การถอดบัดกรี

ในงานอิเล็กทรอนิกส์การถอดบัดกรีหมายถึงการนำ ชิ้นส่วน ที่บัดกรีไว้ ออก จากแผงวงจรเพื่อการแก้ไขปัญหาซ่อมแซม เปลี่ยน หรือนำไปใช้ประโยชน์ใหม่ การถอดบัดกรีเกี่ยวข้องกับการตัดการเชื่อมต่อระหว่างชิ้นส่วนกับแผงวงจร โดยทั่วไปจะใช้วิธีการหลอมและกำจัดบัดกรี ทำให้สามารถถอดชิ้นส่วนออกและอาจเปลี่ยนใหม่ได้หากจำเป็น
เครื่องมือและเทคนิคเฉพาะที่ใช้ในการถอดบัดกรีชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์จะแตกต่างกันไป ขึ้นอยู่กับประเภทของชิ้นส่วน ( แบบทะลุรูหรือแบบติดตั้งบนพื้นผิว ) และขึ้นอยู่กับว่าจำเป็นต้องนำชิ้นส่วนนั้นกลับมาใช้ใหม่โดยมีหรือไม่มีความเสียหาย ซึ่งรวมถึงการใช้หัวแร้งหรือปืนความร้อนเพื่อหลอมบัดกรี และปั๊มสุญญากาศหรือลวดดูดบัดกรีเพื่อกำจัดบัดกรีที่หลอมละลาย
เครื่องมือ

อุปกรณ์และวัสดุสำหรับการถอดบัดกรีประกอบด้วยสิ่งต่อไปนี้:
- ไส้ตะเกียงตะกั่ว
- ปืนเป่าลมร้อนหรือเรียกอีกอย่างว่า ปืนลมร้อน
- ปั๊มดูดตะกั่ว
- การกำจัดโลหะผสม
- ฟลักซ์การกำจัด
- แหนบบัดกรีแบบให้ความร้อน
- เครื่องมือคีบและแหนบหลากหลายชนิดสำหรับงานต่างๆ เช่น การดึง การจับ การถอด และการขูดชิ้นส่วน
- ปั๊มสุญญากาศและปั๊มแรงดันพร้อมหัวและหัวฉีดทำความร้อนแบบพิเศษ
- สถานีซ่อมบำรบรักษา ใช้สำหรับซ่อมแซมแผงวงจรพิมพ์ที่ไม่ผ่านการทดสอบจากโรงงาน
คำศัพท์ที่ใช้ยังไม่เป็นมาตรฐานอย่างสมบูรณ์ อุปกรณ์ใดๆ ที่มีฐานและมีระบบควบคุมอุณหภูมิให้คงที่ รวมถึงระบบปั๊มลมในทิศทางใดก็ได้ มักเรียกว่า "สถานี" (โดยมีคำว่า การซ่อมแซม การบัดกรี การถอดบัดกรี หรือลมร้อน นำหน้า) อาจมีเครื่องมือหนึ่งชิ้น หรือบางครั้งมากกว่าหนึ่งชิ้น เชื่อมต่อกับสถานี เช่น สถานีซ่อมแซมอาจมีทั้งหัวแร้งและหัวลมร้อน ส่วนหัวแร้งที่มีปลายกลวงและปั๊มดูดแบบสปริง แบบลูกยาง หรือแบบไฟฟ้า อาจเรียกว่า...หัวแร้งถอดบัดกรี [ 1 ] อาจ ใช้ คำเช่น "ปากกาดูด" [ 2 ]ซึ่งความหมายมักจะชัดเจนจากบริบท
ปั๊ม
ปั๊มที่ทำงานด้วยไฟฟ้าถูกนำมาใช้เพื่อวัตถุประสงค์หลายอย่าง โดยใช้ร่วมกับหัวฉีดแบบมือถือที่เชื่อมต่อด้วยท่อ
ปั๊มดูดใช้สำหรับดูดตะกั่วหลอมเหลวออกไป ทำให้ขั้วต่อที่เชื่อมต่อกันก่อนหน้านี้หลุดออก โดยส่วนใหญ่จะใช้ในการถอด การเชื่อมต่อ แบบทะลุรูออกจากแผงวงจรพิมพ์ (PCB) หัวดูดตะกั่วต้องได้รับการออกแบบมาเพื่อให้ตะกั่วที่ดูดออกมาไม่แข็งตัวจนไปอุดตัน หรือเข้าไปในปั๊ม และสามารถนำออกและทิ้งได้ง่าย การถอดชิ้นส่วนที่มีหลายขาโดยการหลอมตะกั่วทีละขาเป็นไปไม่ได้ เพราะข้อต่อหนึ่งจะแข็งตัวเมื่อข้อต่อถัดไปละลาย ปั๊มและลวดดูดตะกั่วเป็นวิธีการหนึ่งในการกำจัดตะกั่วออกจากข้อต่อทั้งหมด ทำให้ชิ้นส่วนนั้นสามารถถอดออกได้
ปั๊มดูดจะใช้ร่วมกับหัวดูดที่เหมาะสมสำหรับแต่ละชิ้นส่วน เพื่อดูดและนำอุปกรณ์ติดตั้งบนพื้นผิวขนาดเล็กออกหลังจากที่ตะกั่วบัดกรีละลายแล้ว และเพื่อวางชิ้นส่วนต่างๆ
ปั๊มลมร้อนจะเป่าลมร้อนที่ร้อนพอที่จะละลายตะกั่วบัดกรีรอบๆ ชิ้นส่วนขนาดเล็กที่ติดตั้งบนพื้นผิว และสามารถใช้สำหรับการบัดกรีชิ้นส่วนให้อยู่กับที่ รวมถึงการถอดตะกั่วบัดกรีออก โดยการดูดออกด้วยปั๊มสุญญากาศหรือแหนบก่อนที่ตะกั่วบัดกรีจะแข็งตัว ลมร้อนมีแนวโน้มที่จะทำให้ โลหะ เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน ดังนั้นจึงสามารถใช้ ก๊าซที่ไม่ก่อให้เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน เช่นไนโตรเจนแทนลมได้ แต่จะทำให้ต้นทุนของอุปกรณ์และวัสดุสิ้นเปลืองเพิ่มขึ้น
ปั๊มดูดตะกั่ว


ปั๊มดูดตะกั่วบัดกรีหรือที่เรียกกันทั่วไปว่าเครื่องดูดตะกั่วบัดกรีเป็นอุปกรณ์ที่ใช้งานด้วยมือซึ่งใช้ในการกำจัดตะกั่วบัดกรีออกจากแผงวงจรพิมพ์มีสองประเภท ได้แก่ แบบ ลูกสูบและแบบกระเปาะ[ 1 ] (ปั๊มที่ทำงานด้วยไฟฟ้าสำหรับวัตถุประสงค์นี้โดยทั่วไปจะเรียกว่าปั๊มสุญญากาศ )
แบบลูกสูบมีกระบอกสูบพร้อมลูกสูบแบบสปริงซึ่งจะถูกดันลงและล็อคเข้าที่ เมื่อกดปุ่ม ลูกสูบจะดีดขึ้น ทำให้เกิดแรงดูดที่ดูดตะกั่วออกจากจุดเชื่อมต่อ ส่วนแบบลูกยางจะสร้างแรงดูดโดยการบีบและปล่อยลูกยาง
ใช้ปั๊มดูดตะกั่วที่ร้อนเข้ากับจุดเชื่อมต่อตะกั่ว จากนั้นจึงใช้งานปั๊มเพื่อดูดตะกั่วออกไป
ลวดสำหรับถอดตะกั่วบัดกรี

ลวดดูดตะกั่วหรือที่รู้จักกันในชื่อลวดดูดตะกั่วหรือลวดดักตะกั่ว เป็น ลวด ทองแดงขนาด 18 ถึง 42 AWG ที่ถักเป็นเส้นเล็กๆ เคลือบด้วยฟลักซ์เรซินโดยปกติจะจำหน่ายเป็นม้วน


นำปลายเชือกถักไปคลุมจุดเชื่อมต่อของชิ้นส่วนที่ต้องการถอดออก ใช้หัวแร้งให้ความร้อนกับจุดเชื่อมต่อจนกระทั่งตะกั่วละลายและซึมเข้าไปในเชือกถักด้วยแรงดึงดูดของเหลว ดึงเชือกถักออกขณะที่ตะกั่วยังหลอมเหลวอยู่ ตัดส่วนที่ใช้ออกและทิ้งเมื่อเย็นตัวลงแล้ว การตัดเชือกถักให้สั้นจะช่วยป้องกันไม่ให้ความร้อนถูกนำออกไปโดยเชือกถักแทนที่จะให้ความร้อนกับจุดเชื่อมต่อ
เทคนิค
การถอดบัดกรีต้องใช้ความร้อนกับจุดบัดกรีและกำจัดบัดกรีที่หลอมเหลวออกเพื่อให้สามารถแยกจุดบัดกรีออกจากกันได้ การถอดบัดกรีอาจจำเป็นสำหรับการเปลี่ยนชิ้นส่วนที่ชำรุด การปรับเปลี่ยนวงจรที่มีอยู่ หรือการนำชิ้นส่วนกลับมาใช้ใหม่ การใช้ความร้อนสูงเกินไปหรือการให้ความร้อนนานเกินไปอาจทำให้ชิ้นส่วนเสียหายหรือทำลายการยึดติดระหว่าง ลาย วงจรพิมพ์กับพื้นผิวของแผงวงจร เทคนิคการถอดบัดกรีจะแตกต่างกันสำหรับชิ้นส่วนแบบรูทะลุและชิ้นส่วนแบบติดตั้งบนพื้นผิว
รูทะลุ
โดยปกติแล้ว ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ที่มีจุดเชื่อมต่อกับแผงวงจรพิมพ์ (PCB) เพียงหนึ่งหรือสองจุด สามารถถอดออกได้โดยการให้ความร้อนกับจุดเชื่อมต่อจุดหนึ่ง ดึงปลายด้านหนึ่งของชิ้นส่วนออกในขณะที่ตะกั่วบัดกรียังหลอมเหลวอยู่ (โดยงอขาอีกข้างเพื่อดึงออก) และทำซ้ำสำหรับจุดเชื่อมต่อจุดที่สอง ส่วนตะกั่วบัดกรีที่อุดอยู่ในรู สามารถกำจัดออกได้ด้วยปั๊มหรือวัตถุปลายแหลมที่ทำจากวัสดุที่ตะกั่วบัดกรีไม่เกาะติด เช่นสแตนเลสหรือไม้
หากชิ้นส่วนที่มีหลายขาไม่จำเป็นต้องนำกลับมาใช้ใหม่ ก็มักจะสามารถตัดขาเหล่านั้น แล้วดึงปลายที่เหลือออกทีละขาได้
ชิ้นส่วนที่มีการเชื่อมต่อหลายจุดไม่สามารถถอดออกได้อย่างสมบูรณ์ด้วยวิธีที่อธิบายไว้ข้างต้น เว้นแต่ว่าสายไฟจะยาวและยืดหยุ่นเพียงพอที่จะดึงออกทีละเส้นได้ สำหรับชิ้นส่วนเช่นDual-Inline Package (DIP) ขาของมันสั้นเกินไปที่จะดึงออก และตะกั่วที่หลอมละลายในจุดหนึ่งจะแข็งตัวก่อนที่จุดอื่นจะหลอมละลายได้ เทคนิคที่ใช้กันบางครั้งคือการใช้หัวแร้งขนาดใหญ่ที่ออกแบบมาเพื่อหลอมตะกั่วบนขาของชิ้นส่วนทั้งหมดพร้อมกัน หัวแร้งที่แตกต่างกันนั้นจำเป็นสำหรับแพ็คเกจที่แตกต่างกัน ชิ้นส่วนจะถูกถอดออกในขณะที่ตะกั่วหลอมละลาย ซึ่งทำได้ง่ายที่สุดโดยใช้เครื่องมือดึงแบบสปริงที่ติดอยู่กับชิ้นส่วนก่อนที่จะให้ความร้อน
มิฉะนั้นแล้ว ข้อต่อทั้งหมดจะต้องถูกกำจัดตะกั่วบัดกรีออกก่อนจึงจะสามารถถอดชิ้นส่วนได้ ข้อต่อแต่ละข้อจะต้องถูกทำให้ร้อนและกำจัดตะกั่วบัดกรีออกในขณะที่ยังหลอมเหลวโดยใช้ปั๊มสุญญากาศ ปั๊มดูดตะกั่วแบบมือ หรือลวดดูดตะกั่ว
สำหรับเทคโนโลยีแบบรูทะลุบนแผ่นวงจรพิมพ์สองด้านหรือหลายชั้น ต้องระมัดระวังเป็นพิเศษไม่ให้ดึงรูเชื่อมต่อระหว่างชั้นออก เพราะจะทำให้แผ่นวงจรพิมพ์เสียหายทั้งหมด การดึงขาที่ยังไม่หลุดออกจากตะกั่วบัดกรีอย่างสมบูรณ์ (หรือตะกั่วบัดกรีที่ยังไม่ละลายหมดในกรณีที่ใช้หัวแร้งให้ความร้อนกับทุกขา) อาจทำให้รูเชื่อมต่อหลุดได้
ในการถอดและนำชิ้นส่วนทั้งหมด ทั้งแบบเสียบรูและแบบติดตั้งบนพื้นผิว ออกจากแผงวงจรที่โดยปกติแล้วไม่จำเป็นต้องใช้งานอีกต่อไป สามารถใช้เปลวไฟหรือปืนลมร้อนเพื่อให้ความร้อนแก่ชิ้นส่วนทั้งหมดอย่างรวดเร็วเพื่อให้สามารถดึงออกได้ อย่างไรก็ตาม หากใช้ความร้อนสูงเกินไปหรือให้ความร้อนเป็นเวลานาน อาจทำให้ชิ้นส่วนเสียหายและเกิดควันพิษได้
ติดตั้งบนพื้นผิว
หากไม่จำเป็นต้องนำกลับมาใช้ใหม่ชิ้นส่วนแบบติดตั้งบนพื้นผิวบาง ชนิด สามารถถอดออกได้โดยการตัดขาและใช้หัวแร้งบัดกรีขูดส่วนที่เหลือออก
มิฉะนั้น ส่วนประกอบแบบติดตั้งบนพื้นผิวจะต้องถูกถอดออกโดยการให้ความร้อนแก่ส่วนประกอบทั้งหมดจนถึงอุณหภูมิที่เพียงพอที่จะละลายตะกั่วบัดกรีที่ใช้ แต่ไม่สูงหรือนานเกินไปจนทำให้ส่วนประกอบเสียหาย สำหรับวัตถุประสงค์ส่วนใหญ่ อุณหภูมิที่ไม่เกิน260 °C (500 °F)เป็นเวลาไม่เกิน 10 วินาทีถือว่ายอมรับได้[ 3 ]
อาจทำการอุ่นแผงวงจรทั้งหมดล่วงหน้าจนถึงอุณหภูมิที่ส่วนประกอบทั้งหมดสามารถทนได้โดยไม่จำกัด จากนั้นจึงใช้ความร้อนเฉพาะจุดกับส่วนประกอบที่จะถอดออก โดยใช้ความร้อนน้อยกว่าการถอดในขณะที่ยังเย็นอยู่ โดยส่วนใหญ่แล้วจะใช้ปืนลมร้อน (หรือแก๊สร้อน) ที่มีหัวฉีดขนาดและรูปทรงที่เหมาะสมในการให้ความร้อนแก่ส่วนประกอบ โดยอาจต้องป้องกันส่วนประกอบที่อยู่ใกล้เคียงจากความร้อนหากจำเป็น จากนั้นจึงใช้แหนบหรือเครื่องดูดสุญญากาศในการถอดออก การถอดส่วนประกอบที่มีหลายขาด้วยหัวแร้งและเครื่องมือถอดตะกั่วบัดกรีนั้นทำได้ยาก เนื่องจากตะกั่วบัดกรีระหว่างส่วนประกอบและแผ่นรองยังคงอยู่กับที่ ต่างจากตะกั่วบัดกรีที่สามารถเอาออกจากรูได้
สามารถใช้ลมร้อน (หรือแก๊ส) กับเครื่องมือได้หลากหลาย ตั้งแต่หัวแร้งแก๊สแบบพกพา เช่นWeller Portasol Professional ซึ่งสามารถติดตั้งหัวฉีดลมร้อนแบบแคบได้ โดยตั้งอุณหภูมิที่ไม่สามารถควบคุมได้ แต่โดยประมาณแล้วจะถูกต้อง ไปจนถึงสถานีซ่อมแซมระดับอุตสาหกรรมที่มีอุปกรณ์ครบครัน รวมถึงการเป่าแก๊สร้อน การยึดชิ้นส่วนด้วยสุญญากาศ หัวแร้ง และหัวฉีดและอุปกรณ์เฉพาะสำหรับชิ้นส่วนแต่ละประเภท
แพ็คเกจแบบแบนสี่เหลี่ยม

ชิปแบบ Quad Flat Package (QFP) มีขาบางๆ เรียงชิดกันอย่างหนาแน่นยื่นออกมาจากทั้งสี่ด้านของวงจรรวม (IC) ซึ่งโดยทั่วไปจะเป็น IC ทรงสี่เหลี่ยม การถอดชิปเหล่านี้อาจเป็นปัญหาได้ เนื่องจากเป็นไปไม่ได้ที่จะให้ความร้อนกับขาเหล่านั้นทั้งหมดพร้อมกันด้วยหัวแร้งบัดกรีมาตรฐาน วิธีหนึ่งที่สามารถถอดออกได้คือใช้ใบมีดโกนหรือเครื่องมือช่างที่มีความเร็วรอบสูง โดยการตัดขาออก จากนั้นจึงใช้หัวแร้งบัดกรีละลายและทำความสะอาดส่วนที่ตัดออกได้ง่าย แน่นอนว่าวิธีนี้จะทำให้ IC เสียหาย อีกวิธีหนึ่งคือใช้ปืนความร้อนหรือไฟฉายแก๊สบิว เทนแบบแท่ง ให้ความร้อนที่มุมใดมุมหนึ่ง แล้วค่อยๆ งัดออก โดยเลื่อนไฟฉายลงไปตามขา วิธีนี้มักทำให้ลายวงจรบนแผ่น PCB หลุดลอกออก เนื่องจากขาบางส่วนไม่ได้รับความร้อนเพียงพอที่จะทำให้ตะกั่วไหล
ผู้จำหน่ายหลายรายนำเสนอระบบที่ใช้แผ่นกันความร้อนเพื่อรวมความร้อนไปยังบริเวณที่ต้องการ ป้องกันชิ้นส่วนใกล้เคียงและหลีกเลี่ยงความเสียหายต่อแผงวงจรหรือQFPเครื่องดูดใช้ระบบสปริงที่ค่อยๆ ดึง IC ขึ้นเมื่อถึงสถานะของเหลวของการบัดกรี IC จะถูกยึดไว้ด้วยหัวฉีดสุญญากาศคล้ายกับที่ใช้ในเครื่องวางชิ้นส่วนระบบนี้ป้องกันความเสียหายต่อแผ่นรองบน PCB และ IC หลีกเลี่ยงความร้อนสูงเกินไปของชิ้นส่วนโดยรอบและการหลุดร่วง และยังลดความเสี่ยงจากความผิดพลาดของผู้ปฏิบัติงานเมื่อใช้แหนบหรือเครื่องมืออื่นๆ ที่อาจทำให้ PCB หรือ IC เสียหายได้
อีกวิธีหนึ่งในการถอดอุปกรณ์เหล่านี้คือการใช้โลหะฟิลด์ (Field's metal ) ซึ่งเป็นโลหะผสมที่มีจุดหลอมเหลวประมาณ 140 องศาฟาเรนไฮต์ (62 องศาเซลเซียส) ต่ำกว่าจุดเดือดของน้ำ โลหะจะหลอมเหลวเข้าไปในรอยบัดกรีของอุปกรณ์ และจะยังคงเป็นของเหลวแม้หลังจากเย็นตัวลงจนถึงอุณหภูมิห้องแล้ว และสามารถยกชิปออกจากแผงวงจรได้ง่ายๆ วิธีนี้มีข้อดีคือไม่ทำให้แผงวงจรพิมพ์ (PCB) หรือไอซีเสียหาย แต่ต้องทำความสะอาดรอยบัดกรีให้สะอาดจากโลหะฟิลด์ที่เหลืออยู่อย่างระมัดระวัง เพื่อรักษาความแข็งแรงของรอยบัดกรีหลังจากบัดกรีใหม่
อ่านเพิ่มเติม
- Hrynkiw, Dave/ Tilden, Mark W.(2002). Junkbots, Bugbots & Bots on Wheels: Building Simple Robots with BEAM Technologyหน้า 57-58. แคลิฟอร์เนีย: McGraw-Hill/ Osborne. ISBN 0-07-222601-3