Лудить, паять, кастрюли-ведра чиним…

Я задумывал эту статью как краткое практическое руководство по ремонту РС-комплектующих (материнских плат и карт расширения). Но после некоторого размышления стало понятно, что сведения о ремонте конкретных моделей "железа" морально устаревают за время написания и публикации статьи, а общие принципы, блок-схемы и протоколы программирования основных составляющих РС описаны в большом числе лоточной литературы от "РС для чайников" до "Оптимизации конфигурации аппаратной части РС с использованием элементов стохастического анализа". Поэтому я постараюсь поделиться опытом и технологическими приемами монтажа и демонтажа электронных компонентов современных компьютерных устройств, подразумевая, что неисправная деталь обнаружена и действительно требует замены.

Безусловно, для подобного дела требуется некоторый опыт работы с паяльником и большие дозы аккуратности и терпения. Кроме того, следует заметить, что в настоящее время существуют чрезвычайно удобные и производительные технологии монтажа электронных компонентов, использующие инфракрасные "паяльники", припоесодержащие флюсы и многое другое. Но все подобные технологии неприменимы в "домашних" условиях в связи с весьма высокой стоимостью как оборудования, так и расходных материалов.

Итак, необходимые инструменты и расходные материалы для работы "на коленке":

• Радиомонтажные электропаяльники мощностью (примерно) 8, 18, 25 Вт. Желательно иметь паяльники с плоской обоюдоострой рабочей поверхностью, имеющей угол заточки 45о. В качестве микромощного удобен отечественный паяльник "Колибри" с регулятором температуры.
• Радиомонтажная газовая горелка типа Weller.
• Строительный фен с регулируемыми температурой и скоростью подачи воздуха, например, фирмы Bosh.
• Несколько пинцетов разных размеров, один - с загнутыми острыми концами, а также тонкий и острый скальпель.
• Вакуумный инструмент (remover) для удаления жидкого припоя - пружинный или электрический.
• Длинная и острая игла из стали, плохо поддающейся облуживанию. Хорошо подходят скорняжные закаленные иглы.
• Припой марки ПОС60 или аналогичный по составу. Очень удобны импортные радиомонтажные припои, сформованные в тонкую флюсосодержащую проволоку и содержащие ряд легирующих добавок.
• Сплав РОЗЕ.
• Спирт и ацетон. Предпочтительно запастись как можно более чистыми растворителями, не оставляющими следов после высыхания.
• Канифольно-масляный флюс.
• Медная "плетенка" для удаления припоя.

Флюс придется приготовить самостоятельно. Необходимо растереть в порошок 50 г канифоли (желательно самого светлого сорта), высыпать его в 30 г минерального масла (например, применяющегося для смазки швейных машин) и помешивать на водяной бане до максимально возможного растворения. Полученную горячую массу продавить сквозь два слоя марли - и "блюдо" готово.

Демонтаж

Для тренировки рекомендую запастись совершенно ненужной (невосстановимой) материнской платой, так как, вероятнее всего, после первых попыток как печатный рисунок на плате, так и часть компонентов будут безвозвратно уничтожены.

Демонтаж элементов, установленных в монтажные отверстия со сквозной металлизацией

Закрепите печатную плату в горизонтальном положении электронными компонентами вниз.

Установите паяльник мощностью 25 Вт и remover, как показано на рис. 1, и через секунду-другую нажмите на кнопку remover'а (естественно, он должен быть взведен). Припой из металлизированного отверстия будет удален. (Следует заметить, что припой в отверстиях, соединенных с шиной "земли" или питания, прогревается значительно дольше за счет большой теплоотдачи в окружающий слой сплошной металлизации.) Аналогичным образом удалите припой из всех отверстий, в которых находятся выводы извлекаемой детали.

Наверное, стоит начинать с простого: резисторов и конденсаторов, у них обычно всего по две ножки. Если все сделано правильно, то деталь либо сама упадет, либо потребуется слегка нажать пинцетом на каждый из выводов. Считать, что вы добились достаточного мастерства можно в том случае, когда удастся извлечь PCI-слот и не повредить при этом печатный рисунок самой платы (результат должен быть повторяем, для чего хорошо бы демонтировать все ISA- и PCI-слоты, а заодно - и разъем процессора).

Демонтаж элементов, установленных методом поверхностного монтажа

Закрепите печатную плату в горизонтальном положении электронными компонентами вверх. Слегка смажьте выводы демонтируемого компонента флюсом. Паяльником 25 Вт нанесите сплав РОЗЕ на выводы компонента таким образом, чтобы он образовал продолговатые капли, скрывающие выводы с каждой стороны детали. Круговыми движениями прогревайте сплав РОЗЕ вокруг демонтируемого компонента, пока он не достигнет жидкого состояния; затем, не дожидаясь застывания сплава, пинцетом снимите деталь с печатной платы. Остатки сплава с выводов и контактных площадок уберите паяльником, а после - для полной очистки - с помощью "плетенки", прижимая ее к контактным площадкам тем же паяльником (и регулярно удаляя участки "плетенки", пропитавшиеся сплавом).

Этот способ - наиболее щадящий по отношению к окружающим компонентам и печатным проводникам.

Демонтаж элементов с помощью миниатюрной газовой горелки

Закрепите печатную плату согласно пп. 1, 2 в зависимости от вида извлекаемого компонента. Выводы детали и близлежащие участки с обеих сторон печатной платы должны быть предварительно тщательно очищены от флюса и загрязнений. Если на расстоянии менее 20 мм от выводов извлекаемого SMD-компонента (SMD - Surface Mountin Device, то есть поверхностный монтаж элементов) расположены пластмассовые детали, их нужно защитить от плавления фольгой со слоем бумаги (например, из сигаретной пачки).

Зажгите горелку, установите длину пламени 10-20 мм и круговыми движениями прогревайте выводы детали, едва касаясь их кончиком пламени. Точку прогрева следует переносить быстро, на мой взгляд, оптимально делать два круговых движения в секунду, прогревая при этом все выводы демонтируемой детали. Когда припой расплавится на всех выводах, компонент можно снять пинцетом. После этого следует почистить контактные площадки печатной платы, как описано в п. 2, или удалить припой из металлизированных отверстий (рис. 2), чтобы обеспечить возможность установки на освободившееся место новой детали. Подобным способом особенно удобно снимать микросхемы с четырехсторонним расположением выводов (PLCC, PQFP и др.).

Демонтаж элементов с помощью горячего воздуха

Этот метод удобен для демонтажа микросхем с выводами, расположенными на плоской нижней поверхности корпуса (как, например, у микросхем набора ТХ), а также для разборки печатной платы на запчасти.

Закрепите строительный фен соплом вверх. В одну руку возьмите печатную плату деталями вверх, а в другую - пинцет. Круговыми движениями прогрейте печатную плату над струей горячего воздуха - и можно снимать отпаявшиеся детали. При этом необходимо соблюдать два условия. Во-первых, следует подобрать такую температуру струи, чтобы не плавились (и тем более не обугливались) пластмассовые элементы. Во-вторых, не следует подвергать плату локальному прогреву, в противном случае она сильно покоробится, и усилие изгиба может даже повредить некоторые компоненты. Лучше прогревать достаточно большой участок, причем чем дальше от снимаемого в данный момент компонента, тем слабее. Обратите внимание, что встречаются печатные платы с двусторонним расположением элементов. При попытке распаять такую плату последним способом, часть деталей с нижней (в момент нагрева) стороны просто упадет.

Монтаж

Для восстановления работоспособности устройства (а для чего же еще вы все это затеяли?) требуется установить рабочую деталь на место, освободившееся в результате демонтажа нерабочей. Для этого отчасти подходят методы, описанные в пп. 3 и 4. Однако это требует большого опыта, и обычно все же приходится корректировать результат паяльником. С него и начнем.

Монтаж в металлизированные отверстия

Работа выполняется паяльником 25 Вт.

Установите деталь с заранее отформованными выводами в соответствующие отверстия печатной платы. Небольшим количеством припоя закрепите 2-3 вывода. Приложите рабочую поверхность паяльника к пропаиваемому выводу, а затем прикоснитесь к нему кончиком флюсосодержащего припоя поближе к отверстию. Припой должен равномерно заполнить отверстие и после остывания блестеть. Если пайка при остывании мутнеет, значит, температура жала паяльника слишком высока (или низка, что бывает значительно реже). Повторяя операцию, припаяйте все выводы детали, следя за тем, чтобы форма пайки соответствовала рис. 3. Излишки припоя можно снять тем же паяльником, предварительно стряхнув остатки припоя с жала (например, ударив им о край подставки для паяльника).

Поверхностный монтаж элементов

Работа выполняется паяльником 18 Вт.

Установите деталь так, чтобы каждый вывод находился точно на предназначенной для него площадке. Выводы и контактные площадки должны быть предварительно очищены от припоя и флюса. Закрепите крайние выводы с каждой стороны детали миниатюрными капельками припоя. Тщательно промажьте приготовленным флюсом все выводы. Возьмите рабочей поверхностью паяльника небольшую каплю припоя. Установите печатную плату (см. рис. 4) так, чтобы пропаиваемые выводы были направлены вниз, и одним плавным движением паяльника нанесите припой на весь ряд выводов.

Внимание! Нельзя касаться выводов жалом паяльника, только краем капли припоя, иначе выводы сдвинутся, и восстановить их положение будет сложно.

Если последняя операция выполнена правильно, припой останется в местах контакта выводов с печатными площадками и вся пайка будет выглядеть так же аккуратно, как промышленная. Повторите процедуру для остальных выводов. Далее следует отмыть остатки флюса спиртом (ацетон следует использовать только для самых трудноудалимых загрязнений) и проверить качество пайки, проведя по выводам с небольшим усилием кончиком иглы. Если какой-нибудь вывод сдвинулся с контактной площадки, верните его на место, капните флюс и аккуратно припаяйте острым концом жала восьмиваттного паяльника. Этим же паяльником можно убрать припой между слипшимися выводами, если такое произошло. Если же непропаев или залипаний много, лучше повторить пропайку ряда еще раз.

Отмывку печатной платы под свежеустановленными SMD-компонентами удобно производить следующим образом. Приготовьте два тампона из ваты, завернутой в марлю. Намочите один из тампонов растворителем, положите его на выводы с одной стороны детали и нажимайте на него волнообразными движениями, периодически прикладывая сухой тампон с противоположной стороны детали для удаления раствора, насыщенного остатками флюса. Повторив операцию еще раз, вы получите печатную плату, отмытую до блеска.

Монтаж микросхем с выводами, расположенными на нижней плоской поверхности корпуса

Осуществляется с помощью строительного фена.

Нанесите флюс на очищенную от припоя контактную поверхность микросхемы. Нанесите также небольшие (одинаковые) количества припоя на контактные площадки печатной платы и отмойте ее от флюса. Прогрейте печатную плату над феном и прижмите микросхему к месту ее "дислокации". Здесь самое сложное - точно позиционировать корпус детали. Должен заметить, что монтаж таких микросхем - наиболее тонкое и сложное занятие, иногда приводящее к удачному результату лишь после нескольких попыток. Ведь проверить качество пайки отдельных контактов в данном случае невозможно.

В завершение хочу заметить, что ремонт компьютерных комплектующих в настоящее время - дело весьма неблагодарное (в денежном отношении). Однако описанные приемы пригодны для работы с любыми видами электронной аппаратуры, а кому-то могут помочь в работе или хобби. Так что, если вам стало интересно, езжайте в Митино, покупайте некондиционные комплектующие (они там продаются едва ли не на вес и по цене пиломатериалов) и - тренируйтесь.

Задать вопросы автору можно по e-mail: chernous@aha.ru.