Rimozione della saldatura da un PCB senza danneggiare i pad

La rimozione della saldatura, o dissaldatura, è l'arte di rifondere e pulire una giunzione senza danneggiare il pad o il circuito stampato sottostante. Rimuovere la saldatura da un PCB è più difficile che applicarla, perché è necessario riscaldare una giunzione esistente, rimuovere la saldatura e fermarsi prima che il pad di rame si sollevi. L'approccio corretto dipende dal componente: giunzioni a foro passante, chip a montaggio superficiale, circuiti integrati a passo fine e array di sfere (BGA) richiedono strumenti diversi. Questa guida illustra gli strumenti, le regole d'oro, la tecnica per ogni tipo di componente e come proteggere i pad e pulire al termine dell'operazione.

Perché rimuovere la saldatura è più difficile che applicarla

Applicare la saldatura è un'azione controllata e irreversibile. Rimuoverla significa invertire una saldatura già eseguita, il che comporta due complicazioni.

Calore dove non lo desideri

Per fondere una giunzione esistente è necessario riscaldare nuovamente il pad e qualsiasi elemento in rame ad esso collegato. Le superfici ampie e il rame spesso disperdono il calore, quindi si finisce per applicare più calore per un tempo più lungo, esattamente la condizione che provoca il sollevamento dei pad. I circuiti stampati multistrato peggiorano ulteriormente la situazione, poiché i piani interni agiscono da dissipatori di calore.

La scheda è già costruita

A differenza della saldatura di un circuito stampato nuovo, la dissaldatura avviene su un circuito stampato già assemblato, dove i componenti adiacenti, le piste fragili e i piccoli pad sono tutti a rischio. L'obiettivo, quindi, non è solo rimuovere la saldatura, ma farlo con il minor calore e stress possibile, in modo che il circuito stampato rimanga intatto per l'installazione di un nuovo componente o per una riparazione durante un successivo assemblaggio.

Strumenti di dissaldatura e la loro funzione

Ogni strumento di dissaldatura è adatto a particolari tipi di giunti; la maggior parte dei banchi da lavoro ne possiede diversi.

Un preriscaldatore o una piastra riscaldante sono un valido complemento per tutti questi strumenti: riscaldare l'intera scheda riduce lo shock termico e il tempo che qualsiasi utensile deve impiegare su una giunzione. Per la saldatura a foro passante, una stazione di dissaldatura è lo strumento singolo più efficace; per la saldatura a montaggio superficiale, l'aria calda è essenziale.

Quale strumento di dissaldatura utilizzare

Grazie ai numerosi strumenti a disposizione, una rapida mappa mentale consente di risparmiare tempo e proteggere il consiglio di amministrazione.

Lo schema è semplice: le superfici piane e i ponti sono adatti allo stoppino, i fori sono adatti a una ventosa o a una stazione, e qualsiasi elemento a montaggio superficiale o nascosto è adatto all'aria calda, con preriscaldamento aggiunto quando si lavora con rame spesso. Abbinare l'utensile al giunto è metà della rimozione pulita; l'altra metà è la disciplina termica applicata durante l'assemblaggio e la rilavorazione accurati.

Procedure ottimali per la dissaldatura

Alcuni principi si applicano indipendentemente da ciò che si sta rimuovendo, e seguirli è ciò che distingue una rimozione pulita da una scheda danneggiata.

• Aggiungere stagno fresco e flussante. Rifondere la vecchia saldatura con nuova saldatura animata favorisce la fusione e la fluidità del materiale, aspetto particolarmente importante per le saldature vecchie o senza piombo.
• Preriscaldare quando necessario. I circuiti stampati multistrato, i cavi in ​​rame di grosso spessore e le connessioni piane traggono vantaggio dal preriscaldamento, evitando così di dover contrastare il calore generato dal dissipatore.
• Utilizzare calore e tempo minimi. Entra, rimuovi la saldatura ed esci; il calore prolungato solleva i pad.
• Non tirare fino a quando non si è fuso. Aspetta che ogni giunzione di un pezzo sia fusa prima di sollevarlo, altrimenti strapperai i cuscinetti.

La prima regola, apparentemente controintuitiva, ovvero aggiungere stagno per rimuovere lo stagno, è quella che i principianti tendono a trascurare. Lo stagno fresco con anima di flussante rivitalizza una saldatura usurata, permettendole di staccarsi in modo pulito, anziché spalmarsi mentre è ancora parzialmente congelato.

Come rimuovere i componenti passanti

Le saldature a foro passante rappresentano l'operazione di dissaldatura classica, e ci sono due metodi affidabili per eseguirle.

Stoppino o ventosa

1. Aggiungi un po' di stagno fresco e di flussante alla giunzione.
2. Riscalda il giunto fino a quando il materiale non si scioglie, quindi posiziona una treccia dissaldante su di esso per aspirare lo stagno, oppure aziona un aspiratore di stagno per estrarlo dal foro.
3. Ripetere l'operazione se necessario, quindi liberare delicatamente la mina, che ora dovrebbe scorrere in un foro libero.

Stazione di dissaldatura o lega a basso punto di fusione

Per i componenti con più pin, una stazione di dissaldatura a vuoto e riscaldamento pulisce ogni foro in un'unica operazione. In alternativa, l'applicazione di una lega a basso punto di fusione su tutti i pin li mantiene fusi insieme, consentendo di sollevare un connettore o un componente con più pin in una sola volta. In entrambi i casi, non forzare mai un componente fuori da una scheda i cui giunti non siano completamente fusi, perché è così che si danneggiano i fori e le piste.

Come rimuovere i chip a montaggio superficiale

Con il metodo giusto, i componenti passivi a due terminali e i piccoli componenti a montaggio superficiale si rimuovono rapidamente.

• Riscaldamento alternativo. Con un ferro da stiro, riscaldare prima un'estremità e poi l'altra in rapida successione, aggiungendo del flussante, finché entrambe le giunzioni non si saranno fuse e il pezzo non si sarà staccato.
• Lega a basso punto di fusione. Collega entrambi i terminali con una lega a basso punto di fusione in modo che rimangano fusi insieme, quindi allontana delicatamente il pezzo.
• Aria calda. Un getto d'aria calda concentrato rifonde entrambe le giunzioni contemporaneamente per una rimozione pulita.

Il rischio con i componenti piccoli è quello di trascinare un componente semi-fuso sul pad e strapparlo. La pazienza, finché entrambe le estremità non sono liquide, aiutata dal flussante e da un po' di stagno fresco, evita questo problema. Pinzette e una lente d'ingrandimento rendono il sollevamento controllato anziché casuale.

Come rimuovere circuiti integrati, QFN e BGA

I componenti con più conduttori e terminazioni nascoste richiedono quasi sempre l'utilizzo di aria calda.

Nel caso di un BGA, il componente poggia su una griglia di sfere nascoste, quindi può essere rifuso solo con aria calda o infrarossi, sollevato verticalmente una volta fuso e riassemblato con nuove sfere prima di essere riutilizzato. La verifica delle nuove saldature richiede i raggi X, la stessa apparecchiatura utilizzata nelle linee di produzione per i componenti BGA, soprattutto sulle schede ad alta densità tipiche della produzione ad alta velocità . Se il vecchio componente deve essere scartato, tagliare prima i terminali di un circuito integrato con terminali rende la rimozione più delicata sui pad.

Come evitare di sollevare i pad durante la dissaldatura

Poiché il riscaldamento è inevitabile, la protezione dei pad è l'abilità fondamentale della dissaldatura ed è direttamente collegata al motivo per cui i pad si sollevano in primo luogo.

• Ridurre al minimo il tempo di permanenza. Più a lungo il tappetino rimane caldo, più si indebolisce il suo legame con il laminato.
• Preriscaldare il dissipatore di calore in rame. I collegamenti in rame massiccio e di tipo aereo necessitano di un preriscaldatore per evitare che il calore si accumuli sul pad.
• Non fare mai leva a freddo. Sollevare o forzare una parte prima che le sue giunture si siano fuse strappa via il cuscinetto di netto.
• Tratta con delicatezza il lecca-lecca. Passare la punta dell'aspirapolvere su un panno morbido e caldo può danneggiarlo.

Questi fattori rispecchiano le cause del distacco dei pad: calore, tempo, cicli ripetuti e forza meccanica. Un circuito stampato realizzato su un laminato con un'adeguata resistenza alla pelatura del rame, il tipo di materiale specificato durante la produzione di PCB , tollera meglio anche le rilavorazioni, aspetto importante per i circuiti stampati che potrebbero essere sottoposti a manutenzione.

Pulizia e ispezione dopo la dissaldatura

La rimozione del componente non è l'ultimo passaggio; il cuscinetto deve essere pronto per ciò che verrà dopo.

• Rimuovere i residui. I flussi e le leghe a basso punto di fusione lasciano residui che devono essere rimossi, soprattutto prima della risaldatura o della verniciatura.
• Ispeziona il tampone. Prima di installare un nuovo componente, verificare la presenza di sollevamenti, danni o parti in rame mancanti.
• Ristagnare il tampone. Un leggero strato di stagno fresco prepara il pad per il componente di ricambio.

La pulizia è fondamentale perché i residui rimasti dopo la rilavorazione possono corrodere o causare perdite, proprio come accadrebbe dopo l'assemblaggio originale. L'obiettivo è ottenere un pad pulito, integro e stagnato di recente, ed è ciò che rende affidabile la successiva saldatura. Per le schede destinate alla produzione, anziché a una riparazione singola, la stessa disciplina si applica anche all'assemblaggio ad alto volume , e le schede termicamente complesse, come quelle con nucleo metallico, necessitano di un preriscaldamento aggiuntivo durante qualsiasi rilavorazione.

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Rimuovere la saldatura mediante rifusione dei giunti con nuova saldatura a filo animato, scegliendo l'utensile più adatto al componente e riducendo al minimo il calore e il tempo di permanenza per preservare i pad. Pulire e ispezionare successivamente, e la scheda sarà pronta per il componente successivo. È possibile leggere ulteriori informazioni su Highleap Electronics e sui nostri servizi di fabbricazione e assemblaggio. Una rapida revisione del progetto può anche individuare le caratteristiche che rendono difficile la rilavorazione.

Domande frequenti

Qual è il modo più semplice per rimuovere la saldatura da un circuito stampato?

Aggiungete del nuovo stagno animato al giunto, quindi utilizzate una treccia dissaldante per i pad piatti e i ponticelli oppure un aspiratore di stagno per i giunti a foro passante. Lo stagno fresco aiuta il vecchio giunto a fondersi e fluire, consentendo un distacco pulito. Per i componenti a montaggio superficiale e a griglia di sfere, l'aria calda è lo strumento più pratico rispetto al saldatore.

Perché aggiungere stagno quando sto cercando di rimuoverlo?

La saldatura fresca con anima di flussante rigenera una giunzione vecchia o ossidata, permettendole di fondersi in modo uniforme e di fluire, anziché spalmarsi quando è ancora parzialmente congelata. Il flussante contenuto nella saldatura facilita inoltre il distacco dal pad. È il passaggio che i principianti più spesso saltano, ma la sua aggiunta rende la rimozione molto più pulita.

Come posso evitare di sollevare i pad durante la dissaldatura?

Riduci al minimo il calore e il tempo di permanenza, preriscalda le basi con pialle o rame pesante e non fare mai leva o sollevare un pezzo prima che tutte le sue giunzioni siano completamente fuse. Usa con delicatezza la punta dell'aspirapolvere su un pad caldo. Questi accorgimenti contrastano gli stessi fattori, calore, tempo e forza, che causano il sollevamento del pad.

Come si rimuove un componente con foro passante a più perni?

Utilizzare una stazione di dissaldatura a vuoto e riscaldamento per pulire ogni foro in un'unica operazione, oppure applicare una lega a basso punto di fusione su tutti i pin in modo che rimangano fusi insieme e il componente si stacchi in un colpo solo. Verificare sempre che ogni giunzione sia fusa prima di rimuovere il componente per evitare di danneggiare fori e piste.

Posso rimuovere un BGA manualmente?

No. Un BGA è posizionato su sfere di saldatura nascoste che possono essere rifuse solo con una stazione di rilavorazione ad aria calda o a infrarossi, per poi essere sollevate verticalmente una volta fuse. Per riutilizzarlo, è necessario rifare le sfere di saldatura e le nuove giunzioni vengono verificate tramite raggi X. Un saldatore non può raggiungere le giunzioni sotto il package.

Che cos'è una lega dissaldante a bassa temperatura di fusione e quando dovrei usarla?

Si tratta di una lega speciale che fonde a una temperatura inferiore e rimane fusa più a lungo se miscelata con giunzioni esistenti, risultando ideale per la rimozione di connettori, componenti multi-terminale e chip a montaggio superficiale che devono essere rimossi intatti. Mantiene tutte le giunzioni liquide contemporaneamente, consentendo di sollevare il componente in modo pulito senza riscaldare a lungo alcun singolo pad.

Devo pulire la scheda dopo averla dissaldata?

Sì. Il flussante e la lega a basso punto di fusione lasciano residui che, se non rimossi, possono corrodere o causare perdite, proprio come dopo l'assemblaggio originale; pertanto, è necessario rimuoverli prima di risaldare o rivestire. Successivamente, ispezionare il pad per verificare eventuali danni e ristagnarlo leggermente in modo che sia pronto per il pezzo di ricambio.

Quale strumento dissaldante dovrei acquistare per primo?

Per lavori prevalentemente su componenti a foro passante, un aspiratore di stagno e una treccia dissaldante sono sufficienti ed economici, mentre una stazione di dissaldatura a vuoto e riscaldamento rappresenta un'opzione migliore per lavori frequenti. Per i componenti a montaggio superficiale, una stazione di rilavorazione ad aria calda è lo strumento fondamentale. Molti banchi da lavoro tengono a disposizione treccia dissaldante, aspiratore e aria calda, poiché ognuno è adatto a giunzioni diverse.

Perché è così difficile dissaldare una giunzione del piano di massa?

Una grande superficie di rame disperde il calore lontano dalla giunzione, quindi un saldatore fatica a portarla a fusione e si è costretti ad applicare calore più a lungo, con il rischio di danneggiare il pad. Preriscaldare prima l'intera scheda permette alla giunzione di raggiungere rapidamente la temperatura senza un riscaldamento locale prolungato, un problema che un controllo DFM può ridurre aggiungendo un sistema di scarico termico.

Posso riutilizzare un componente dopo averlo dissaldato?

Spesso sì, per i componenti a foro passante e molti componenti a montaggio superficiale, a condizione che non siano stati surriscaldati, anche se i terminali potrebbero necessitare di pulizia e stagnatura. I BGA devono essere ri-saldati prima del riutilizzo. Se un componente è stato difficile da rimuovere o si è surriscaldato eccessivamente, di solito è più sicuro sostituirlo piuttosto che rischiare di utilizzare un componente inaffidabile.