Jak bezpiecznie lutować układy scalone HotAir, żeby ich nie uszkodzić?

Mon Jun 03, 2013 7:10 pm   

Pamiętam, że w starych książkach bardzo przestrzegano przed możliwością
przegrzania półprzewodników podczas lutowania. Pojawiały się różne
patenty, w stylu przyczepiania krokodylka do wyprowadzenia elementu,
żeby przejmował nadmiar ciepła.
Przez lata lutowałem różne układy za pomocą transformatorówki i nie
pamiętam, żebym kiedykolwiek coś zepsuł przez przegrzanie (choć faktem
jest, że za sprawą przeczytanych książek wyrobiłem sobie nawyk możliwie
krótkiego podgrzewania punktu lutowniczego.

Od niedawna dysponuję stacją lutowniczą, w związku z czym zabrałem się
za oglądanie filmów instruktażowych, dotyczących lutowania HotAir. Muszę
przyznać, że czegoś tu nie rozumiem. Czyżby zmienił się paradygmat?
Kiedyś lutowało się krótko, podgrzewając tylko jeden punkt, dzisiaj
podgrzewa się przez dłuższą chwilę kawałek płytki ze scalakiem, który
praktycznie pływa w roztopionej cynie.

Jak mocno trzeba by podgrzać układ, żeby groziło mu zniszczenie?
Przykład z życia wzięty: Przed zakupem stacji lutowałem pewien układ z
Atmegą8. Przez roztargnienie źle położyłem scalak, co zauważyłem dopiero
wtedy, gdy spora część połączeń była już wykonana. Szybko zrezygnowałem
z prób użycia plecionki wiedzą, że i tak niedługo będę miał do
dyspozycji HA. Chyba jednak powinienem bardziej przećwiczyć
wylutowywanie (z drugiej strony nie bardzo miałem na czym) - ustawiłem
temperaturę na około 400 stopni, siłę nawiewu na wyczucie, zbliżyłem
wylot dyszy do układu i poczekałem na roztopienie cyny, po czym szybko
zdjąłem układ z PCB. Teraz nasuwa mi się pytanie - czy tak demontowany
układ (brak preheatingu, wysoka temperatura) mógł zostać zniszczony czy
raczej jest to mało prawdopodobne? Taki układ będzie godzien zaufania
czy raczej można bezpiecznie założyć, że próba jego powtórnego użycia
będzie tylko stratą czasu?

Mon Jun 03, 2013 7:13 pm   

Hello Atlantis,

Monday, June 3, 2013, 9:10:26 PM, you wrote:


Chodziło o półprzewodniki germanowe, nie krzemowe. Krzemowe są bardzo
odporne.

[...]

--
Best regards,
RoMan
Nowa strona: http://www.elektronika.squadack.com (w budowie!)

Mon Jun 03, 2013 7:32 pm   

Użytkownik "Atlantis" napisał w wiadomości

Troche sie zmienil - trzeba jakos stopic ta cyne bez olowiu, a to
jednak 230 C :-)


Krzem potrafi jeszcze pracowac przy 150C. Pracowac - a nie tylko byc
lutowanym bez zasilania.
Co prawda wtedy juz nie ma marginesu mocy na chlodzenie - ale my nie o
tym.

Epoksyd pare sekund te 230C tez wytrzyma - za to podejrzewam ze nie
lubia naprezen termicznych, stad te wygrzewanie.

Laminat tez musi byc odpowiedni aby mu sie sciezki nie odkleily.
Za to czas pomyslec o innych elementach - plastiki, elektrolity ..


J.

Mon Jun 03, 2013 8:10 pm   

W dniu 2013-06-03 21:32, J.F pisze:


Hmm... Skąd to 230 stopni? W paru miejscach w Sieci spotkałem się z
wzmianką o co najmniej 350 stopniach (a nawet więcej) przy demontażu Hot
Airem.



Laminat przetrwał podgrzanie. Elektrolitów na płytce jeszcze nie było na
tym etapie montażu - zostawiłem je na koniec z uwagi na to, że wszystkie
były elementami przewlekanymi.

Krótko mówiąc: prawdopodobieństwo uszkodzenia tej Atmegi jest raczej
niewielkie, mogę spróbować wykorzystać ją ponownie nie przejmując się,
że zaraz potem będę musiał powtarzać procedurę demontażu?

Mon Jun 03, 2013 9:09 pm   

1) wylutowanie mikrokontrolera,
2) odczytanie w programatorze,
3) ponowne wlutowanie.
Jeżeli ta operacja miałaby uszkodzić mikrokontroler,
to po dorobieniu kluczy część aut nie nadawałaby się do użytku.
Pozdrawiam,
S.

Mon Jun 03, 2013 9:10 pm   

W dniu 2013-06-03 21:10, Atlantis pisze:

sprawdzić termoparą na układzie) chyba że będziesz grzał długo.
Dla ATMEG 8 producent podaje przy bezołowiówce maksymalną temperaturę
lutowania 260 stopni dla obudów TQFP, dla DIPów 245. Są to jednak
temperatury dla lutowania rozpływowego, "z ręki" nie będzie takich
warunków jak w piecu i jeśli tyle ustawisz na stacji to układu za szybko
nie zdejmiesz, jego temperatura będzie niższa - stąd te 350.
Do lutowania hot airem jednak najlepiej używać podgrzewacza (preheatera)
po to żeby nie katować układów zbyt wysokimi temperaturami, zwłaszcza
przy wszechobecnym lucie bezołowiowym.

temperaturę a nie tylko jego wyprowadzenia. Jak dla klienta - to bym nie
ryzykował, jak dla siebie to też też nie - nie chciało by mi się w
razie czego drugi raz smażyć (no i laminat tez za każdym razem dostaje).
Zwłaszcza przy cenie tego scalaka.

Mon Jun 03, 2013 9:13 pm   

W dniu 2013-06-03 22:10, Atlantis pisze:

Ale generalnie chodzi o układy BGA, a to inna bajka - musisz przez układ
podgrzać kulki itd. Stąd preheating, żeby przez układ jak najmniej
ciepła trzeba było dostarczać. Poza tym naprężenia i samej struktury, i
laminatu.
Normalnie nie potrzebujesz takiej temperatury. Ja mam na IR temperatury
rzędu 250 stopni dla BGA. Cyna się ładnie topi przy jakichś 210-220
stopniach dla obudów TSSOP czy TQFP (mam podgląd na kamerze).


Jeżeli układ zdjąłeś od razu po roztopieniu cyny, to raczej będzie OK.
Ja pierwszy układ zdejmowałem zwykłą nagrzewnicą (z regulacją
temperatury), ale ustawiałem trochę niższą - ok 270 stopni - działał
potem. Zresztą dawno temu Koreańczycy z HEI na szkoleniu serwisowym
właśnie taką metodę pokazywali.

Pozdrawiam

DD

Mon Jun 03, 2013 9:17 pm   

W dniu 2013-06-03 23:09, Sylwester Łazar pisze:


Kluczy samochodowych ? Lutowanie ? Przeciez to sie robi bezprzewodowo
programatorem, o jakich ty kluczach napisałes !

Mon Jun 03, 2013 9:27 pm   

Pewnie są różne drogi w zależności od wozu.
S.

Mon Jun 03, 2013 9:36 pm   

Użytkownik Atlantis napisał:

Powoli? Powyżej 370 stopni popłynie eutektyka złoto - krzem. Wcześniej
może (tak od około trzystu) zacząć się dekompozycja elementów
plastikowych. Natomiast zbyt szybkie grzanie powoduje po prostu duże
gradienty temperatury i wywołane nimi silne naprężenia mechaniczne - jak
nie ścieżki na płytce drukowanej porwie to bonding w scalaku... Pierwsza
rzecz - unikać szoków termicznych!

--
Darek

Mon Jun 03, 2013 9:41 pm   

W dniu 2013-06-03 23:09, Sylwester Łazar pisze:


Tak, wiem. Nie chodziło mi o to, czy sam demontaż elementu SMD jest dla
niego potencjalnie zabójczy. Widziałem kilka projektów realizowanych w
oparciu o części (np. pamięci) pozyskiwane z demontażu płyt
komputerowych. Jednak jak wcześniej napisałem demontaż nie był
przeprowadzony zgodnie z zalecaną procedurą, nie doczytałem i nie miałem
na czym wcześniej poeksperymentować.

Atmega8 to niby drobiazg wart kilka złotych, temat przytoczyłem przy
okazji. Interesowało mnie głównie to, ile w rzeczywistości są w stanie
wytrzymać półprzewodniki i skąd się wzięły te wszystkie (niemal
paranoiczne) środki ostrożności, zalecane w starych książkach dla
elektroników amatorów. Jednak jeśli prawdopodobieństwo uszkodzenia
układu przez strumień powietrza o tak dużej temperaturze jest znikome,
to szkoda wyrzucać, jeśli jeszcze mógłby popracować.

Mon Jun 03, 2013 9:51 pm   

Wszelkie działania człowieka są sterowane strachem.
S.

Mon Jun 03, 2013 10:22 pm   

Dnia Mon, 3 Jun 2013 21:13:58 +0200, RoMan Mandziejewicz napisał(a):

TG55 tez byly odporne.
Nawet TG5 nie tak latwo bylo lutownica uszkodzic.

J.

Mon Jun 03, 2013 10:32 pm   

On 03-06-2013 22:10, Atlantis wrote:

Tuż poza dyszą Hot Air, powietrze gorące miesza się z tym z otoczenia i
temperatura jest niższa, im dalej od końcówki dyszy tym niższa,
wystarczy sprawdzić termoparą.
K.

Mon Jun 03, 2013 10:38 pm   

On 03-06-2013 21:10, Atlantis wrote:

Uwagi te dotyczyły podzespołów germanowych, kilka germanowych diod
ostrzowych w ten sposób, lutownica transformatorową, załatwiłem.
Obecne układy oparte na krzemie są dużo bardziej odporne, choć istnieje
ryzyko mikropęknięć obudów z tworzyw sztucznych.



Wsadziłem kilka układów scalonych w obudowach plastikowych do pieca i
poddałem działaniu 400°C, po pół godziny obudowy zmieniły się w szary
pył, które można było usunąć pędzelkiem.
K.