Comment dessouder un circuit intégré d'un circuit imprimé de manière sécurisée et simple

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Avez-vous déjà tenté de réparer un appareil électronique défectueux ? Peut-être que votre ancienne console de jeux a cessé de fonctionner ou que la télécommande de votre voiture est tombée en panne. Souvent, le problème réside dans une petite puce noire. Cette puce est appelée circuit intégré, ou CI. Pour réparer l'appareil, il est nécessaire de retirer le CI défectueux et d'en installer un nouveau.

Ce processus est appelé dessoudage. Pour de nombreux débutants, apprendre à dessouder un circuit intégré d'un circuit imprimé peut sembler intimidant. Ils craignent de brûler la carte verte ou d'endommager les pastilles de cuivre. Ces risques sont réels. Cependant, en utilisant les bonnes méthodes, cette opération est en réalité assez sûre.

Il n'est pas nécessaire d'être ingénieur pour réaliser cette opération. Il suffit d'être patient et de disposer de quelques outils simples. Dans ce guide, nous vous apprendrons tout ce qu'il faut savoir. Nous commencerons par les bases. Ensuite, nous vous montrerons différentes méthodes pour retirer différents types de copeaux. Nous utiliserons des termes simples et vous expliquerons pourquoi nous procédons ainsi, et pas seulement comment.

Veuillez préparer vos outils. Apprenons comment préserver vos appareils électroniques.

Comprendre le défi

Avant de commencer, il est important de bien comprendre le matériau avec lequel nous travaillons. La soudure est un alliage métallique fusible, généralement composé d'étain et d'autres éléments, utilisé pour former une liaison permanente et conductrice d'électricité entre les broches des composants (telles que les pattes des circuits intégrés) et les pastilles de cuivre sur le circuit imprimé (PCB).

Pour retirer le circuit intégré, il est nécessaire de faire fondre la soudure sur toutes les pattes. Si une patte reste solide, la puce ne bougera pas. Si vous tirez dessus alors qu'elle est solide, vous risquez d'arracher le plot de cuivre de la carte. Une fois le plot retiré, la carte est très difficile à réparer.

Les deux principaux adversaires

1. Oxydation : La soudure ancienne est sale et grise. Elle ne fond pas facilement. Elle forme une couche qui empêche la chaleur de passer.
2. Masse thermique : Certaines parties de la carte sont épaisses. Elles absorbent la chaleur très rapidement. Cela provoque un refroidissement rapide de la soudure.

Nous vous montrerons comment vaincre ces adversaires.

Comprenez vos composants électroniques (DIP vs SMD)

Veuillez examiner votre carte. Quel type de puce retirez-vous ? Il existe deux grandes familles.

Technologie à trous traversants (DIP)

Il s'agit des puces de conception plus ancienne. Elles ressemblent à des insectes dotés de longues pattes. Les pattes traversent les trous de la carte pour atteindre l'autre côté. Elles sont généralement soudées par le dessous.

• Nom commun : DIP (boîtier à double rangée de broches).
• Difficulté : Moyen. Il est nécessaire de nettoyer le trou entièrement.

Technologie de montage en surface (SMD)

Ce sont des puces modernes. Elles sont placées à plat sur la carte. Les broches ne traversent pas les trous. Elles sont soudées à des pastilles sur la surface.

• Noms communs : SOIC, QFP, SOP.
• Difficulté : Plus difficile pour les débutants car les broches sont petites. Cependant, cela devient plus facile si vous disposez d'air chaud.

Nous aborderons les méthodes pour les deux types.

La boîte à outils pour la réparation des circuits imprimés

Il n'est pas possible de construire une maison uniquement avec un marteau. De même, il n'est pas possible de dessouder un circuit intégré uniquement avec un fer à souder bon marché. Voici la liste des outils dont vous avez besoin.

Outils essentiels

1. Fer à souder : Il est nécessaire d'utiliser un fer à souder avec contrôle de température, pouvant atteindre au moins 400 °C. Une pointe large (pointe biseautée) est préférable à une pointe effilée, car elle conserve mieux la chaleur.
2. Pompe à dessouder : Cet outil utilise un ressort et un système d'aspiration pour retirer la soudure chaude. Il émet un “ clic ” lorsqu'il est utilisé. Il est particulièrement adapté aux composants à trous traversants.
3. Cône de dessoudage (bracelet de dessoudage) : Il s'agit d'une corde en cuivre. Elle agit comme une éponge pour le métal liquide. Elle nettoie très efficacement les patins.
4. Flux : C'est le point le plus important. Flux est un nettoyant chimique. Il élimine la couche d'oxyde du métal. Il permet à la soudure de s'écouler comme de l'eau. Sans flux, le dessoudage peut s'avérer très difficile.
5. Station de réparation à air chaud : Il s'agit d'un pistolet qui souffle de l'air très chaud. C'est l'outil idéal pour composants SMD. Il chauffe toutes les jambes simultanément.

Outils spécialisés (Recommandés)

1. Soudure à bas point de fusion (alliage) : Des marques telles que Chip Quik proposent ce produit. Il reste liquide pendant une longue période à basse température. Il est particulièrement efficace pour les grosses puces.
2. Ruban Kapton : Il s'agit d'un ruban adhésif jaune résistant à des températures élevées. Il est recommandé de le placer sur les composants en plastique à proximité du circuit intégré afin d'éviter qu'ils ne fondent.
3. Pince à épiler : Il est nécessaire d'utiliser une pince fine et courbée pour retirer la puce chaude.

La sécurité avant tout

La soudure est à une température élevée (350 °C et plus). La fumée émise est nocive pour la santé.

• Air : Veuillez ouvrir une fenêtre ou utiliser un ventilateur extracteur de fumée. Évitez d'inhaler directement la fumée blanche.
• Yeux : Veuillez porter des lunettes de protection. Il arrive parfois que la pompe à souder projette de la soudure chaude.
• Responsable : Les vieilles planches contiennent du plomb. Veuillez vous laver les mains après les avoir touchées. Évitez de manger pendant que vous travaillez.

Étapes de préparation

Il est important de ne pas simplement allumer le fer à repasser et de commencer immédiatement à repasser. Une préparation préalable est nécessaire.

Étape 1 : Nettoyez la planche
Utiliser 99% Alcool isopropylique (IPA) et une vieille brosse à dents. Frottez les broches du circuit intégré. La poussière et la graisse rendent la soudure collante. Une soudure propre fond mieux.

Étape 2 : Ajouter de la soudure fraîche
Cela peut sembler contre-intuitif, n'est-ce pas ? L'objectif est de retirer la soudure, pas d'en ajouter. Cependant, la soudure ancienne est dure. Lorsque vous ajoutez de la soudure neuve, elle se mélange à l'ancienne. Ce nouveau mélange fond beaucoup plus rapidement. Par conséquent, avant de dessouder, veuillez ajouter une petite goutte de fil neuf sur chaque broche.

Comment retirer des circuits intégrés à trous traversants (DIP)

Nous examinerons les deux meilleures méthodes pour retirer les composants à trous traversants.

Méthode A : La méthode de la pompe à souder

Il s'agit de la méthode standard. Elle est économique et efficace.

• Étape 1 : Amorcer la pompe. Veuillez appuyer sur le piston jusqu'à ce qu'il se verrouille en place. Veuillez le tenir dans votre main gauche.
• Étape 2 : Chauffez le joint. Veuillez tenir votre fer à souder dans votre main droite. Placez la pointe sur la broche du circuit intégré. Assurez-vous qu'elle touche bien le plot. et l'épingle.
• Étape 3 : Veuillez patienter. Comptez jusqu'à deux. Il est important que la chaleur traverse entièrement le trou. Vous observerez que la soudure se met à bouillonner ou à briller.
• Étape 4 : L'échange. Cette étape nécessite de la rapidité. Maintenez le fer à repasser sur l'épingle. Placez l'embout en plastique de la ventouse juste à côté du fer à repasser.
• Étape 5 : Aspirer. Veuillez retirer rapidement le fer à repasser et immédiatement Recouvrez la broche avec l'embout à ventouse. Appuyez sur le bouton. CLAC ! Le vide extrait la soudure du trou.
• Étape 6 : Vérification. Veuillez examiner le trou. Observez-vous la lumière du jour à travers celui-ci ? Prenez un tournevis et appuyez doucement sur la broche. Est-elle desserrée ? Si oui, passez à la broche suivante. Si non, ajoutez davantage de soudure et réessayez.

Méthode B : La méthode de l'aiguille en acier inoxydable

Il s'agit d'une méthode traditionnelle. Elle est très sûre. Vous aurez besoin d'une aiguille creuse en acier inoxydable. La soudure n'adhère pas à l'acier inoxydable.

Comment dessouder des circuits intégrés à montage en surface (CMS)

Les puces SMD sont délicates à manipuler car il est difficile d'accéder individuellement à leurs pattes. Il est généralement nécessaire de chauffer la puce dans son ensemble.

Méthode A : la méthode du pistolet à air chaud (la plus efficace pour la plupart des puces)

Il s'agit de la méthode professionnelle pour dessouder un circuit intégré à montage en surface.

• Étape 1 : Bouclier. Veuillez appliquer du ruban Kapton sur les connecteurs en plastique à proximité. L'air chaud peut endommager le plastique.
• Étape 2 : Flux. Veuillez appliquer une quantité importante de gel de flux sur toutes les broches.
• Étape 3 : Paramètres. Réglez la température de l'air entre 350 °C et 380 °C. Réglez le débit d'air sur moyen (environ 50%). Si le débit d'air est trop rapide, vous risquez d'endommager les petites résistances de la carte.
• Étape 4 : Préchauffez. Veuillez ne pas diriger le faisceau directement sur la puce pour le moment. Réchauffez la zone autour de celle-ci pendant 10 secondes. Cela permet d'éviter tout choc thermique.
• Étape 5 : Chauffez. Veuillez maintenant viser la puce. Maintenez la buse à une distance de 2 cm. Déplacez la main. Ne restez pas au même endroit. Effectuez des mouvements circulaires autour des bords du circuit intégré. Il est important que toutes les broches atteignent la température de fusion simultanément.
• Étape 6 : Procéder à un test. Utilisez une pince à épiler pour pousser délicatement la puce. Bouge-t-elle ? Ne forcez pas.
• Étape 7 : Soulevez. Lorsque la puce glisse facilement, veuillez la saisir à l'aide d'une pince à épiler et la soulever à la verticale.

Méthode B : La méthode “ Flood and Drag ” (à l'aide d'un fer à souder)

Si vous ne disposez pas d'air chaud, vous pouvez utiliser cette méthode pour les puces dotées de pattes sur deux côtés (comme le SOP-8).

• Étape 1 : Inondation. Veuillez appliquer une grande quantité de soudure sur la pointe de votre fer à souder.
• Étape 2 : Pont. Passez le fer à souder sur un côté de la puce. Reliez toutes les broches entre elles à l'aide d'un long cordon de soudure fondue. Répétez l'opération de l'autre côté.
• Étape 3 : Balançoire. Faites rapidement aller et venir votre fer à repasser entre le côté A et le côté B. Vous essayez de maintenir les deux côtés chauds.
• Étape 4 : Appuyez. Lorsque la soudure est liquide des deux côtés, veuillez simplement retirer la puce du plot à l'aide du côté de votre fer à souder.

Méthode C : La méthode Chip Quik (alliage à bas point de fusion)

Il s'agit de la méthode la plus sûre pour les cartes coûteuses ou les puces de très grande taille avec des broches sur les quatre côtés (QFP).

• Étape 1 : Flux. Veuillez appliquer du flux sur toutes les broches.
• Étape 2 : Appliquez l'alliage. Cette soudure spéciale fond à seulement 60 °C. Veuillez la faire fondre sur toutes les broches. Mélangez-la avec l'ancienne soudure.
• Étape 3 : Veuillez patienter. En raison de son point de fusion très bas, la soudure reste liquide pendant une longue période. Elle ne durcit pas immédiatement.
• Étape 4 : Retirer. Maintenant que toutes les broches sont humides et liquides, vous pouvez simplement essuyer la puce de la carte avec la pointe de votre fer à souder ou la soulever à l'aide d'une pince à épiler. Vous disposez de suffisamment de temps.
• Étape 5 : Nettoyez. Il est impératif de nettoyer complètement cet alliage des patins avant de poser une nouvelle puce.

Nettoyage des patins (la ligne d'arrivée)

Vous avez retiré la puce. Excellent travail. Cependant, la carte semble en désordre. Les pastilles sont irrégulières et sales. Il n'est pas possible d'installer un nouveau circuit intégré dans cet état. Il est nécessaire de nettoyer les pastilles.

Étape 1 : Nouvelle soudure
Si l'ancienne soudure est sèche et irrégulière, veuillez ajouter un peu de soudure fraîche sur les pastilles afin de les humidifier.

Étape 2 : Utilisation d'un fil à souder
C'est là que la mèche à souder démontre son efficacité.

• Veuillez placer l'extrémité de la tresse de cuivre sur les patins.
• Veuillez placer votre fer à repasser sur la tresse.
• La chaleur traverse la tresse. La soudure fondra et sera absorbée par les fils de cuivre.
• Déplacez lentement la tresse sur les tampons. Elle agit comme un balai.

Conseil essentiel : Une fois que vous avez terminé, soulevez simultanément le fer à repasser et la tresse. Si vous soulevez d'abord le fer à repasser, la tresse refroidira instantanément et adhérera à la planche. Si vous tirez dessus à ce moment-là, vous risquez d'arracher le tampon. Si elle adhère, réchauffez-la simplement à nouveau.

Étape 3 : Nettoyage à l'alcool
La carte est désormais collante à cause du flux. Veuillez utiliser de l'alcool isopropylique et un coton-tige ou une brosse. Frottez jusqu'à ce qu'elle soit brillante et propre.

Dépannage des problèmes courants

Même les experts peuvent rencontrer des difficultés. Voici les problèmes courants et comment les résoudre.

Problème 1 : “ La soudure ne fond pas ! ”

Il s'agit de la plainte la plus fréquente.

• Raison A : Votre fer à repasser manque de puissance. Il est nécessaire d'augmenter la puissance (en watts), et non seulement la température.
• Raison B : La pointe est encrassée (oxydée). La soudure ne peut pas transférer la chaleur à travers la saleté. Veuillez nettoyer votre pointe à l'aide d'une éponge en laiton et l'étamer.
• Raison C : Plan de masse. La broche est connectée à une grande surface de cuivre à l'intérieur de la carte. Ce cuivre absorbe la chaleur. Solution : utilisez de l'air chaud pour réchauffer d'abord l'ensemble de la carte, puis utilisez le fer à souder.

Problème 2 : “ J'ai déchiré une serviette hygiénique. ”

C'est regrettable. Cela se produit lorsque vous retirez la puce avant que la soudure ne soit complètement liquide.

• Correction : Il est nécessaire de réparer la piste. Il est important de suivre le tracé de la ligne de cuivre. Utilisez un fil fin (fil de raccordement) pour connecter la nouvelle broche du circuit intégré à ce point. La solution n'est pas esthétique, mais elle est fonctionnelle.

Problème 3 : “ Le trou est toujours bouché. ”

Vous avez retiré la puce DIP, mais le trou est rempli de soudure. Il n'est pas possible d'insérer la nouvelle puce.

• Correction : Veuillez ajouter davantage de soudure fraîche dans le trou. Veuillez réessayer la pompe.
• Correction : Veuillez utiliser une aiguille en acier inoxydable pour percer le produit pendant qu'il chauffe.
• Correction : Utiliser une perceuse ? Non ! Ne percez jamais le trou. Vous risqueriez d'endommager le placage à l'intérieur du trou. Les deux côtés de la carte perdraient alors leur connexion.

Conseils avancés pour les professionnels

Si vous souhaitez exceller dans la réparation de circuits imprimés, veuillez suivre ces conseils.

Conseil n° 1 : la gravité est votre alliée.
Lorsque vous utilisez de l'air chaud ou un chauffage, veuillez tenir la carte à l'envers (si possible). Lorsque la soudure fond, la gravité aide la puce à se détacher. Cela vous évite de tirer trop fort.

Conseil n° 2 : Écoutez attentivement le soudage.
Cela semble remarquable, mais le flux fondu émet un grésillement. Lorsque le grésillement cesse, le flux a disparu. Il est nécessaire d'ajouter davantage de flux. De plus, la soudure fondue ressemble à un miroir. La soudure solide ressemble à de la brume. Veuillez surveiller la brillance.

Conseil n° 3 : Préchauffeurs.
Si vous travaillez sur des cartes mères, celles-ci sont très épaisses. Un petit fer à souder n'est pas suffisant. Les professionnels utilisent une plaque de “ préchauffage ”. Celle-ci chauffe toute la carte à 100 °C par le dessous. Ensuite, votre outil supérieur n'a plus qu'à effectuer un petit travail. C'est beaucoup plus sûr pour la carte.

Choisir la bonne température

Les gens demandent toujours : “ À quelle température dois-je régler l'appareil ? ”

Il n'existe pas de réponse unique. Cela dépend du type de soudure.

• Soudure au plomb (ancienne) : Fond à 183 °C. Réglez le fer à 350 °C.
• Soudure sans plomb (nouvelle/RoHS) : Fond à 217 °C. Réglez le fer à 380 °C ou 400 °C.

Si vous n'êtes pas certain, commencez à 350 °C. Si la fusion prend plus de 3 secondes, augmentez la température à 375 °C. Veuillez ne pas dépasser 450 °C, sauf si vous êtes très rapide, car vous risqueriez de brûler la colle qui maintient les patins.

Conclusion

Apprendre à dessouder un circuit intégré d'un circuit imprimé s'apparente à l'apprentissage du vélo. Au début, vous vacillerez. Vous pourriez tomber. Vous pourriez endommager une ou deux cartes d'entraînement. C'est tout à fait normal.

Veuillez ne pas commencer avec votre Macbook de grande valeur. Rendez-vous dans un centre de recyclage. Procurez-vous un ancien routeur ou une radio défectueux. Entraînez-vous à retirer chaque puce de cette carte. Testez la pompe. Testez la mèche. Testez l'air chaud. Apprenez comment la soudure s'écoule.

Une fois que vous aurez compris la sensation que procure la fusion du métal, vous gagnerez en confiance. Vous réaliserez que les appareils électroniques ne sont pas des boîtes noires magiques. Ce ne sont que des pièces reliées entre elles par du métal. Et vous avez le pouvoir de modifier ces pièces.

Veuillez vous rappeler les règles d'or :

1. Veuillez ne pas forcer.
2. Veuillez utiliser un flux.
3. Veuillez respecter la propreté.

Vous êtes maintenant prêt. Veuillez procéder à la réparation.

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