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Hai mai provato a riparare un dispositivo elettronico rotto? Magari la tua vecchia console per videogiochi ha smesso di funzionare, o il telecomando della tua auto non funziona più. Spesso il problema è solo un piccolo chip nero. Questo chip è chiamato Circuito Integrato, o IC. Per riparare il dispositivo, devi rimuovere l'IC difettoso e sostituirlo con uno nuovo.
Questo processo è chiamato dissaldatura. Per molti principianti, imparare a dissaldare un circuito integrato da un PCB può sembrare spaventoso. Temono di bruciare la scheda verde. Temono di strappare i pad di rame. Si tratta di rischi reali. Tuttavia, se si utilizzano i metodi corretti, è in realtà piuttosto sicuro.
Non è necessario essere un ingegnere per farlo. Bastano solo pazienza e alcuni semplici strumenti. In questa guida ti insegneremo tutto ciò che devi sapere. Inizieremo dalle basi. Poi ti mostreremo diversi modi per rimuovere diversi tipi di scheggiature. Useremo parole semplici e spiegheremo perché facciamo le cose, non solo come.
Quindi, preparate i vostri strumenti. Impariamo come salvare i vostri dispositivi elettronici.
Comprendere la sfida
Prima di iniziare, è necessario comprendere il materiale con cui si lavora. La lega per saldatura è una lega metallica fusibile, solitamente composta da stagno e altri elementi, utilizzata per formare un legame permanente e elettricamente conduttivo tra i terminali dei componenti (come i piedini dei circuiti integrati) e i pad in rame sul circuito stampato (PCB).
Per rimuovere il circuito integrato, è necessario sciogliere la saldatura su tutti i piedini. Se un piedino rimane solido, il chip non si muoverà. Se lo si tira mentre è solido, si strapperà il pad di rame dalla scheda. Una volta rimosso il pad, la scheda sarà molto difficile da riparare.
I due nemici principali
- Ossidazione: La vecchia saldatura è sporca e grigia. Non si scioglie facilmente. Forma una pellicola che blocca il calore.
- Massa termica: Alcune parti della scheda sono spesse. Assorbono il calore molto rapidamente. Questo fa raffreddare rapidamente la saldatura.
Ti mostreremo come sconfiggere questi nemici.
Conosci i tuoi chip (DIP vs. SMD)
Devi guardare la tua scheda. Che tipo di chip stai rimuovendo? Esistono due famiglie principali.
Tecnologia a foro passante (DIP)
Questi sono i chip di vecchio tipo. Assomigliano a insetti con lunghe zampe. Le zampe attraversano i fori della scheda fino all'altro lato. Di solito vengono saldati dal basso.
- Nome comune: DIP (Dual In-line Package).
- Difficoltà: Medio. Devi pulire completamente il foro.
Tecnologia a montaggio superficiale (SMD)
Si tratta di chip moderni. Sono posizionati in piano sulla scheda. I piedini non attraversano i fori. Sono saldati ai pad sulla superficie.
- Nomi comuni: SOIC, QFP, SOP.
- Difficoltà: Più difficile per i principianti perché i perni sono piccoli. Ma più facile se si dispone di aria calda.
Tratteremo i metodi per entrambi i tipi.
Il kit di strumenti per la riparazione dei PCB
Non puoi costruire una casa solo con un martello. E non puoi dissaldare un circuito integrato solo con un saldatore economico. Ecco l'elenco degli strumenti necessari.
Strumenti essenziali
- Saldatore: È necessario un ferro con controllo della temperatura. Dovrebbe raggiungere almeno i 400 °C. Una punta larga (a scalpello) è preferibile a una punta affilata. Una punta larga trattiene più calore.
- Aspiratore di saldatura (pompa dissaldante): Questo strumento utilizza una molla e il vuoto per aspirare la lega di saldatura calda. Emette un suono simile a un “clic”. È ideale per i componenti a foro passante.
- Cordoncino dissaldante (treccia dissaldante): Questa è una corda di rame. Agisce come una spugna per il metallo liquido. Pulisce molto bene i cuscinetti.
- Flusso: Questa è la cosa più importante. Flusso è un detergente chimico. Rimuove lo strato di ossido dal metallo. Rende la saldatura fluida come l'acqua. Senza flussante, dissaldare è un incubo.
- Stazione di rilavorazione ad aria calda: Questa è un'arma che spara aria molto calda. È lo strumento migliore per Componenti SMD. Riscalda tutte le gambe contemporaneamente.
Strumenti specializzati (utili da avere)
- Saldatura a basso punto di fusione (lega): Marchi come Chip Quik producono questo prodotto. Rimane liquido a lungo a basse temperature. È una vera magia per le patatine grandi.
- Nastro Kapton: Si tratta di un nastro giallo resistente alle alte temperature. Si applica sulle parti in plastica vicine al circuito integrato per evitare che si fondano.
- Pinzette: Per sollevare il chip caldo occorrono delle pinzette sottili e ricurve.
La sicurezza prima di tutto
La saldatura è calda (oltre 350 °C). Il fumo è nocivo per la salute.
- Aria: Aprire una finestra. Oppure utilizzare un aspiratore. Non respirare direttamente il fumo bianco.
- Occhi: Indossare occhiali protettivi. A volte, l'aspiratore di stagno può spruzzare stagno bollente.
- Lead: Le vecchie tavole contengono piombo. Lavati le mani dopo averle toccate. Non mangiare mentre lavori.
Fasi di preparazione
Non accendere semplicemente il ferro da stiro e buttarti sul tavolo da stiro. Devi prepararti.
Passaggio 1: pulire la scheda
Utilizzo 99% Alcool isopropilico (IPA) e un vecchio spazzolino da denti. Strofinate i pin dell'IC. La polvere e il grasso rendono la saldatura appiccicosa. Una saldatura pulita si scioglie meglio.
Passaggio 2: aggiungere nuova lega saldante
Sembra sbagliato, vero? Si vuole rimuovere la saldatura, non aggiungerne altra. Ma la vecchia saldatura è dura. Quando si aggiunge nuova saldatura, questa si mescola con quella vecchia. La nuova miscela si scioglie molto più velocemente. Quindi, prima di dissaldare, aggiungere una piccola goccia di nuovo filo a ogni pin.
Come rimuovere i circuiti integrati a foro passante (DIP)
Esamineremo i due metodi migliori per rimuovere i componenti a foro passante.
Metodo A: Metodo con aspiratore di saldatura (pompa)
Questo è il metodo standard. È economico ed efficace.
- Fase 1: Preparare la pompa. Spingere lo stantuffo verso il basso fino a bloccarlo in posizione. Tenerlo con la mano sinistra.
- Fase 2: Riscaldare il giunto. Tenete il ferro nella mano destra. Posizionate la punta sul pin IC. Assicuratevi che tocchi il pad. e il perno.
- Passaggio 3: Attendere. Conta fino a due. Il calore deve attraversare completamente il foro. Vedrai la lega di saldatura formare delle bolle o diventare lucida.
- Fase 4: Lo scambio. Questa parte richiede rapidità. Tieni il ferro sul perno. Sposta la punta di plastica della ventosa proprio accanto al ferro.
- Fase 5: Succhiare. Allontana rapidamente il ferro da stiro e immediatamente Copri il perno con la punta a ventosa. Premi il pulsante. CLACK! Il vuoto estrae la saldatura dal foro.
- Passaggio 6: Controllare. Guarda il foro. Riesci a vedere la luce del giorno attraverso di esso? Prendi un cacciavite e spingi delicatamente il pin. È allentato? Se sì, passa al pin successivo. Se no, aggiungi altro stagno fresco e riprova.
Metodo B: Il metodo dell'ago in acciaio inossidabile
Questo è un vecchio trucco. È molto sicuro. È necessario un ago cavo in acciaio inossidabile. La saldatura non aderisce all'acciaio inossidabile.
Come dissaldare i circuiti integrati a montaggio superficiale (SMD)
I chip SMD sono complicati perché non è possibile accedere facilmente ai singoli piedini. Di solito è necessario riscaldare l'intero chip.
Metodo A: Il metodo della pistola ad aria calda (ideale per la maggior parte dei chip)
Questo è il metodo professionale per dissaldare un circuito integrato a montaggio superficiale.
- Fase 1: Scudo. Applicare del nastro Kapton sui connettori in plastica vicini. L'aria calda danneggia la plastica.
- Fase 2: Flusso. Applicare una quantità abbondante di gel fondente su tutti i perni.
- Passaggio 3: Impostazioni. Imposta la temperatura dell'aria tra 350 °C e 380 °C. Imposta il flusso d'aria su medio (circa 50%). Se il flusso d'aria è troppo forte, potresti danneggiare i piccoli resistori sulla scheda.
- Fase 4: preriscaldare. Non puntare ancora direttamente sul chip. Riscalda l'area circostante per 10 secondi. Questo previene lo shock termico.
- Fase 5: Riscaldare. Ora, punta il chip. Tieni l'ugello a 2 cm di distanza. Muovi la mano. Non rimanere fermo in un punto. Muoviti in cerchio attorno ai bordi dell'IC. È importante che tutte le gambe raggiungano la temperatura di fusione contemporaneamente.
- Passaggio 6: Test. Usa delle pinzette per spingere delicatamente il chip. Si muove? Non forzarlo.
- Passaggio 7: Sollevare. Quando il chip scivola facilmente, afferralo con le pinzette e sollevalo verso l'alto.
Metodo B: Il metodo “Flood and Drag” (utilizzando un saldatore)
Se non disponi di aria calda, puoi utilizzare questo metodo per i chip con piedini su due lati (come SOP-8).
- Fase 1: Allagamento. Metti una goccia gigante di stagno sulla punta del saldatore.
- Fase 2: Ponte. Passa il ferro da stiro lungo un lato del chip. Collega tutti i pin con una linea continua di saldatura fusa. Ripeti l'operazione sull'altro lato.
- Fase 3: Altalena. Muovi velocemente il ferro avanti e indietro tra il lato A e il lato B. Cerca di mantenere caldi entrambi i lati.
- Fase 4: Spingere. Quando la saldatura su entrambi i lati è liquida, basta spingere il chip fuori dal pad con il lato del saldatore.
Metodo C: Il metodo Chip Quik (lega a basso punto di fusione)
Questo è il metodo più sicuro per schede costose o chip molto grandi con pin su quattro lati (QFP).
- Fase 1: Flusso. Applicare il flussante su tutti i pin.
- Fase 2: Applicare la lega. Questo speciale saldante fonde a soli 60 °C. Scioglilo su tutti i pin. Mescolalo con il vecchio saldante.
- Passaggio 3: Attendere. Poiché il punto di fusione è molto basso, la lega saldante rimane liquida a lungo. Non si indurisce immediatamente.
- Passaggio 4: Rimuovere. Ora che tutti i pin sono bagnati e liquidi, puoi semplicemente rimuovere il chip dalla scheda con la punta del saldatore o sollevarlo con delle pinzette. Hai tutto il tempo che vuoi.
- Fase 5: Pulizia. È necessario pulire completamente questa lega dai cuscinetti prima di applicare un nuovo chip.
Pulizia dei tamponi (The Finish Line)
Hai rimosso il chip! Ottimo lavoro. Ma la scheda sembra sporca. I pad sono irregolari e sporchi. Non puoi inserire un nuovo IC su questa scheda. Devi pulire i pad.
Passaggio 1: Saldatura fresca (di nuovo)
Se la vecchia saldatura è secca e appuntita, aggiungere un po' di saldatura fresca ai pad per bagnarli.
Fase 2: Utilizzare il filo di saldatura
È qui che entra in gioco il filo di saldatura.
- Posizionare l'estremità della treccia di rame sui cuscinetti.
- Appoggia il ferro da stiro sulla treccia.
- Il calore attraversa la treccia. La lega di saldatura si scioglierà e verrà assorbita dai fili di rame.
- Muovi lentamente la treccia sui tamponi. Funziona come una scopa.
Suggerimento fondamentale: Quando hai finito, solleva contemporaneamente il ferro e la treccia. Se sollevi prima il ferro, la treccia si raffredderà immediatamente e si attaccherà alla tavola. Se poi la tiri, strapperai il tampone. Se si attacca, basta riscaldarla di nuovo.
Fase 3: Lavaggio con alcool
La scheda è ora appiccicosa a causa del flussante. Utilizza alcol isopropilico e un batuffolo di cotone o un pennello. Strofina fino a quando non è lucida e pulita.
Risoluzione dei problemi più comuni
Anche gli esperti hanno delle giornate no. Ecco cosa può andare storto e come risolvere il problema.
Problema 1: “La saldatura non si scioglie!”
Questa è la lamentela più comune.
- Motivo A: Il tuo ferro da stiro è troppo debole. Hai bisogno di più potenza (Watt), non solo di temperatura.
- Motivo B: La punta è sporca (ossidata). La saldatura non può trasferire il calore attraverso lo sporco. Pulisci la punta con una spugna di ottone e stagnala.
- Motivo C: Piano di massa. Il pin è collegato a un'ampia area di rame all'interno della scheda. Il rame assorbe il calore. Soluzione: riscaldare prima l'intera scheda con aria calda, quindi utilizzare il ferro da stiro.
Problema 2: “Ho strappato un tampone”.”
È una cosa triste. Succede quando si estrae il chip prima che la saldatura sia completamente liquida.
- Correzione: Devi riparare la traccia. Devi seguire il percorso della linea di rame. Usa un filo sottile (cavo di collegamento) per collegare il nuovo piedino dell'IC a quel punto. È brutto, ma funziona.
Problema 3: “Il foro è ancora otturato.”
Hai rimosso il chip DIP, ma il foro è pieno di saldatura. Non puoi inserire il nuovo chip.
- Correzione: Aggiungi altro stagno fresco al foro. Riprova con la pompa.
- Correzione: Utilizzare un ago in acciaio inossidabile per forarlo mentre lo si riscalda.
- Correzione: Usare un trapano? No! Non praticare mai il foro. Distruggeresti il rivestimento all'interno del foro. I due lati della scheda perderebbero la connessione.
Suggerimenti avanzati per professionisti
Se vuoi diventare davvero bravo nella riparazione dei PCB, prova questi consigli.
Suggerimento 1: la gravità è tua amica.
Quando si utilizza aria calda o un riscaldatore, tenere la scheda capovolta (se possibile). Quando la saldatura si scioglie, la gravità aiuta il chip a staccarsi. Questo impedisce di tirare troppo forte.
Suggerimento 2: Ascolta il saldatore.
Sembra fantastico!, ma il flusso fuso emette un sibilo. Quando il sibilo cessa, il flusso è esaurito. È necessario aggiungere altro flusso. Inoltre, la lega fusa ha l'aspetto di uno specchio. La lega solida sembra nebbia. Osservate la lucentezza.
Suggerimento 3: preriscaldatori.
Se lavori su schede madri, queste sono molto spesse. Un piccolo ferro da stiro non è sufficiente. I professionisti utilizzano una piastra di “preriscaldamento”. Questa riscalda l'intera scheda a 100 °C dal basso. Quindi, il tuo strumento superiore dovrà fare solo un piccolo lavoro. Questo è molto più sicuro per la scheda.
Scegliere la temperatura giusta
La gente chiede sempre: “A che temperatura devo impostare?”
Non esiste una risposta univoca. Dipende dal tipo di saldatura.
- Saldatura al piombo (vecchia): Si scioglie a 183 °C. Impostare il ferro a 350 °C.
- Saldatura senza piombo (nuova/RoHS): Fondente a 217 °C. Impostare il ferro a 380 °C o 400 °C.
Se non sei sicuro, inizia a 350 °C. Se ci vogliono più di 3 secondi per sciogliere, aumenta fino a 375 °C. Non superare i 450 °C a meno che tu non sia molto veloce, altrimenti brucerai la colla che tiene i cuscinetti.
Conclusione
Imparare a dissaldare un circuito integrato da un PCB è come imparare ad andare in bicicletta. All'inizio vacillerai. Potresti cadere. Potresti rovinare una o due schede di prova. È normale.
Non iniziare con il tuo costoso Macbook. Recati in un centro di riciclaggio. Procurati un vecchio router o una radio rotti. Esercitati a rimuovere ogni singolo chip dalla scheda. Prova con la pompa. Prova con lo stoppino. Prova con l'aria calda. Impara come scorre la saldatura.
Una volta compreso il processo di fusione del metallo, acquisirai sicurezza. Ti renderai conto che i dispositivi elettronici non sono scatole nere magiche. Sono solo parti collegate tra loro dal metallo. E tu hai il potere di modificare quelle parti.
Ricorda le regole d'oro:
- Non forzarlo.
- Utilizzare il flusso.
- Mantienilo pulito.
Ora sei pronto. Vai a riparare qualcosa!
Domande frequenti
No. Un asciugacapelli non è abbastanza caldo. Raggiunge solo circa 100 °C. Per fondere la lega saldante occorrono almeno 200 °C. È necessario utilizzare una pistola termica o una stazione di rilavorazione.
Sì. Puoi provare senza, ma sarà molto difficile. Il flussante previene l'ossidazione. Migliora il trasferimento di calore. Fa scorrere la lega di saldatura dove vuoi. È economico e molto utile.
Alcuni produttori applicano della colla rossa sotto il chip. Questo è fastidioso. È necessario riscaldare il chip con aria calda per ammorbidire la colla. Quindi, sollevarlo con cautela con un attrezzo mentre lo si riscalda. Procedere con molta delicatezza.
Per un saldatore, iniziare a 350 °C. Se la scheda è grande, passare a 380 °C o 400 °C. Per l'aria calda, la temperatura standard è compresa tra 350 °C e 380 °C. Provare sempre la temperatura più bassa possibile per evitare danni.
