирали оранжево-желтый.
Матрица смартфона чувствительна к ИК-излучению, поэтому на фото все выглядит более ярким, чем в действительности.
ИК излучение имеет весьма равномерное распределение по всей площади нагрева — тест на листе бумаги это неплохо показывает.
Выполнять демонтаж подобным устройством — одно удовольствие. Если вокруг куча обвеса, можно вырезать трафарет из фольги, после этого грей необходимый участок сколько необходимо — с феном это сделать значительно сложнее, нужны отражающие экраны вокруг чипа.
Время выхода на рабочий режим до 30 сек, время монтажа/демонтажа 200-ногой BGA 15-30 сек.
Утюг ~ 100C в качестве нижнего подогрева значительно облегчает и смягчает процесс. Основная работа производится примерно на расстоянии 15 мм от прикуривателя.
Не нужно жалеть канифоли. Это заметно облегчает и ускоряет процесс.
Канифоль закипает при 250 градусах, необходимо не допускать её чрезмерного кипения и испарения (дыма).
У деликатных микросхем при монтаже/демонтаже можно во время работы накрывать корпус.
Не стоит оставлять ИК фен надолго в рабочем режиме без необходимости — он работает на грани своих возможностей.
В сети попадались варианты стационарного расположения нагревателя, что бы высвободить вторую руку
Многим читателям (наверняка) устройство покажется дикой кустарщиной и колхозом, но я больше склонен оценивать работоспособность и результаты его работы, поэтому считаю устройство вполне заслуживающим право на существование.
Всем удачи и хорошего настроения!
Замена BGA.
Горячий воздух или ИК лучи?Как меняется BGA чип. Чем паять? Горячий воздух или ИК лучи?
Горячий воздух или ИК излучение?
Вся современная электроника, и ее производство основано микросхемах. Вся вычислительная техника построена на чипах, выполненных в корпусах типа BGA.
Что вообще такое BGA?
BGA: Ball Grid Array — корпус PGA, в котором, вместо контактов штырькового типа используются шарики припоя. Такой тип микросхем предназначен для поверхностного монтажа. Распространен в мобильных процессорах, чипсетах, современных графических процессорах видеокарт компьютеров и ноутбуков. Корпуса BGA так же существуют в нескольких вариантах (видах).
Обзор BGA ИК Станций за 2010 — 2011 год
Итак, выводы этого типа микросхем имеют форму шариков и расположены снизу корпуса, благодаря чему, можно увеличить плотность монтажа (количество размещаемых элементов) на печатной плате. Работа с такими микросхемами требует особого подхода, сейчас поймете почему. Говоря о первичном монтаже (при производстве плат с такими чипами) должно соблюдаться точное совмещение контактов микросхемы с контактной площадкой на плате и равномерное запаивание всех контактов, путем равномерного прогрева.
А в случае выпаивания (демонтажа) микросхемы, что опять же усложнено труднодоступностью выводов, нужно равномерный нагрев для отпаивания всех контактов. В обоих случаях должен быть четкий контроль качества процесса пайки.
Руками сделать такую работу теоретически не возможно. Но на практике ремонтники умудряются паять их даже на бытовой газовой плите… Для удобства пайки и демонтажа микросхем типа BGA нужно специальное оборудование благодаря которому можно максимально оптимизировать весь процесс работы с монтажом и демонтажем BGA микросхем. Также все более популярной стала технология пайки с использованием без свинцовых припоев, а в этом случае вопрос соблюдения технологии качественной пайки занимает первое место.
В чем разница пайки свинцовой и бессвинцовой?
При бессвинцовой пайке температура нагрева требуется выше на 30-40 градусов, в отличии от традиционной пайки с использованиес свинец-содержащих припоев. И по этому максимально допустимая рабочая температура для компонентов поверхностного монтажа (SMD и BGA) находится в диапазоне от 250 до 260 градусов.
Основная задача в процессе пайки это аккуратное и быстрое выпаивание элемента без повреждения соседних элементов критичных к перегреву.
Предпочтителен инструмент, который сочетает в себе «низкую» температуру и высокую теплопередачу. При соблюдении всех условий демонтажа в большинстве случаев, невредимой сохраняется и отпаянная микросхема, это особенно полезно, в тех случаях, когда предположение о том, что она являлась причиной неисправности, опровергается.
Теперь о том какие существуют способы нагрева микросхем для пайки и демонтажа.
В локальной пайке и выпаиванию BGA чипов есть два варианта:
Термовоздушный
Инфракрасный (ИК)
Соответственно основанные на этих способах существуют и используются различные типы паяльных станций.
Рассмотрим сначала термо воздушные паяльные станции.
Термо-воздушные станции – устройство бесконтактной пайки, для нагрева паяемых компонентов используется открытый поток нагретого воздуха, который сфокусирован специальным соплом.
Грубо говоря это фен. Так как принцип его работы аналогичен работе обычного фена для высушивания волос. Разница лишь в температуре потока воздуха исходящего из сопла фена. Температура воздуха на выходе такой паяльной станции регулируется от 100 до 480 градусов Цельсия. Еще имеется возможность коррекции воздушного потока.
Термовоздушные станции пайки делятся на 2 способа подачи воздушного потока:
Компрессорные
Турбинные
В компрессорных, воздух подается работой диафрагменного компрессора расположенного в корпусе станции.
У турбинных, же в блоке термофена встроен маленький почти бесшумный электрический двигатель с крыльчаткой, который создает нужную величину воздушного потока.
Преимущества таких станций в их компактности, ими можно работать на рабочих местах малой площади.
Особенностью BGA-компонентов является расположение контактов, их выводы, представляющие из себя контактные площадки с шариками припоя, находящиеся под корпусом устанавливаемого на плату компонента, эти контакты недоступны для традиционных паяльных устройств.
Поэтому напайка этих компонентов осуществляется сквозным прогревом корпуса.
Разумеется, верхняя часть корпуса микросхему прогревается быстрее, чем шариковые выводы, так как они контактируют с платой, это и затрудняет их нагревание.
Бесконтактная пайка BGA-компонентов на поверхность печатной платы потоком горячего воздуха — процесс эмпирический. Температура воздуха места пайки регулируется двумя основными параметрами: выставленной температурой нагревателя, через который проходит воздух, и скоростью воздушного потока. Интересный факт в том что реальная температура потока воздуха из сопла выставляется приблизительно.
Расстояние от сопла до компонента припаиваемого к плате тоже весьма критично. Если Увеличение скорости потока воздуха снижает рассеивание воздуха на выходе из сопла, но требует повышения температуры нагревателя, это понятно, ведь высокая скорость прохождения потока воздуха через нагревательный элемент снижает разогрев воздуха, иными словами он просто не успевает нагреться до нужной температуры.
Из за неточности размеров сопел, особенно в головках для микросхем с большим количеством контактов, подвод тепла к месту пайки происходит не равномерный. Что ведет к увеличению опасности «термотравмы» компонента и печатных проводников на плате.
Различные конструкции паяльных станций для пайки и демонтажа горячим воздухом предполагают различные степени и способы контроля параметров термо инструментов — температуры воздуха, нагнетаемого в сопло фена и его количества, подаваемого в единицу времени.
У самых примитивных моделей нет обратной связи и можно лишь визуально наблюдать за поведением припоя в рабочем пространстве, и иметь представление о тепловой картине места пайки, глядя на положение регуляторов нагревательного прибора. Зато эти стации достаточно дешевые, спектр их применения ограничен. Основное их предназначение это демонтажные операции, в которых не требуется идеально точного соблюдения термо режима. Станции имеющие четкий контроль и стабилизацию температуры самые дорогие в своем классе.
Они также имеют индикацию в реальном времени температуры воздуха на выходе фена, имеют индикатор давления воздушного потока.
Теперь рассмотрим следующий вид станций это инфракрасные паяльные станции.
Они основаны на излучении инфракрасных волн от нагревательного элемента, вместо потока горячего воздуха.
Механизмом генерации тепла, используемым ИК станциях, является излучение. ИК-волны диапазона 2-8мкм, лучшее в смысле соотношения отражаемой и поглощаемой тепловой энергии: видимые ИК волны не пригожи для процесса пайки, так как они перегревают темные поверхностей и не прогревают блестящие выводы микросхем.
На таких станциях можно выполнять операции пайки и демонтажа компонентов, имеющих размеры от 10мм до 60мм. Среди них микросхемы в корпусах различного типа BGA, CSP, PGA, SOIC, QFP, PLC. Можно также ее использовать для локальной пайки группы компонентов на ограниченном участке монтажной платы. Размеры прямоугольной зоны нагрева задаются органами регулировки окна верхнего излучателя.
В принципе, оба способа: термовоздушный и ИК, имеют корни из технологий групповой пайки в печах плавления. Но при задачах ремонтной (локальной) пайки совершенно иная потребность. Если в случае с печью, которая должна обеспечить равномерный нагрев по всей поверхности платы, то ремонтная станция — только в отдельной области платы, при этом не подвергать соседние элементы термическому воздействию.
Лучшим решением для локальных ремонтных работ особенно с BGA, предпочтительна именно инфракрасная технология.
В местах первичного контакта струи воздуха с плоскостью, температура выше, чем зонах оттока «отработавшего» воздуха. Чтобы снижать завихрения, приходится замедлять поток воздуха, но это приводит к недостаточному переносу тепла: ведь неподвижный воздух является теплоизолятором!
Достаточно рассмотреть эти термограммы, это пятна нагрева плоскости корпуса BGA.
Горячий воздух сопло2 Горячий воздух сопло1 ИК-излучатели
ИК излучение имеет большее преимущество перед воздухом, так как это единственный механизм теплопередачи, который позволяет передавать тепловую энергию по всей площади монтируемой микросхемы.
Так как равномерный прогрев больших корпусов BGA воздушным потоком крайне затруднителен, для проведения ремонтной пайки, рекомендуется использовать именно инфракрасные станции.
Главные достоинства технологии инфракрасной пайки:
• равномерный локальный нагрева (самый критичный фактор для BGA)
• отсутствие вероятности сдуть с печатной платы демонтируемый компонент
• нет потребности в приобретении сменных профильных насадок для фена под определенные размеры чипов
• возможна работа компонентами сложного профиля
У многих возникает вопрос: не происходит ли перегрев инфракрасным излучением темных поверхностей BGA микросхем? и хватает ли его тепловой энергии для оплавления припоя светлых выводов микросхем QFP? Нелепо утверждать, что нет разницы в нагреве. Разница есть, но при длине волны 2…8 мкм которая является минимальной в инфра красном — диапазоне, за счет чего и обеспечивается достаточная для качественной пайки равномерность нагрева поверхностей имеющей различную отражающую способность.
Какую выбрать паяльную станцию? Термо воздушную или инфра красную?
Все зависит от Ваших потребностей, что Вам нужно на ней делать. Ремонтировать материнские платы от ноутбуков, или компьютерные материнские платы, а может платы мобильных телефонов. В общем, с платами от мобильников все имеющиеся на рынке паяльные станции от китайских производителей с разной степенью, но справляются. Станции одной ценовой категории, почти идентичны и нелепо обсуждать какая из них лучше, какая хуже. Ремонт материнских плат гораздо удобней производить на инфракрасной паяльной станции. Потому что на таких платах стоят микросхемы больших размеров требующих значительного и главное равномерного прогрева по всей площади.
Соответственно цена инфракрасных станций в разы дороже по сравнению, с термовоздушными.
STAHLWERK Инфракрасная сушилка для краски 1200 Вт Инфракрасная сушилка ИК-излучатель IR D
Настройки конфиденциальности данных
Указанные здесь настройки сохраняются в «локальной памяти» вашего устройства.
Настройки будут запомнены при следующем посещении нашего интернет-магазина. Вы можете изменить эти настройки в любое время (значок отпечатка пальца в левом нижнем углу).
Для получения дополнительной информации о сроке действия файлов cookie и необходимых основных файлах cookie см. Уведомление о конфиденциальности.
Выбрать/Отменить все
YouTube
Дополнительная информацияЧтобы просмотреть содержимое YouTube на этом веб-сайте, вам необходимо дать согласие на передачу данных и хранение сторонних файлов cookie Ютуб (гугл). Это позволяет нам улучшить ваш пользовательский опыт и сделать нашу сайт лучше и интереснее. Без вашего согласия никакие данные не будут переданы на YouTube. Однако вы также не сможете пользоваться услугами YouTube на этом веб-сайте.
Описание:
Встраивание видео
Процессинговая компания:
Google Inc.
Условия эксплуатации: Ссылка
Vimeo
Дополнительная информацияДля просмотра контента Vimeo на этом веб-сайте вам необходимо согласиться с передача данных и хранение сторонних файлов cookie Vimeo. Это позволяет нам улучшить опыт и сделать наш сайт лучше и интереснее. Без вашего согласия никакие данные не будут быть перенесены на Vimeo. Однако вы также не сможете пользоваться услугами Vimdeo на этом веб-сайте.
Описание:
Встраивание видео
Процессинговая компания:
Vimeo
Условия эксплуатации: Ссылка
ReCaptcha
Дополнительная информация Для отправки форм на этой странице вам необходимо дать согласие на передачу данных и хранение сторонних файлов cookie компанией Google.
С вашего согласия будет встроена reCAPTCHA, служба Google, позволяющая избежать спам-сообщений через контактные формы.
Эта услуга позволяет нам предоставить нашим клиентам безопасный способ связаться с нами через онлайн-формы. В то же время сервис предотвращает компрометацию наших сервисов спам-ботами.
После того, как вы дали свое разрешение, вас могут попросить ответить на запрос безопасности для отправки формы.
Если вы не согласны, к сожалению, вы не можете использовать форму. Пожалуйста, свяжитесь с нами другим способом.
Описание:
Остановка спам-ботов
Процессинговая компания:
Google Inc.
Условия эксплуатации: Ссылка
Sendinblue
Дополнительная информация Чтобы отправить данные в sendinblue, вам необходимо дать согласие на передачу данных и хранение сторонних файлов cookie с помощью sendinblue. Это позволяет нам улучшить ваш пользовательский опыт и сделать наш веб-сайт лучше и интереснее.
Описание:
Отслеживание автоматизации Sendinblue
Процессинговая компания:
синий
Условия эксплуатации: Ссылка
Отслеживание Google
Дополнительная информацияЧтобы отправить данные в Google, вам необходимо дать согласие на передачу данных и хранение сторонних файлов cookie Google. Это позволяет нам улучшить ваш пользовательский опыт и сделать наш веб-сайт лучше и интереснее.
Описание:
Отслеживание Google Analytics
Процессинговая компания:
Гугл
Условия эксплуатации: Ссылка
Выбрать/Отменить все
Настройки конфиденциальности данных
Хотите увидеть это содержимое? Активируйте желаемое содержимое только для одного сеанса или разрешите веб-сайту запомнить эти настройки.
