DIY infrapuna jootmisjaam: seade, tööpõhimõte, loomise näited

Mikroprotsessortehnoloogia tulekuga tekkis vajadus remondi ajal tegeleda BGA mikroskeemide jootmisega, mida on tavapäraste meetoditega kas äärmiselt raske teha või sagedamini võimatu. Isegi föön ei aita alati käsiloleva ülesandega toime tulla. Seetõttu on infrapuna-jootmisjaama valmistamine oma kätega parim alternatiiv ja mõnikord ka ainus asjakohane lahendus.

IR jootmisjaam

BGA kiibid (Ball grid array) on olemas peaaegu igas kaasaegses "nutikas" seadmes: telefonides, arvutites, telerites, printerites. Töö ajal võivad need ebaõnnestuda, mis nõuab vigase osa asendamist uuega. Kuid sellise protseduuri läbiviimine ilma erivarustuseta on äärmiselt keeruline ülesanne.

Probleem on selles, et tootjad leiutavad üha rohkem meetodeid elektrooniliste osade kokkupanekuks. Ja tavaline jootekolb või föön ei aita alati sellist probleemi lahendada. Lõppude lõpuks soodustavad kontaktpallid plaadile suurt soojusülekannet, mille tulemusena ei saa need sulada.

Kui proovite tõsta temperatuuri nende sulatamiseks vajaliku temperatuurini, on mikrolülituse ülekuumenemise oht, mille tagajärjel võib see ebaõnnestuda. Ülekuumenemise tõttu ei ole välistatud läheduses asuvate osade kahjustamise võimalus. Eriti kui nende kehad on valmistatud madala sulamistemperatuuriga materjalidest.

Infrapunajaam võib olla suurepärane lahendus. See võimaldab teil asendada isegi suuri GPU-kontrollereid. Ja arvutite, sülearvutite, emaplaatide, videoadapterite ja muude keerukate seadmete laialdase kasutamise tõttu tehakse selliseid remonditöid üsna sageli. Ja kui varem oli suurte mikroskeemide asendamiseks võimalik kasutada kuumaõhujaamu, siis nüüd, kui tootjad seda kasutavad kontaktivaba jootmise meetodid, ainus optimaalne lahendus on IR-jaam, mis saab hakkama mis tahes asendamisega mikroprotsessori osad.

Tööpõhimõte

Peamised probleemid mikroskeemide ja kontrollerite jootmisel on kas alakuumenemine kontaktmaterjali sulamistemperatuurini või vahetatud detaili ülekuumenemine ja selle rike.

Nii tekkiski idee soojendada plaat ise temperatuurini 100-150 kraadi Celsiuse järgi. Peale seda on juba võimalik detaile jootma. See võimaldab kvalitatiivselt vähendada soojusülekannet PCB-plaadile, mis võimaldab alandada "ülemisi" temperatuure. See tähendab, et osa ise on vähem avatud ülekuumenemisele.

Kütta saab ka kuumaõhupüstoliga, kuid eelistatav on kasutada infrapuna-jootet. IR-jaam võimaldab ju seda teha kontrollitult, ehk jälgida ja hoida "alumist" ja "ülemist" temperatuuri või kasutada soovitatud jootmissoojusprofiili.

Disaini omadused

Iga IR-jootmisjaam koosneb kolmest põhiosast. Kõik tundub üsna lihtne, kuigi igaüks neist on iseseisev keeruline mehhanism, mis on kombineeritud ühise paigaldusega. Niisiis, mis tahes jaam sisaldab:

1. Juhtkontroller, mis reguleerib kogu kütteprotsessi;
2. Alumine kütteosa;
3. Ülemine kütteseade.

Sõltuvalt mudelist ja tootjast võivad IR-jootekolvid erineda ainult tehniliste omaduste poolest. Mõned muudavad töö lihtsamaks, teised aga nõuavad kasutajalt täiendavat tähelepanu ja tööjõudu.

See mõjutab ka seadmete maksumust. Seetõttu peate jaama valimisel pöörama tähelepanu mitte ainult hinnale, vaid ka tehnilistele andmetele, et mitte tarbetu funktsionaalsuse eest üle maksta.

DIY tegemine

Tootjatel või keerukate elektroonikaseadmete remondiga tegelevatel isikutel on täiesti võimalik osta tööks tehase IR-jootmisjaam. Kuid amatööridele või neile, kes sellist installi aeg-ajalt vajavad, saate selle ise luua. Ja selle kasuks räägib esiteks hind. Isegi Hiinas valmistatud seadmed maksavad 1000 dollarit. dollarit. Euroopa kaubamärkide kvaliteetsed mudelid alates 2 tuhandest. dollareid ja rohkem. Mitte igaüks ei saa endale nii kallist naudingut lubada.

Omatehtud infrapuna jootmisjaama puhul tundub kõik palju optimistlikum. Keskmiste hinnangute kohaselt maksab selline IR-jootekolvi analoog umbes 80 dollarit, mis tundub tehaseseadmete jaoks võrreldamatult vastuvõetavamad hinnad.

Igal keerukate seadmete remondiga tegeleval inimesel on piisavalt teadmisi, et ise infrapunajaama välja mõelda ja kujundada. Sellega seoses võivad elektrooniline osa, välimus ja mõned funktsioonid erineda. Ja siin põhidisain jääb igal mudelil samaks. Seetõttu ei olegi olemas ühtset ideaalset skeemi, mida ainsa õige lahendusena välja tuua. Kuid selleks, et mõista IR-jootekolvi loomise põhimõtet, sobib iga mudel. Ja juba isiklike teadmiste ja eelistuste põhjal saate teatud osi eemaldada või lisada.

Esimene variant

See valik kasutab kahe kanaliga kontrollerit.

1. Esimest kanalit kasutatakse Pt 100 plaatinatakistustermistori või tavapärase termopaari jaoks.
2. Teist kanalit kasutab ainult termopaar. Kontrolleri kanalid võivad töötada automaat- või manuaalrežiimis.

Temperatuuri saab hoida vahemikus 10 kuni 255 kraadi Celsiuse järgi. Termopaarid ehk andur ja termopaar juhivad neid parameetreid automaatselt tagasiside kaudu. Käsirežiimis reguleeritakse iga kanali võimsust vahemikus 0 kuni 99 protsenti.

Kontrolleri mälu sisaldab 14 erinevat termoprofiili BGA kiipidega töötamiseks. Neist seitse on pliipõhiste sulamite jaoks ja ülejäänud seitse on pliivaba joodise jaoks.

Nõrkade küttekehade puhul ei pruugi ülemine termoprofiiliga sammu pidada. Sellisel juhul peatab kontroller täitmise ja ootab, kuni nõutav temperatuur on saavutatud.

Samuti teostab kontroller väga mugavalt termoprofiili kogu plaadi eelsoojendustemperatuuri alusel. Kui kiipi ei olnud ühel või teisel põhjusel võimalik eemaldada, saate selle uuesti käivitada kõrgemal temperatuuril.

Skeemil näidatud toiteplokil on ülemise kütte jaoks transistorlüliti ja alumise jaoks seitsmepunktiline lüliti. Kuigi on vastuvõetav kasutada kahte transistori või triaki. Punase punktiirjoonega tähistatud ala võib ära jätta, kui arvestada kahe termopaari kasutamist.

Klahvidest soojuse eemaldamiseks võite kasutada mis tahes tehnoloogiast aktiivjahutusega radiaatorit. Peaasi, et see sobiks simuleeritud seadme kujundusega. Alumine küttekeha koosneb üheksast 1500W 220-240V R7S 254mm halogeenlambist. Peaksite saama kolm osa kolmest lampist, mis on ühendatud järjestikku. Parem on kasutada kõrge temperatuuriga silikoonjuhtmeid 220 volti jaoks.

Korpus on kokku pandud klaaskiust või muust sarnasest materjalist ja tugevdatud alumiiniumnurkadega. Ja vaakumpumba tuleb ka osta. Esteetilisema välimuse saamiseks võite kasutada alumisel paneelil IR-klaasi. Kuid korraga on mitu negatiivset punkti: liiga aeglane küte ja jahutamine ning kogu konstruktsioon kuumeneb töö ajal liiga palju. Kuigi klaasi olemasolu ei muuda seadet mitte ainult atraktiivsemaks, vaid ka mugavamaks, kuna lauad saab otse sellele asetada.

Riiul on valmistatud riiulite jaoks mõeldud alumiiniumkanalist. Valmistatakse ette vaakumpintsetid ja toru selle jaoks, termopaar ja alused. Ülemine küttekeha on soovitatav valmistada ELSTEIN SHTS / 100 800W. Kui kõik detailid on valmis, tuleb need ümbrisesse asetada ja saate seadistada.

Küttekehad paigaldatakse laudadest 5-6 sentimeetri kaugusele. Kui temperatuur langeb üle kolme kraadi, siis tasub ülemise küttekeha võimsust alandada.

Teine lahendus

Teise võimalusena saame pakkuda disaini, mis erineb ainult sisemiste komponentide poolest. Ja esiteks tasub kõik ette valmistada vajalikud komponendid:

• Ülemine küttekeha - 450 W IR pea;
• Alumine küttekeha - 1800 W neljalambiline halogeensoojendi;
• Alumiiniumist nurgad;
• Korpuse materjal - klaaskiud, ümbris vanast seadmest, arvuti või muu sarnane;
• Terastraat;
• spiraalne dušivoolik;
• Laualambi jalg;
• Arduino Atmega 2560 plaat;
• Kaks termopaari;
• Kaks pooljuhtreleed;
• Toiteplokk pingega 220 volti kuni 5 volti. Sobib telefoni laadijast;
• Sumisti viiele voltile;
• Tähemärkide kuvamine;
• Mutrid, kruvid, juhtmed ja muud vajalikud pisiasjad.

Peaasi on kohe otsustada juhtumi tüüp. Loomulikult sõltub palju õige materjali olemasolust. Seetõttu tasub just sellest lähtuda sellest, millal on aeg komponente sisse panna.

Nüüd peate võtma halogeensoojendi. Võib-olla õnnestub leida vana, kuna see tuleb lahti võtta ning helkurid ja halogeenlambid eemaldada. Lampe ise ei pea lahti võtma. Nüüd tuleb see kõik asetada ettevalmistatud korpusesse. Kasutatakse ainult 4 paralleelselt ühendatud lampi võimsusega 450 vatti. Eelistatav on kasutada samu juhtmeid, millega need olid juba ühendatud. Kui nende võimalusi pole mingil põhjusel võimalik kasutada, peate ostma täiendavalt kuumakindlaid.

Kohe tuleb mõelda tasu kinnipidamise süsteemile. Siin on raske konkreetseid soovitusi anda. Lõppude lõpuks oleneb kõik juhtumist. Aga hea oleks kasutada alumiiniumprofiile, millesse pole polte ja mutreid jäigalt sisse pandud nii, et hiljem sai nendega trükkplaate klambriga kinnitada ja samas oli võimalik kohandada erinevatele suurustele lauad. Parem on panna dušivoolikusse termopaarid, mis juhivad alumises küttekehas seatud temperatuurimustrit. See annab töö- ja paigaldusprotsessis liikuvuse ja mugavuse.

Ülemise küttekeha roll täidab keraamikat võimsusega 450 vatti. Seda saab osta infrapunajaamade varuosana. Siin peate ka juhtumi eest hoolitsema, kuna just tema pakub õiget ja kvaliteetset kütet. Seda saab valmistada õhukesest plekist, vajadusel painutades, olenevalt küttekeha kujust ja suurusest.

Nüüd peate mõtlema ülemise küttekeha kinnitamisele. Kuna see peab olema mobiilne ja liikuma mitte ainult üles või alla, vaid ka erinevate nurkade all. Laualambi alus on ideaalne. Saate seda parandada mis tahes mugaval viisil.

On aeg tegeleda kontrolleriga. Vajab ka eraldi hoonet. Kui on sobiv valmis, siis saab seda kasutada. Vastasel juhul peate selle ise valmistama samast õhukesest metallist. Tahkisreleed vajavad jahutust, seega tasub neile paigaldada jahutusradiaator ja ventilaator.

Kuna kontrolleris pole automaatset häälestamist, tuleb P, I ja D väärtused käsitsi sisestada. Siin on neli profiili, igaühe jaoks määratakse sammude arv eraldi, kasvutempo temperatuur, ooteaeg ja samm, alumine lävi, sihttemperatuur ning ülemise ja alumise väärtused küttekeha.