Ремонт материнских плат с использованием инфракрасного нагрева

Ремонт "материнок" с использованием инфракрасного нагрева

Эра компьютеризации, которая началась в 90-х годах прошлого века, практически достигла своего апогея. Сегодня компьютеры, ноутбук, планшеты есть в каждой компании, в каждой семье. Эти устройства помогают работать, учиться, общаться на расстоянии, полноценно заменяют медийные ресурсы.

Когда выходит из строя видеокарта, то экран сохраняет тёмный фон, мигает или гаснет, может «полосить», выдавать странные контуры, формировать «синий экран». В этом случае предлагается прогрев, перепайка или реболлинг.

Существующие в продаже керамические и кварцевые паяльные станции довольно дороги и приобретать их имеет смысл разве что для мастерской, куда клиенты регулярно приносят свои компьютерные девайсы. В остальных случаях такие затраты не оправданы. Гораздо лучше тем, кто способен проявить смекалку и получить собственную станцию, воспользоваться схемой сборки. А мы подскажем, как это правильно сделать и что за компоненты  понадобятся для реализации этой технической идеи.

Кратко о технологии

Ноутбуки, компьютеры, play-консоли достаточно часто требуют восстановления с помощью  использования паяльного оборудования. В видеокартах выходят из строя видеочип, видеопамять, импульсные источники питания. На обратной стороне чипа размещаются маленькие шарики. Их задача состоит в соединении чипа с платой. Реболлинг – это технология замены испортившихся шариков, которые удачно заменили контактную группы, штыри и выводы. Кристалл припаян аналогичными шариками, но меньшими по диаметру. Они и вызывают проблемы с видеокартой.

Эти шарики в процессе эксплуатации перегреваются и плавятся, отваливаются, поэтому не способны дальше выполнять возложенную задачу.

Пайка помогает заменить и надёжно разместить детали на плате, блочной схеме. Применяется излучатель, способный быстро разогреть место восстановления, используя  волны до 8 мкм. Волны невидимого спектра не портят глаза, поэтому можно использовать защитные очки или обходиться без них.

ИК-лучи объединяются в общий пучок, чтобы  концентрированно воздействовать на нужный сегмент поверхности. Этот способ хорош для разных материалов, включая пайку золотом, серебром. Он замечательно выручает, когда нужно проводить работу в труднодоступных местах.

Особенности инфракрасных паяльных станций 

1. Подходят для нагрева, пайки, реболлинга шариковых корпусов (BGA-модификации).
2. Применяется для разных видов матриц и корпусов:

 - SMD, с чип-элементами, расположенными на плате методом монтирования;

- CCGA, с фиксацией стержнями;

- CSP, с корпусами, имеющими подложки, выводящие рамки;

- BGA, корпуса, в которых кристалл крепится на подложку, а она скрепляется с платой припаянными шариками;

- PGA, корпус с отверстиями, проделанными под штыри;

- QFN, аналог с планарными выводами, размещёнными по периметру;

- MLF, микросхемы без выводящих контактов. 

3. При работе с шлейфами и коннекторами ИК-лучи позволяют быстро и равномерно выполнить пайку.
4. В первую очередь равномерно разогреваются элементы из металла и сплавов, поэтому пластиковым деталям повреждения не грозят.
5. Быстрый, направленный на конкретное место нагрев, не портит материнскую плату в ПК.
6. Не нужен подбор насадок, применяемых в термовоздушных ремонтных устройствах.
7. Хорошо выполняется работа с припоями без свинца.

Инфракрасное излучение подходит для разных типов устройств ПК, play station и мобильных гаджетов, перепайки роутеров, тюннеров.

Насколько сложно собрать паяльную станцию самому

При наличии пошаговой инструкции вы успешно справитесь с этой задачей.

• Для корпуса будущей конструкции подойдёт старый системный блок или другой вид ненужного устройства.
• Конструкция будет состоять из 2-х видов нагревателей: верхнего и нижнего. В основном это будут кварцевый нагревательный элемент. Сначала приступаем к изготовлению нижнего. Для этого подпиливаем корпус под нужные размеры.
• Фиксируем патроны с двух противоположных сторон (у нас это получаются более длинные стороны).
• Разместив по 9 патронов с обеих сторон, объединяем их в параллельную схему по 3 штуки. 
• Отражателем выбран очень тонкий металлический лист. Фольги недостаточно, так как использоваться она будет недолго. Брать металлическую пластину толщиной в несколько миллиметров нерентабельно, её долго придётся обрабатывать. Вполне подошёл полиграфический алюминий, чуть толще плотной фольги. 
• В корпус ставим лампы, отражатель и решётку. При проверке лампы формируют неяркий, оранжевый свет, а используют немного более 2 кВт энергии. 
• Для верхней части выбран компьютерный блок питания. На саморезах прикручиваем патроны, устанавливаем кварцевые лампы (3 шт.): их рабочий потенциал в 3 раза меньше, чем у ламп в верхнем корпусе.
• Отражателем стал прямоугольный алюминиевый лист, радиально загнутый с одной стороны. Проверяем его на интенсивность свечения – вполне удобен, глаза не напрягает. Расходует 250 Вт энергии.
• Верхний нагревательный блок крепится на штатив, чтобы можно было подводить и отводить в сторону. 
• Зона управления создана из термопары для чипа, термопары для платы, пары реле для нижнего и верхнего нагревателя. 
• После сборки конструкции воедино нужно поработать с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ), создав компьютерную программу, которая обеспечит взаимодействие верхнего и нижнего участков с соблюдением определённых условий. Например, включение верхнего регистра нагрева после достижения нижним установленной температуры.
• Дальше выполняется пробный запуск и происходит докрутка неточностей.

Ответы на «зачем» и «почему»

Так ли важен контроллер температуры?

Современные чипы лишены ножек, но снабжены шариками. Чтобы выполнить их припой или наоборот удалить испорченные элементы, следует нагреть интегральную микросхему до t = +220˚C, но при этом нельзя создать условия для термического шока и порчи платы. Контроллер позволяет удерживать температуру в рамках необходимого диапазона. 

Что лучше: термофен или ИК-нагрев?

Конечно, использование инфракрасных лучей. Здесь отсутствует тепловой поток нагретого воздуха, который может случайно сдуть неприкрепленные микрокомпоненты.

Если прогреть чип горячим воздухом, то изображение на экране монитора ПК появится. Зачем тогда нужно что-то перепаивать?

Если кристалл незначительно отходит от текстолита, то иногда прогрев помогает продлить работу видеокарты. Но это не считается полноценным ремонтом, а  лишь – аварийным спасением ситуации, когда нужно срочно включить ПК (ноутбук, игровую консоль). Перепайка шариков, называемая профессиональным языком «реболлинг»,  даст лучший эффект и значительно продлит срок эксплуатации.

Что произойдёт, если микроконтроллер будет настроен неверно? 

Первым «минусом» станет неравномерное припаивание, а вторым ─ необходимость в замене платы.

Какой эффект дают шарики?

Они обеспечивают более плотное прилегание составляющих в корпусе. Это позитивно влияет на скорость, частоту и качество обмена сигналами между компонентами станции.

Что ещё ремонтируется пайкой с инфракрасными лучами?

Помимо чипа графического ускорителя, ремонт может потребоваться для южного и северного мостов. Они являются частями чипсета и соединяют между собой важные компоненты. Северный мост отвечает за работу графического и видеоадаптеров, оперативки, системной шины. Он соединён с центральным процессором. Южный мост управляет энергетическим питание, отвечает за BIOS, создаёт рабочий коннект с внешними устройствами.

Компания «Интмакс» дала информацию о том, какие понадобятся детали и где их можно купить по доступным ценам. С нашей помощью вы приобретёте уверенность в своих силах, получите подробный план действий и сумеете собрать ИК-паяльную станцию без финансовых переплат.