Паяльник — это хорошо. Хорошо для DIP деталей, ну для тех для которых сверлят отверстия в платах. Спору нет, паяльник отлично подходит и для SMD компонентов, но для этого необходимо иметь черный пояс в этой дисциплине. А вот как, раз в год выпаять, а потом запаять многоногую smd микросхему без особых навыков и оборудования? Ну тогда читаем дальше…
Меня всегда пугали многоногие smd микросхемы, в части монтажа, а не внешностью, в корпусах QFP и разные SO-шки, про BGA даже заикаться не буду. Был однажды неудачный опыт, делал , и заложил в конструкцию контроллер в корпусе SO. В процессе отладки что-то пошло не так и мне пришлось его перепаивать. Первый демонтаж плата и контроллер условно выдержали, а вот после второго, плата и контроллер отправились в мусорный бак. В итоге поставил микросхему в dip корпусе и мои мучения закончились. Это все к чему, шарясь как-то по интернету, случайно попал в ветку форума forum.easyelectronics.ru , откуда перенаправился на radiokot.ru . После посещения радиокота я и загорелся идеей сделать «Прикуяльник» (® by radiokot.ru). Именно прикуриватель в качестве паяльника и будет источником инфракрасного излучения.
Пошарив по закромам отыскал трансформатор от бесперебойника, который мне когда-то подарил . Этот трансформатор работал в режиме преобразования 12 — 220 В, значит заработает и в обратном направлении.
Источник питания есть! А это уже пол дела. Осталось найти прикуриватель, и он был найден на местном рынке за символическую цену. Прикуриватель подойдет любой, хоть от мерседеса, хоть от жигуля. К стати, у запорожца, этого очень важного девайса, не было. Подключать излучатель к трансформатору решил через ШИМ регулятор, как в дальнейшем оказалось не зря. Выбрал схему на распространенной микросхеме NE555. По опыту других пользователей, она менее капризна.
Микросхема NE555, в соответствии с даташитом, питается постоянным напряжением в диапазоне 4,5 — 16В. Так же можно рассмотреть чуть боле капризную схему на UC384x. они довольно часто встречаются в импульсных блоках питания, компьютерные не исключение.
Печатную плату решил не делать, слишком большая честь для трех проводов. Собрал на макетке.
Пришлось придумывать выпрямитель. Диодный мост собран на диодах шотки, которые были выдраны из сгоревшего компьютерного блока питания. На всякий случай все усажено на радиатор, мы ж не китайцы, нам не жалко. Сгоревшие компьютерные блоки питания просто превосходная вещь, источник корпусов и всяких деталюх с радиаторами!
Подключив диодный мост к трансформатору и замерив напряжение холостого хода, немного взгрустнул. Нет, напряжение было достаточное, даже чересчур, 20 В на холостом ходу. Многовато для моего ШИМ регулятора. Знал бы, то сделал плату на UC3842, она начинает работать от 16В и выше. Но погрустил и ладно, добавил к питанию КРЕН8А (КР142ЕН8А, аналог L7808….), на нее же повесил и вентилятор охлаждения.
У меня как всегда, минимум, а хочется максимум. Сделаю я наверно и нижний подогрев. Обойдемся бютжетнинько. Нижний подогрев будет на основе галогенного прожектора, станция ведь не для постоянного использования. Для галогенной лампы нужен регулятор мощности, иначе сожжет все на свете, проверено. Думал заказать в китае тиристорный регулятор, но время. Купить в городе, значит переплатить. По случаю зашел в местный магазинчик промтоваров, там есть много всякой ерунды. И заметил на прилавке осветительный димер. На фоне всех остальных электроинсталяционных изделий, он отличался невзрачным внешним видом и ценой. Заявленная мощность 600 Вт меня порадовала. Купил его всего за 35 грн (1,3$).
Посмотрим, что у него внутри. Не замысловатая конструкция, собранная на двух тиристорах BT136 соединенных параллельно. Отличное резервирование и запас по мощности. Но почему с такими деталями и всего 600 Вт?
А вот теперь видно почему. Вот смотрю и думаю… Потенциал в нашей стране огромный, а вот руки…
Пришлось помыть плату, все заново пропаять, усилить силовые дорожки и поменять радиатор. На фотографии ниже, видно под оранжевым тумблером, просматривается новый радиатор димера.
Парочка фоток, как оно у меня разместилось в корпусе от компьютерного БП. Радиаторов конечно многовато, они несколько избыточны.
Лицевая панель из куска поликарбоната (оргстекло). Белую защитную пленку не снимал, это придает ощущение, что оргстекло белое, а не прозрачное. И потрошки не просвечиваются.
А на этой фотке уже установлена верхняя крышка. И тут впервые появляется сам виновник торжества — собственно прикуяльник.
Прикуриватель прикручен к сгоревшему паяльнику. Все внутренности паяльника демонтированы.
Крепления нагревательного элемента к основанию выполнено через отожженную стальную проволоку, намотанной в виде спирали для улучшения теплоотвода. Раскаляется он будь здоров и плавит изоляцию провода, так что прикручивать медный провод на прямую не стоит даже и пытаться.
Нижний подогрев. Здесь особых конструктивных особенностей нет. В качестве нижнего подогрева выступает галогенный прожектор. Устойчивости прожектору придают три ножки с резиновым основанием. Как известно конструкция на трех ножках никогда не будет качаться, доказано в геометрии — через три точки можно построить только одну плоскость. Стекло сверху накрыто медной фольгой с остатками текстолита, когда-то отодранной от старой платы. Установлена лампа мощностью 150 Вт.
Вот и паяльная станция готова.
Немного поигравшись могу сделать несколько заключений. Самим прикуяльником можно выпаивать микросхемы и без нижнего подогрева, но это занимает немного больше времени. Демонтировать мелкие smd-шки (резисторы, конденсаторы) можно при помощи только нижнего подогрева, в том случае если сама плата больше вам не нужна. Дело в том, что здесь отсутствует термостабилизация и со временем плата начинает перегреваться, демонтаж большого количества элементов может растянутся на долго. Во время экспериментов, при демонтаже на нижнем подогреве, я перегрел плату, и она вздулась. Это вздутие сопровождалось хорошим хлопком, я как говорится, чуть не «письнул» от неожиданности. Для разовых работ лучше не придумаешь.
И для того, чтобы показать, что это все-таки работает, предлагаю посмотреть следующие фотографии.
В качестве жертвы была выбрана старючая материнка. На ней выбран чип, вокруг которого расположено большое количество мелких компонентов, что затрудняет работу привычным инструментом. На следующей фотографии чип отпаян.
Хочу подвести черту под выше сказанным. Прикуяльник имеет право быть. Он конечно не претендует на звание «професиональный» инструмент, но со своими задачами справляется. И с сегодняшней архитектурой плат, любителю, он просто необходим.
Купить паяльную станцию ИК-650 ПРО в рассрочку/по частям
ИК-650 ПРО - это не мечта, а реальность. Реализуя программу доступности качественной технологии пайки, ТЕРМОПРО постарался раздробить приобретение ремонтной станции BGA на несколько маленьких и вполне осуществимых шагов.
Вариант №1
Купите ИК-650 в рассрочку - заплатите 50%, а остальное будет зарабатывать ваша новая инфракрасная паяльная станция, а мы немного подождем.
Условия простые:
- Желание и возможность честно и вовремя выполнять свои обязательства по договору поставки.
- Организационно правовая форма предприятия - ИП или ООО.
- Регистрация бизнеса не менее шести месяцев.
- Подтвержденное наличие сервисной точки или другого помещения.
- Отсутствие недоимок по налогам, судебных взысканий и решения о банкротстве или ликвидации.
- Предоплата 50%, а остальное в рассрочку на 6 месяцев равными долями без %.
Перед принятием решения просим вас еще раз правильно оценить свои возможности. Помните простое правило окупаемости - у вас должно быть гарантировано не менее 10 перепаек BGA в месяц плюс доходы от других видов сервисных работ.
Вариант №2
ИК-650 ПРО это модульное оборудование - начните с приобретения термостола НП 34-24 ПРО с регулятором ТП 2-10 КД ПРО, и сразу получите огромное преимущество: вам станет доступен равномерный подогрев плат без деформации, а температура BGA теперь будет под вашим контролем. Начните зарабатывать и вы быстро приобретете остальные блоки.
Программное приложение «ТЕРМОПРО-ЦЕНТР»
Инфракрасная паяльная станция ТЕРМОПРО ИК-650 ПРО действительно хорошо работает. Во многом это заслуга многофункционального программного приложения «ТЕРМОПРО-ЦЕНТР». Основное отличие ИК-650 ПРО от других инфракрасных паяльных станций - это сказочные возможности пайки в совсем не сказочных окружающих условиях.
«ТЕРМОПРО-ЦЕНТР» обеспечивает автоматическое термопрофилирование пайки BGA с обратной связью по температуре на печатной плате. Алгоритмы пайки BGA, с несколькими степенями защиты, построены таким образом, чтобы ничего не перегреть, даже при ошибках оператора.
Приложение «Термопро-Центр» решает задачу сохранить высокую надежность и простоту в эксплуатации, а также гарантировать повторяемость процесса пайки с максимальной точностью при оптимальной гибкости технологического оборудования.
Программный пакет «ТермоПро-Центр» содержит ответ почти на любую технологическую ситуацию, реализовано максимально возможное число «зашитых» функций с помощью инструментов ТермоПро.
Программа, вооруженная оборудованием без преувеличения является мощным не только производственным, но и исследовательским инструментом. Инструментарий, заложенный в ней можно использовать как для реализации термодинамического процесса пайки, так и для его фиксации, визуализации, анализа и адаптации под окружающие условия.
Для мелкосерийного и единичного монтажа плат инфракрасная паяльная станция ИК-650 ПРО обеспечивает двойное преимущество. Вы получаете в свои руки не только возможность пайки BGA и других сложных микросхем, но и отличный инструмент для групповой пайки SMD - компонентов на печатные платы по термопрофилю. Качество пайки обеспечивается на уровне камерных и конвейерных печей оплавления, да еще и в режиме обратной связи по температуре платы. (можно паять сразу практически без настройки, естественно немного потренировавшись).
Скачайте приложение «Термопро-Центр» и другую полезную информацию
Комплект поставки инфракрасной паяльной станции ИК-650 ПРО
| НАИМЕНОВАНИЕ МОДУЛЯ |
НАЗНАЧЕНИЕ МОДУЛЯ |
||
| ТЕРМОПРО — ЦЕНТР | многофункциональное программное приложение для управления ИК станцией ИК-650 ПРО | ||
| 1,2 | ИКВ-65 ПРО | верхний нагреватель ИК станции на подвижном штативе | |
| 3 | лазер | лазерный указатель для прицеливания в центр перед пайкой BGA | |
| 4 | диафрагмы | сменные диафрагмы для верхнего нагревателя ИК станции ограничивают зону нагрева печатной платы (отверстия 30х30, 40х40, 50х50, 60х60 мм). | |
| 5 | ИК 1-10 КД ПРО | терморегулятор обеспечивает управление температурой верхнего нагревателя ИК станции и контроль температуры печатной платы | |
| 6 | ПДШ-300 | шарнирный прижим для установки термодатчика на печатную плату | |
| 7 | ТД-1000 (3 шт.) | внешний термодатчик для контроля температуры печатной платы при пайке BGA | |
| 8 | НП 34-24 ПРО | двух зонный широкоформатный термостол для равномерного подогрева печатных плат. ИК станция ИК-650 ПРО может комплектоваться и другим термостолами серии НП и ИКТ в зависимости от задачи | |
| 9 | ТП 2-10 АБ ПРО | двухканальный терморегулятор обеспечивает управление температурами зон термостола НП 34-24 ПРО (терморегулятор может быть заменен на ТП 2-10 КД ПРО, со встроенным каналом измерения температуры платы) | |
| 10 | ФСМ-15, ФСК-15 (по 10 шт.) |
Вы можете подобрать индивидуальную комплектацию ИК станции дооснастив ее:
видеокамерой,
видеоустановщиком,
термостолом другого размера,
3-х канальным измерителем температуры,
рамочным держателем плат
Схема подключения инфракрасной паяльной станции ИК-650 ПРО
Другие системы подогрева плат для ИК Станции
Инфракрасная паяльная станция может комплектоваться разными подогревателями плат под ваши задачи.
Инфракрасная станция, комплектующаяся нижним подогревом - превосходное оборудование для ремонта телевизоров, ноутбуков, компьютеров, разумеется, повсеместно используется как оборудования для ремонта электроники, а так же - это современное оборудование для ремонта автомобильных блоков, станков с ЧПУ.
Дополнительные приборы и принадлежности для ИК Станции
 |
Прибор расширяет возможности инфракрасной паяльной станции ИК-650 ПРО по контролю за температурой платы.ТЕРМОСКОП сертифицирован как средство измерения военного назначения. (производство ТЕРМОПРО) |
 |
Трафареты BGA Набор для ребола BGA — необходимое дополнение к инфракрасной паяльной станции. В набор входит оправка и 130 трафаретов BGA (производство Китай) |
 |
Фиксатор для трафаретов BGA прямого нагрева. Фиксирует трафареты от 8 x 8 мм до 50 x 50 мм. Зажимной ключ в комплекте. |
|
Держатель удобен для пайки BGA на малогабаритных и среднеразмерных платах (производство ТЕРМОПРО) |
|
 |
ПК-40, ПК-50, ПК-60 3D концентраторы ИК лучей Инфракрасная паяльная станция может иметь еще лучшие эксплуатационные характеристики если вместо плоских диафрагм применять 3D концентраторы. (производство ТЕРМОПРО, изделие запатентовано )
|
 |
Дополнительные диафрагмы 45° к верхнему нагревателю ИК станции, (производство ТЕРМОПРО) |
|
При работе на инфракрасной паяльной станции довольно часто требуется акуратно нанести флюс или паяльную пасту. Цифровые программируемые дозаторы паяльной пасты и жидкостей серии ND-35 предназначены для точной выдачи мелкими порциями флюса, паяльной пасты, теплопроводящей пасты или герметиков. Имеются модели с вакуумным пинцетом (производство ТЕРМОПРО). |
|
 |
USB микроскоп eScope DP-M15-200 При работе на инфракрасной паяльной станции требуется визуальный контроль зоны пайки BGA. Цифровой USB микроскоп eScope DP-M15-200 с матрицей 5Мп, увеличением до 200 крат, LED подсветкой и встроенным поляризационным фильтром облегчает наблюдение. Металлическая подставка в комплекте. Поляризационный фильтр устраняет блики, отражения и позволяет получить более резкое и контрастное изображение при наблюдении таких сложных объектов как BGA в момент оплавления. (производство Китай, возможна поставка других моделей) |
|
Магнитные держатели печатных плат быстро устанавливаются на любые термостолы серии НП и обеспечивают удобную и быструю фиксацию печатных плат над нагревательной поверхностью. |
|
|
АСЦ и ТЕРМОПРО желают вам Здоровья! Если нет технической возможности отвести на улицу вредные продукты пайки, то рекомендуем воспользоваться локальным дымоуловителем, например — г. Москва курсы по обучению работе на инфракрасной паяльной станции при ремонте ноутбуков, игровых приставок, сотовых телефонов.
| ||||||||||||||||||||||||||||
Развитие электротехники и, как результат, минимизация размеров и усложнение ее компонентов создают постоянный спрос на решение сложных задач в сфере ремонта новейшего потребительского оборудования. В этой статье мы рассмотрим наиболее совершенную на сегодняшний день технологию пайки, которая завоевала популярность среди широкого круга специалистов – инфракрасную.
Инфракрасные паяльные станции, их особенности и преимущества
Инфракрасные паяльные станции – это комплексное решение на рынке оборудования для сервисного обслуживания и ремонта разных видов современной техники. Базовый принцип их работы заключается в мощном нагревании при помощи инфракрасного излучения электромагнитными волнами длиной 2-8 мкм. Практически каждая, кроме бюджетных моделей, инфракрасная паяльная станция – это сложный ремонтный комплекс, который состоит из следующих компонентов:- Верхний нагреватель.
- Нижний нагреватель.
- Стол с держателем для платы.
- Система обеспечения контроля температуры (состоит из термопары и программируемого контроллера).
Новейшие модели паяльных станций имеют возможность подключения к программному обеспечению ПК для контроля над процессом пайки по заданному температурному профилю.
По типу нагревательного элемента паяльные станции разделяют на следующие типы:
- керамические,
- кварцевые.
Одно из преимуществ керамических нагревателей – это пайка при помощи излучения электромагнитными волнами невидимого спектра, которые являются абсолютно безопасными для зрения и позволяют оператору производить визуальное наблюдение за процессом. Они также являются наиболее надежными и обеспечивают длительное время эксплуатации до отказа.
Кварцевые нагреватели, в свою очередь, отличаются меньшей инерционностью и обеспечивают большую однородность зоны нагревания, хотя они используют кроме невидимого еще и видимый и, поэтому, опасный для зрения диапазон инфракрасного излучения. По этой причине, как правило, в комплекте к станции поставляются защитные очки.
Инфракрасные паяльные станции оборудованы всем необходимым для настройки размеров прямоугольной зоны нагревания, обычно от 10 до 60 мм. Вы можете также самостоятельно манипулировать размерами и формой зоны нагревания, поскольку при работе с данными станциями допускается использование фольги, которой закрывают участки элементов, не подлежащие нагреву. Инфракрасный ремонтный комплекс специально оборудован столом, на котором можно надежно зафиксировать плату.
Верхний нагреватель выполняет основную работу при пайке. Нижний нагреватель осуществляет предварительный нагрев элементов, предохраняя, таким образом, текстолит от риска термической деформации. Система термоконтроля позволяет оператору выбирать правильный термопрофиль – температурно-временной отрезок процесса и, сравнивая температурные показатели, регулировать весь процесс по заданным параметрам.
Увеличение спроса именно на инфракрасные паяльные станции достаточно легко объясняется рядом их особенностей и преимуществ в решении сложных ремонтных заданий:
- Отлично подходят для восстановления работы микросхем SMD, BGA, CBGA, CCGA, CSP, QFN MLF, PGA больших и средних размеров.
- Инфракрасные паяльные станции лучше других могут удовлетворить потребности мастеров сервисного центра в процессе монтажа, демонтажа и реболлинга BGA-корпусов. На рынке представлены паяльные станции, которые продаются сразу с наборами для реболлинга.
- Инфракрасные паяльные станции гораздо удобнее других в работе с элементами из пластика (шлейфы и коннекторы).
- Инфракрасное излучение имеет разное воздействие на металлические и неметаллические детали. Сначала нагреваются металлические детали и припои.
- Нагревание происходит лишь в необходимой зоне, другие компоненты защищены от нежелательного термического воздействия.
- Осуществляя точный предварительный нагрев снизу, инфракрасная технология пайки препятствует термической деформации монтажной платы, что особенно важно для плат большого размера, таких как материнские платы ПК.
- Именно эти станции обеспечивают равномерность нагревания и, благодаря большой мощности, элементы быстро нагреваются до необходимой температуры.
- Идеально подходят для работы с бессвинцовыми припоями и благодаря той же мощности, способны поддерживать стабильную температуру.
- Отсутствие сильного воздушного потока не приводит к сдуванию легких элементов с платы, как в случае с термовоздушными станциями.
- Отсутствие необходимости покупать большое количество различных насадок под разные размеры микросхем, как для термовоздушных паяльных станций.
- Инфракрасное излучение волн короткой длины не вредит зрению и позволяет оператору визуально контролировать процесс пайки.
Инфракрасные паяльные станции вытеснили другие аналогичные виды техники и приобрели наибольшее распространение среди сервисных центров, которые специализируются на ремонте мобильных телефонов, игровых консолей, ноутбуков, планшетов и другой компьютерной техники, в первую очередь благодаря простоте и эффективности использования. На данном этапе производители сосредоточились на выпуске именно этого типа паяльных станций.
Сравнение основных технических характеристик инфракрасных и термовоздушных паяльных станций
Термовоздушные паяльные станции – это первое поколение ремонтных комплексов, созданных для монтажа и демонтажа микросхем с SMD и BGA-корпусами. Наилучшим образом они зарекомендовали себя также в работе с небольшими SMT-компонентами, а именно с планшетами и другой мелкой потребительской техникой.Они были заменены инфракрасной технологией по причине ряда недостатков:
- Маленькая площадь нагрева.
- Неравномерность прогрева и лишние термические нагрузки на соседние элементы.
- Деформация монтажной платы.
Но, следует упомянуть, что большое распространение получили комбинированные или гибридные ремонтные комплексы, в которых объединены лучшие свойства и термовоздушных, и инфракрасных технологий. Пример такого оборудования – это гибридный ремонтный комплекс Scotle IR360 PRO V3 . На сегодняшний день именно такой тип паяльных станций считается лучшим среди широкого круга специалистов.
Инфракрасные паяльные станции имеют свои недостатки и слабые стороны, на которые покупателю следует обратить внимание перед окончательным выбором модели. Многие новички ошибочно покупают станции вместо комплексов для демонтажа больших микросхем, как, например, термовоздушная станция Lukey 852D+ с отдельным паяльником.
В большинстве случаев это приводит к негативным последствиям, поэтому в данном случае следует использовать инфракрасный паяльный комплекс, или термовоздушный комплекс большого размера, или их гибрид. Даже если объединить в работе термовоздушную станцию с инфракрасным нижним нагревателем, заменить качественное инфракрасное паяльное оборудование не удастся, поскольку только так обеспечивается полуавтоматический процесс. А в случае с термовоздушной станцией контроль осуществляется оператором.
На рынке представлены качественные инфракрасные станции от американских и немецких производителей, но их стоимость достигает более 10 тысяч долларов. Другой распространенный сегмент – это станции китайского производства, цена которых колеблется в пределах 1 тысячи долларов. Они мало чем уступают дорогим аналогам и позволяют начать свой бизнес, не вкладывая огромные средства в создание сервисного центра. Популярность этих станций среди мастеров обусловлена не только простотой использования, но и работой в удобном полуавтоматическом режиме. От пользователя в первую очередь важно ввести начальные данные и правильно выбрать температурный профиль, а ремонтный комплекс даст сигнал о завершении процесса.
Инфракрасные паяльные станции производителя ACHI
ACHI – это небольшая китайская компания, которая первой началамассовое производство больших инфракрасных паяльных станций в доступном ценовом сегменте. Став известными в мире благодаря ремонтному комплексу ACHI IR-PRO-SC , они заинтересовали большого производителя Scotle Technology , который сделал ACHI своим подразделением, что очень позитивно сказалось на качестве продукции. Компания начала оснащать свои паяльные станции керамическими инфракрасными излучателями, которые по характеристикам близки к известным Elstein немецкого производства. Хорошее качество, доступная цена и легкость ремонта объясняет популярность этого бренда среди профессионалов. На данный момент в ассортименте представлены три основные модели инфракрасных станций:
ACHI IR-6500 – это начальный минимум для восстановления работы больших монтажных плат.
ACHI IR-PRO-SC –инфракрасная паяльная станция, которая является самодостаточным инструментом для профессионального массового ремонта в условиях сервисного центра, где процессы поставлены на поток.
ACHI IR-12000 – это наиболее продвинутая модификация из ассортимента ремонтных комплексов производителя. Рассчитана она на опытных пользователей, которые хотят получить все преимущества гибридной технологии. Ключевая особенность этого комплекса – это нижний инфракрасный нагреватель, внутри которого вмонтирован термовоздушный. Верхний нагреватель тоже является инфракрасным. Встроенный промышленный компьютер с 7" дюймовым сенсорным экраном для вывода данных помогает в режиме реального времени анализировать и корректировать параметры.
Ниже приводим таблицу сравнения основных технических характеристик самых популярных моделей инфракрасных ремонтных комплексов производителя ACHI :
| ACHI IR-6500 | ACHI IR-PRO-SC | ACHI IR-12000 | |
| Потребляемая мощность | 1300 Вт | 2850 Вт | 3650 Вт |
| Зоны нагрева | верхняя, преднагрев | верхняя, преднагрев | верхняя, нижняя, преднагрев |
| Мощность верхнего нагревателя | 400 Вт | 450 Вт | 400 Вт |
| Размеры верхнего нагревателя | 80 × 80 мм | 80 × 80 мм | 80 × 80 мм |
| Мощность преднагрева | 800 Вт | 2400 Вт | 3200 Вт |
| Размеры преднагревателя | 180 × 180 мм | 240 × 240 мм | 350 × 210 мм |
| Хранение термопрофилей | 10 групп | 10 групп | неограничено |
| Вывод данных | ПК | ПК | 7" сенсорный экран |
Инфракрасные паяльные станции производителя ACHI – это самое современное, качественное и доступное оборудование для ремонта мобильной и компьютерной техники. Их возможностей вполне достаточно для полноценного профессионального ремонта, и они по характеристикам не уступают более дорогим аналогам. Именно с ACHI потребители получают по доступной цене все преимущества лучшей на данный момент технологии пайки – инфракрасной.
Внимание! Данная статья предназначена только для ознакомительных целей, и к сборке не рекомендуется! Там же скачиваем обновленные версии прошивок для станции первой версии.
При ремонте материнских плат связанных с заменой BGA компонентов не обойтись без инфракрасной паяльной станции! Китайские станции качеством не блещут, а качественные ИК паяльные станции стоят не дешево. Выход - собрать самому паяльную станцию. Стоимость компонентов для сборки станции не превышает 10 тысяч рублей. Не смотря на дешевизну - самодельная ИК станция надежно себя зарекомендовала в ремонте материнских плат. Контроллер обеспечивает точное соблюдение термопрофиля, что является важным фактором во время замены BGA компонентов.
Описание конструкции
Станция состоит из контроллера управления, нижнего подогрева, верхнего нагревателя.
Контроллер двухканальный. К первому каналу можно подключить термопару или платиновый терморезистор. Ко второму каналу подключается только термопара. 2 канала имеют автоматический и ручной режим работы. Автоматический режим работы обеспечивает поддержание температуры 10-255 градусов через обратную связь с термопар или платинового терморезистора (в первом канале). В ручном режиме мощность в каждом канале можно регулировать в диапазоне 0-99%. В памяти контроллера заложено 14 термопрофилей для пайки BGA. 7 для свинецсодержащего припоя и 7 для безсвинцового припоя. Термопрофили указаны ниже. При желании их можно изменить (исходник в архиве).
Для безсвинцового припоя максимальная температура термопрофиля: - 8 термопрофиль - 225C о, 9 - 230C о, 10 - 235C о, 11 - 240C о, 12 - 245C о, 13 - 250C о, 14 - 255C о
Если верхний нагреватель, не успевает прогревать согласно термопрофилю, то контроллер становится на паузу и ждет пока не будет достигнута нужная температура. Это сделано для того, чтобы адаптировать контроллер для слабых нагревателей, которые прогревают долго и не успевают за термопрофилем.
Контроллер так же можно использовать в качестве регулятора температуры, например, во время сушки или запекания паяльной маски (в духовке, в которую помещена термопара), или прочих случаях, где требуется точное поддержание температуры.
Принципиальная схема контроллера
Далее приведены фото контроллера. Блок питания использовал от ноутбука, которое переделал на напряжение 12 Вольт. В качестве гнезда для термопар использовал usb гнездо с кусочками текстолита, которое припаяно к передней панели, смотрим фото. Охлаждение активное, я использовал термотрубку от охлаждения ноутбука. К термотрубке феном припаял медную пластину, на которую будут установлены элементы для охлаждения. Можно использовать охлаждение процессора от системного блока, но тогда габариты устройства увеличатся.
Нижний подогрев изготовлен из галогенового обогревателя на 3 лампы общей мощностью 1,2 кВт. Из обогревателя демонтируется основание со светоотражателем и защитной сеткой. Корпус для нижнего подогрева я изготовил из изогнутой листовой жести(конька оцинкованного), который вырезал ножницами по металлу. Так же в конструкцию добавлен порог алюминиевый(стык), для удобства установки на него швеллера алюминиевого. На швеллер через стойки устанавливается материнская плата. Нижний подогрев можно подключить к контроллеру. Я поступил другим способом чтобы не заморачиваться с второй термопарой, - в нижний подогрев встроил диммер на 600 Вт, только на симистор установил радиатор побольше. С регулировкой 1,2 кВт он прекрасно справляется. Примерное положение диммера я запомнил, при котором стабильно держится требуемая температура на материнской плате. Для небольших плат (например видеокарт) можно использовать канцелярские прищепки, прикрученные к DIN рейке. Пример на фото.
Качественный верхний нагреватель из подручных средств, к сожалению невозможно изготовить. Я проводил эксперименты с галогеновыми лампами, кварцевыми трубками со спиралями, так же экспериментировал с ИК лампой. Но лучше всего себя зарекомендовал керамический нагреватель фирмы ELSTEIN серии SHTS (с позолотой). Подобные нагреватели используются в дорогих ИК станциях. Я использовал ELSTEIN SHTS/100 800W и ELSTEIN SHTS/4 300W. Нагреватели греют очень хорошо, и практически не светят. Спектр ИК излучения очень подходит для замены BGA компонентов. Нагреватели из Китая не рекомендую, хоть внешне они и похожи на ELSTEIN.
Тепловое пятно нагревателя ELSTEIN SHTS/100 800W. Размер нагревателя 96х96 мм. Расстояние между нагревателем и платой 5см.
Круг El1 диаметр 4 см (перепад температуры 5 градусов от центра до края окружности).
Круг El2 диаметр 5 см (перепад температуры 10 градусов от центра до края окружности).
Круг El3 диаметр 6 см (перепад температуры 15 градусов от центра до края окружности).
Тепловое пятно нагревателя ELSTEIN SHTS/4 300W. Размер нагревателя 60х60 мм. Расстояние между нагревателем и платой 5см.
Круг El1 диаметр 2,5 см (перепад температуры 5 градусов от центра до края окружности). Подходит для большинства чипов.
Круг El2 диаметр 3 см (перепад температуры 10 градусов от центра до края окружности).
Круг El3 диаметр 4,5 см (перепад температуры 15 градусов от центра до края окружности).
Как видим оба нагревателя подходят для замены BGA компонентов. Но ELSTEIN SHTS/100 800W имеет преимущество перед вторым нагревателем. Это гораздо большее равномерное тепловое пятно. Круг диаметром 4 см у которого перепад температуры не более 5C о. Практически показатель как у Термопро с 3D отражателем (у которого однородное квадратное тепловое пятно 4х4см с перепадом температуры не более 5C о)
Ниже приведены фото конструкции верхнего нагревателя и станины, которую изготовил из того что было в строительном магазине. Конструкция получилась удачной, регулируется по высоте и длине, нагреватель крутится вокруг своей оси, его легко установить над любым участком платы.
Термопара крепится к штативу. Ее легко навести на любой участок платы. Конструкция на фото. Гибкий металлический рукав я использовал от USB фонарика из магазина, где все по одной цене. В металлический рукав я вставил термопару без внешней изоляции при помощи проволоки.
Настройка контроллера
Для настройки канала верхней термопары R3 устанавливаем в среднее положение. Помещаем термопару контроллера и термопару образцового термометра на нагретую поверхность (например галогеновую лампу, где обе термопары соединены вместе и на них нанесена термопаста), и калибруем резистором R6 показания максимального значения температуры 250 градусов. Потом даем лампе остыть до комнатной температуры и калибруем резистором R3 нижнее показание температуры. Данную процедуру нужно повторить несколько раз, пока не будет совпадать нижнее и максимальное значение температур с реальными показателями. Такую же процедуру повторяем с каналом нижней термопары при помощи резисторов R11 и R14 соответственно. Аналогично калибруется первый канал при использовании платинового терморезистора резисторами R21 и R27 соответственно. Если не планируется использовать платиновый терморезистор, то ОУ U2 можно из схемы исключить со всей обвязкой, а 11 вывод микроконтроллера подключить на +5В.
Управление контроллером и изменение параметров, а так же процесс съема и установки чипа показан на видео. Верхний нагреватель я устанавливаю на высоте 5-6 см от поверхности платы. Если в момент исполнения термопрофиля происходит выбег температуры от заданного значения больше чем на 3 градуса - понижаем мощность верхнего нагревателя. Выбег на несколько градусов в конце термопрофиля(после отключения верхнего нагревателя) не страшен. Это сказывается инерционность керамики. Поэтому я выбираю нужный термопрофиль на 5 градусов меньше, чем мне надо. На данном нижнем подогреве температура немного отличается над зоной нагревателя, и в теневой зоне (разница около 10-15 градусов). Поэтому плату на нижний нагреватель желательно установить так, чтобы чип находился над зоной нагревателя (но это не критично). Перед съемом чипа при помощи зонда нужно убедиться(аккуратным нажатием на каждый угол чипа) что шары под чипом поплыли. При монтаже используем только качественный флюс, иначе неправильный выбор флюса может все испортить. Так же при монтаже чипа BGA рекомендуется накрыть кристалл прямоугольником из алюминиевой фольги с размером стороны равной примерно ½ от стороны BGA, чтобы снизить температуру в центре, которая всегда выше, чем температура около термопары (смотрим выше фото тепловых пятен ИК нагревателей ELSTEIN).
Внешний вентилятор программно не задействован, хотя на схеме он и указан. В дальнейшем планируется в исходник внести изменения и задействовать внешний вентилятор.
Ниже вы можете скачать архив с печатной платой в формате LAY, исходным кодом, прошивкой
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| E1 | Энкодер | EC11 | 1 | С кнопкой | В блокнот | |
| U1, U2 | Операционный усилитель | LM358 | 2 | В блокнот | ||
| U3 | Линейный регулятор | LM7805 | 1 | Устанавливается на радиатор | В блокнот | |
| U4 | МК PIC 8-бит | PIC16F876 | 1 | PIC16F876A | В блокнот | |
| U5, U6 | Оптопара | PC817 | 2 | В блокнот | ||
| LCD1 | LCD-дисплей | WH2004A-YYH-CT | 1 | 20x4 на основе KS0066 (HD44780) с англо-русским словарем | В блокнот | |
| Q1, Q2 | MOSFET-транзистор | TK20A60U | 2 | 2SK3568 | В блокнот | |
| Q3, Q4, Q5 | MOSFET-транзистор | IRLML0030 | 3 | Или любой N-Channel MOSFET | В блокнот | |
| Z1 | Кварц | 16 МГц | 1 | В блокнот | ||
| VD1 | Выпрямительный диод | LL4148 | 1 | В блокнот | ||
| VD2, VD3 | Диодный мост | KBU1010 | 2 | В блокнот | ||
| VD4, VD5 | Стабилитрон | 24 В | 2 | В блокнот | ||
| R1 | Платиновый терморезистор | PT100 | 1 | В блокнот | ||
| R2, R10 | Резистор | 470 Ом | 2 | В блокнот | ||
| R3, R11 | Подстроечный резистор | 1 МОм | 2 | В блокнот | ||
| R4, R12 | Резистор | 1 МОм | 2 | В блокнот | ||
| R5, R13, R26 | Резистор | 1.5 кОм | 3 | В блокнот | ||
| R6, R14, R27 | Подстроечный резистор | 100 кОм | 3 | Многооборотный | В блокнот | |
| R7, R15 | Резистор | 130 кОм | 2 | В блокнот | ||
| R8, R16, R29 | Резистор | 20 кОм | 3 | В блокнот | ||
| R9, R28 | Резистор | 100 Ом | 2 | В блокнот | ||
| R17, R30 | Резистор | 10 кОм | 2 | В блокнот | ||
| R18, R19 | Резистор | 4.7 кОм | 2 | Допуск 1% или лучше | В блокнот | |
| R20 | Резистор | 51 Ом | 1 | В блокнот | ||
| R21 | Подстроечный резистор | 100 Ом | 1 | Многооборотный | В блокнот | |
| R22, R23, R24, R24 | Резистор | 220 кОм | 4 | Допуск 1% или лучше | В блокнот | |
| R31 | Подстроечный резистор | 10 кОм | 1 | Многооборотный | В блокнот | |
| R32 | Резистор | 16 Ом | 1 | Мощность 2Вт | В блокнот | |
| R33, R34, R36, R37 | Резистор | 47 кОм | 4 | Мощность 1Вт | В блокнот | |
| R35, R38 | Резистор | 5.1 кОм | 2 |
В мастерской любого радиолюбителя имеется один, а может и сразу несколько паяльников. Но вот паяльная станция, особенно инфракрасная – для многих лишь мечта.
Дело в том, что это профессиональное оборудование, применяемое для качественной пайки таких сложных элементов, как чипы BGA (от английской аббревиатуры Ball grid array, что в переводе может звучать как "Массив шариков", полный русский аналог – "поверхностно-монтируемые интегральные схемы").
Чтобы было понятнее – картинка.
Рис. 1. Пример чипа BGA
Припаять или даже отпаять такой чип обычным паяльником невозможно. С определенной долей вероятности может помочь паяльный фен, но только для отпайки и только если микросхему можно потом выбросить…
Дело в том, что в данном случае требуется:
1.Нагрев сразу с двух сторон;
2.Равномерное проникновение тепла сквозь тело микросхемы (такое делает возможным ИК-излучение);
3.Точный контроль температуры в процессе работ.
А все это напрямую связано со сложной логикой работы устройства и дорогостоящими нагревателями и датчиками.
Наверное, поэтому готовые ИК паяльные станции стоят от 30 тыс.р. (даже при заказе из Китая).
Даже если собрать все необходимые детали для ИК станции, их совокупная стоимость получится ненамного ниже готового варианта. А значит, если у вас ограниченный бюджет, материал ниже – для вас.
На форумах такое устройство ласково прозвали "прикуяльником", так как оно представляет из себя паяльник с прикуривателем вместо жала.
Выглядит он приблизительно так:
Рис. 2. Инфракрасная паяльная станция из прикуривателя
На самом деле, паяльник используется скорее просто как держатель (внутри уже нет нагревательного элемента, развязка меди и стали сделана специально).
Схема управления нагревателем строится на базе простых и недорогих элементов. Выглядит она так.
Рис. 3. Схема управления нагревателем
Если под рукой нет таймера 555, можно взять серию UC384x. Тогда схема будет иметь следующий вид.
Блок питания +12В можно сделать из трансформатора и диодного моста (самый элементарный, диоды лучше всего смонтировать на радиаторе).
Как видно из схемы – контроля температуры нет.
При таком количестве элементов можно обойтись и без печатной платы. Отлично справится макетная, а при определенной сноровке и наличии свободного пространства в корпусе – подойдет монтаж на весу.
Рис. 5. Монтаж платы
Нижний подогрев должен обеспечивать правильный термопрофиль для припоя. Графики для свинецсодержащих и безсвинцовых припоев приведены ниже.
Рис. 6. Графики для свинецсодержащих и безсвинцовых припоев
Конечно, регулирование температуры и поддержание ее на заданном уровне – сложная задача (в норме требуется термопара, логика обработки данных с нее и т.д.).
Но сделаем простой ход – нагрев будем регулировать обычным димером (от осветительных приборов), а в качестве источника тепла используем готовую галогеновую лампу на 150 Вт.
Температуру можно выставить по внешнему термометру, или "на глаз" (экспериментальным путем).
Рис. 7. Вариант нижнего нагревателя
Здесь в качестве платформы используется старая печатная плата с медной фольгой (чистым текстолитом повернута вверх).
Таким образом, в качестве конечного результата:
1.Подогрев снизу осуществляется галогеновой лампой, включенной в сеть 220В. Ее мощность регулируется димером.
2.Пайка осуществляется с помощью прикуривателя. Его мощность нагрева регулируется переменным резистором (смотри схему).
Процесс выглядит так.
Рис. 8. Процесс пайки
Конечно, для обычных микросхем пайка может осуществляться и без нижнего подогрева.
Можно работать и только с нижней платформой (например, если нужно демонтировать большое количество радиоэлементов сразу), но следует проявлять особую осторожность, так как при излишнем перегреве дорожки могут отслоиться от текстолита.
Такая паяльная станция подойдет только для кратковременной работы в быту.
Другие способы реализации
В сети можно найти много других вариаций на тему создания ИК-станции своими руками, но все они имеют бюджет 10 тыс. р.+, что сводит на нет все усилия.
То есть, если учесть возможность ошибки в процессе монтажа (по неосторожности или по неопытности) или поставки некачественной детали (что случается часто при взаимодействии с зарубежными продавцами), а также другие нюансы, то проще и надежнее приобрести готовое решение.
Дата публикации: 23.02.2018
Мнения читателей
- Юрий
/ 31.10.2018 - 11:26
Попробуйте на эту станцию поставить контроллер типа IR101 http://tehnostation.ru/kontroller/ или IR102 от и получится полноценная паяльная станция с регулируемыми профилями.