Привет! Это Антон Комаров, я пишу для команды спецпроектов МТС Диджитал. Недавно я рассказал, как заменить процессор в домашних условиях при помощи термовоздушной станции. Этот способ подходит в основном для маленьких и средних чипов. С крупными и составными так не выйдет, потому что феном не получится равномерно прогреть их и плату.
Если делать все по фэншую, нужна инфракрасная станция. Это специализированное оборудование, предназначенное для демонтажа и установки BGA-чипов (включая процессоры, видеочипы и чипсеты) на печатные платы. Используется в сервисных центрах и на заводах по ремонту и сборке электроники. Ну и в домашних условиях тоже — некоторые мастера покупают станции и домой (я в их числе). Об этих аппаратах сегодня и поговорим.
Что это за станции
Они работают по методу инфракрасного нагрева. В отличие от термовоздушной станции, происходит равномерный прогрев материнки и самого чипа без угрозы сдуть SMD-мелочь потоком воздуха. Это особенно важно при работе с современными платами, где плотность компонентов высокая. Сдул какую-то мелочь — и привет, ничего не работает. А бывает и так, что конденсаторы и резисторы немного сдвигаются, налипают друг на друга, и потом что-либо исправить или нельзя, или мастер потратит много времени на «откат» к предыдущему состоянию.
Основные компоненты ИК-станции:
-
Верхний и нижний нагреватели — инфракрасные элементы, прогревающие микросхему и плату с двух сторон.
-
Температурные датчики — контролируют нагрев, чтобы избежать перегрева и повреждения.
-
Система выравнивания — механизмы для позиционирования на чипе.
-
Цифровой контроллер — управляет процессом нагрева и охлаждения, есть предустановленные точные температурные профили. Их можно менять по своему усмотрению, если есть опыт и желание.
-
Панель управления — кнопки, при помощи которых настраиваются термопрофили. О них расскажу ниже.
Приведу три примера разных систем. Первый — профессиональная станция, российская модель.
Цена, мягко говоря, кусается. Такую модель может себе позволить только богатый сервисный центр. Я с этим аппаратом никогда не работал, поэтому сказать о том, насколько он удобен, не могу. Но уверен, что там все автоматизировано, мастеру нужно лишь положить материнку, включить станцию, выбрать термопрофиль (у девайсов такого класса есть предустановленные уровни нагрева разных чипов), снять процессор.
А это станция уровня «колхоз» (уж простите). Стоит порядка 25 000 рублей. Обычный термовоздушный фен, который играет роль нагревательного элемента. Тоже есть какие-то предустановки. Но, как я и говорил выше, фен может просто сдуть небольшие компоненты с платы. Да и прогрев не самый равномерный, так что возможны деформации процессора/материнки. Если есть обычный фен, то этот аппарат и не нужен.
У меня промежуточный вариант, станция ACHI IR6500. Вот она, красавица. Стоимость сейчас — примерно 65 000 рублей. Я покупал дешевле, тогда было около 300 долларов, в рублях не помню уже.
Основные характеристики:
-
Общая мощность: 1 250 Вт
-
верхний нагреватель: 400 Вт
-
нижний нагреватель: 850 Вт
-
-
Температурный диапазон: до 400 °C с погрешностью ±0,5%
-
Размеры нагревателей:
-
верхний: 80×80 мм
-
нижний: 180×180 мм
-
-
Максимальные размеры обрабатываемых компонентов: 70×70 мм
-
Максимальные размеры печатных плат: 400×305 мм
-
Питание: 220 В AC
-
Интерфейс подключения к ПК: USB
-
Габариты станции: 475×480×420 мм
-
Вес: 15 кг
Компоненты — примерно такие же, как у первой показанной станции, только попроще. И система выравнивания — ручная, на глазок. Для большинства операций этого достаточно.
С ее помощью я поменял чипы у нескольких десятков ноутбуков. Сразу скажу, что электроника — мое хобби, я не занимаюсь ремонтами на заказ. Покупаю сломанные устройства, чиню, потом продаю или дарю. Поэтому поделиться данными о прибыли сервисного центра с такой станцией не могу.
ACHI IR6500 не сложная и не особо простая — нужны навыки, которые отрабатываются методом проб и ошибок с заведомо нерабочими платами. Просто тренируетесь, смотрите, какие температуры нужны для беспроблемной замены разного типа чипов на материнках с текстолитом различной толщины.
Как это работает
Как поменять чип? Принцип такой: вы кладете плату на четыре горизонтальные металлические планки (на фото они хорошо видны) и закрепляете ее. Потом нужно выставить определенную температуру нижнего подогрева — он под черным стеклом, для равномерного распределения тепла. А потом то же самое делаем и для верхнего, это «голова» станции, которая размещается над чипом. Когда оба нагревателя доводят чип «до кондиции», шарики припоя под ним расплавляются, и процессор или GPU можно без проблем снять с платы. Либо же, наоборот, припаять, если меняете чип.
Есть еще лампочка с гибким креплением, которая позволяет мастеру видеть, что происходит с платой. Вообще, хорошее освещение — это прямо must have для любой мастерской.
Что еще? Нужна термопара, показывающая температуру чипа (поставляется со станцией). На фото ниже это желтый коннектор с проводком. Это обязательный элемент, без него невозможно понять, когда нужно менять режимы нагрева. Сама станция сверяется с этими данными. Конец проводка кладется на чип или рядом, и мастер всегда знает текущую температуру.
Термопара здесь немножко «колхозная», ведь проводок может сползти с чипа, его не всегда поставишь так, как нужно. У некоторых инфракрасных станций есть специальные приспособления для удержания термопары. Ниже на фото — пример такой продвинутой системы.
Важно следить за температурой нагрева чипа и последовательностью этапов. Если не догреть, чип не снимется нормально с платы, если вы его отпаиваете, или не «схватятся» все шарики припоя, если, наоборот, припаиваете. Чтобы мастеру было легче, применяются термопрофили.
Использование термопрофилей на станции ACHI IR6500
Так называют заранее заданный алгоритм нагрева. Применяется для безопасного демонтажа и монтажа электронных компонентов на инфракрасной паяльной станции ACHI IR6500. Он задает последовательность температурных этапов, необходимых для предотвращения перегрева и механического повреждения микросхем и платы. В алгоритм входит температура нагрева нижнего и верхнего термоэлементов в определенные моменты процесса и продолжительность прогрева на каждом из этапов.
Правильно настроенный термопрофиль позволяет избежать повреждений компонентов, особенно BGA-микросхем, которые чувствительны к температуре. Он обеспечивает равномерный нагрев для плавного отпаивания/припаивания без термических напряжений, снижает вероятность деформации платы из-за резких перепадов температуры и повышает качество пайки за счет четкого контроля за фазами нагрева.
Термопрофили на ACHI IR6500:
-
Предварительный нагрев (Preheat) — низкотемпературный прогрев платы до 100–150 °C. Устраняет перепады температуры и снижает риск термошока. Его продолжительность — 60–120 секунд.
-
Промежуточный нагрев (Ramp-up) — постепенное повышение температуры до 180–200 °C. Необходимо для равномерной тепловой обработки компонентов. Длительность зависит от конкретного термопрофиля (обычно 60–90 секунд).
-
Пиковая температура (Reflow) — достижение температуры плавления припоя (220–250 °C в зависимости от типа припоя). В этот момент чип нужно снять или, наоборот, он припаивается. Важно не перегреть микросхему — превышение 260 °C может привести к повреждению и чипа, и платы. Когда я тренировался на тестовых материнках, сжег парочку.
-
Охлаждение — постепенное снижение температуры до 150 °C и ниже. Позволяет припою застыть без образования микротрещин. Резкое охлаждение может привести к внутренним дефектам пайки.
На самом деле все чуть сложнее — этап предварительного нагрева, например, состоит из двух подэтапов. В ходе первого сначала включается и доводится до установленного показателя нижний подогрев. А потом уже активируется и верхний. Но в целом все можно разделить на четыре этапа, как и указано выше.
Станцию, кстати, можно подключить к ПК. Так удобнее следить за работой профиля. Как выглядят этапы пайки, показано на графике ниже. Это как раз скриншот из приложения станции, которая подключена к компьютеру.
Мастер может видеть все главные этапы нагрева, так что пропустить момент достижения пиковой температуры, когда шарики плавятся и нужно снимать чип, не получится. Без компьютера все тоже работает, но приходится больше времени тратить на наблюдение за чипом.
В целом, вот и вся теория. Ну а практику покажу в заключительном посте цикла. Я приобрел ноутбук со «сгоревшим» процессором, который нужно заменить. Этим мы и займемся на моей станции.
Ну и если у вас есть опыт замены чипов, пишите в комментариях, что у вас за модель, какие у нее достоинства и недостатки. Это поможет многим мастерам выбрать правильный девайс.
Автор: k0mar0v
