Как заменить конденсаторы на материнской плате

  В данной статье мы попытаемся ответить на вопрос о том, как заменить конденсаторы на материнской плате компьютера и в каких случаях нужно это делать?

  В целом, перепайка конденсаторов на плате не является сложным процессом. Нужно только обязательно иметь минимальный набор для обеспечения качественной пайки и последующей очистки печатной платы от ее следов. Об этом мы тоже обязательно поговорим!

  Недавно я установил свой личный рекорд по замене большого числа конденсаторов на плате за один раз. Перепаял сразу 10 (десять) вздувшихся конденсаторов и материнская плата сейчас стабильно работает в одном из отделов нашей организации.

  Вот она (красным выделены те конденсаторы, которые были заменены на исправные). Фото ниже - кликабельно:

 

  Жаль, что я не сделал фотографию этой материнской платы ДО замены мной конденсаторов на ней. Честно говоря, я вообще не собирался сначала писать статью на данную тему, но потом мне на почту пришло подряд несколько писем от наших читателей с предложением раскрыть эту тему более подробно.

  К тому моменту я уже выпаял все конденсаторы из платы и она лежала у меня в столе в ожидании подходящего количества необходимых для замены элементов.

  Примечание: о том, как правильно подбирать конденсаторы на замену неисправным (вздувшимся и потекшим) мы говорили в одной из предыдущих статей нашего сайта.

  Итак, после замены десяти конденсаторов разного номинала и емкости наша материнская плата с успехом прошла тестирование (многократное включение и выключение и последующая стабильная работа в течение всего рабочего дня):

 

  Как видите, на фото выше я также использую PCI POST плату для тестирования, которая показывает все этапы прохождения начального самотестирования системы после ее включения.

  Примечание: при определенном опыте (и развитой интуиции) :) по кодам, выдаваемым платой, можно.сориентироваться относительно того, удачно ли прошла перепайка конденсаторов и качественно ли было все проделано?

  Что я имею в виду? Поясню на примере одной из первых плат, на которой я заменял вздувшиеся электролитические конденсаторы. Тогда у меня не было необходимых принадлежностей для пайки и я решил так: запаяю без всего того, что полагается, но - аккуратно! Если получится - здорово, если нет - не велика потеря :)

  На тот момент у меня был только паяльник с тонким жалом на 40 Ватт и катушка толстого припоя. Под руками не было даже канифоли!

  Вот таким вот паяльником я тогда работал:

  Примечание: для того, чтобы заменить конденсаторы на плате выбирайте паяльник мощностью от 40-ка до 80-ти ватт. Больше не нужно, иначе есть риск перегреть (оплавить) и повредить расположенные близко к месту пайки элементы на системной плате. Также, чем тоньше будет жало инструмента, тем легче с ним будет Вам работать.

  Продолжим, перед процедурой я поместил в один из свободных PCI разъемов компьютера свою POST карту (PC Analyzer), включил материнскую плату, замкнув на ней соответствующие контакты, и зафиксировал номер кода, после которого загрузка системы прекращалась. Т.е. вентиляторы вращаются, но больше ничего не происходит и экран компьютера черный. НО - мы запомнили код ошибки, в который "упирается" загрузка, а это - очень важно!

  После этого, я освобождаю плату от всего "лишнего" (что будет мешать мне при пайке), извлекаю ее из корпуса компьютера и заменяю конденсаторы (более подробно сам процесс разберем чуть ниже). Перепаял я, значится, несколько конденсаторов возле центрального процессора, положил плату на деревянную поверхность, поставил в нее оперативную память, подвел к встроенной видеокарте VGA кабель от монитора, подсоединил блок питания, вернул POST карту и запустил.

  После этого я стал смотреть на коды загрузки в ожидании того самого, на котором загрузка компьютера останавливалась. Вот он появился на семи сегментном табло, немного задержался и... исчез, сменившись следующим (я мысленно тут же поздравил себя с первой успешной заменой конденсаторов), НО!...Неожиданно новый код сменился на уже виденный мной ранее (сбойный) и материнская плата начала выдавать звуковые сигналы об ошибке. Повторные перезагрузки только закрепили данный алгоритм: сбойный код задерживается на табло чуть дольше обычного, сменяется следующим и тут же возвращается обратно.

  В связи с этими наблюдениями я сделал первый вывод: замена конденсаторов на плате должна производиться не только аккуратно, но и при наличии всех необходимых инструментов. Что я сделал? Пошел в ближайший магазин радиотехники, купил там все необходимое и еще раз хорошенько пропаял (прогрел) все контактные площадки (ножки) впаянных мной конденсаторов, после чего тщательно очистил места пайки специальной жидкостью. В результате проделанных манипуляций, системная плата успешно "завелась" и, надеюсь, работает и по сей день :)

  Сейчас я пользуюсь усовершенствованной версией паяльника с ручным регулятором температуры нагрева жала (фото - кликабельно):

  На коробке написано что это - паяльная станция без термофена (фен, который с помощью горячего воздуха может выпаивать целые микросхемы из печатных плат).

  Стоит такое "удовольствие" недорого, а работать с ним - гораздо удобнее, чем с обычным паяльником. Выставил нужную температуру с помощью регулятора и паяльник постоянно ее держит (не выгорая и не перегревая дорожки и прочие элементы на печатной плате). К тому же, жало покрыто специальным защитным материалом, который существенно продлевает срок его службы в условиях нагрева. Также в ассортименте - съемный держатель для паяльника - очень удобно :)

  Теперь - перейдем к сопутствующим аксессуарам для пайки конденсаторов (да и не только их) и рассмотрим их более подробно. Все те "прибамбасы", которыми сам пользуюсь я поместил на фото ниже:

  Рассмотрим каждый элемент в отдельности:

1. оплетка для удаления лишнего припоя с места пайки (бывает разной толщины, обращайте на это внимание при выборе!)
2. трубчатый припой с жидким флюсом внутри
3. мягкий припой в катушке
4. жидкость-очиститель для промывки мест спайки от остатков загрязнения и флюса
5. обычная канифоль

  Если не планируете заниматься монтажом компонентов раз в месяц, то Вам весьма пригодится такая вещь, как подставка для паяльника. Выглядит она следующим образом:

 

  Совет: обращайте внимание на то, чтобы основание подставки было массивным (тяжелым). В противном случае есть вероятность, что под весом паяльника и электрического кабеля она просто опрокинется!

  Для удаления лишнего припоя я иногда использую ручной оловоотсос:

   Хорошей альтернативой данному отсосу может стать его улучшенная версия, оснащенная нагревателем. 

  Примечание: Называться он может в народе по разному: термоотсос, паяльник с оловоотсосом, поршневой оловоотсос с нагревателем и т.д. Поэтому при покупке имейте это в виду (можете на ровном месте продавца озадачить) :)

  Иногда - незаменимая вещь, когда нужно выпаять микросхему с большим количеством выводов, расположенных с тыльной стороны платы или спаять с нее  какой-то разъем. При некоторой практике, весьма удобный инструмент, расширяющий наши возможности и облегчающий работу "паяльщику".

  Пожалуй, основной нюанс в работе состоит в том, что наконечник инструмента может быть толще, чем необходимо для некоторых видов работ: те же выводы конденсаторов или другая "мелочевка" на плате. Поскольку нам нужно обеспечить плотный контакт жала оловоотсоса с обрабатываемой поверхностью, логичным будет наклонить его под углом (для хорошего соприкосновения с припоем), как показано на фото ниже:

 

  Когда почувствуем (увидим) что олово "поплыло", нажимаем на кнопку, поршень распрямится и втянет в себя расплавленный припой.

  Периодически инструмент нужно чистить от скопившегося внутри сплава. Как правило, термоотсос имеет съемный наконечник (жало), которое можно отвинтить и разборную ручку (сразу над нагревательным элементом). Она также скручивается против часовой стрелки.

  Извлеките все остатки припоя, проверьте рабочий ствол инструмента на просвет. Если есть какие-то замечания, прочистите его тонкой спицей или проволокой соответствующего диаметра. В разобранном состоянии это выглядит следующим образом::

  Сразу скажу, что самым дорогим из всего перечисленного выше является оловоотсос с нагревателем - 6 долларов, остальное стоит еще меньше. Естественно, сам паяльник стоит 7-8 долларов, а паяльная станция, показанная в данной статье, - 20. Как видите, подобный набор для пайки доступен каждому!

  Итак, давайте, как обычно, рассмотрим каждый из перечисленных выше пунктов по отдельности.

  Оплетка для удаления припоя отлично впитывает разогретое олово, действуя по принципу губки. Просто прижимаем ее к месту пайки разогретым паяльником и когда припой впитается, - уберите, а использованный ее конец - отрежьте ножницами.

 

  Продается оплетка в небольшой катушке по 1,5 метра, стоит - копейки, а пользы от нее - "цельный вагон!" :)

  Трубчатый припой для замены конденсаторов я люблю использовать (по сравнению с обычной канифолью) по той причине, что в нем внутри уже содержится флюс, который при нагреве сразу растекается по месту пайки.

  Примечание: под термином "флюс" подразумевают субстанцию, предназначенную для удаления окисления и нагара с поверхности под пайку. С ним спаиваемые поверхности лучше "схватываются" между собой. Также его использование способствует улучшению растекания расплавленного припоя и последующей защиты его от действия окружающей среды. Есть много разновидностей флюсов: в виде жидкости, геля, пасты или порошка, опять же - знакомая всем канифоль. Бывают еще паяльные пасты, которые содержат в себе мелкие частицы припоя вместе с флюсом. Также есть безотмывочные (не требуют последующей очистки и смывки) и обычные.

  Я пользуюсь вот такой жидкой его разновидностью - «ЛТИ-120» Это одна из разновидностей спиртоканифольных флюсов (СКФ-флюс - жидкая канифоль + спирт). Имеет кисточку внутри колпачка, поэтому наносить его на место пайки очень удобно:

  Короче говоря, флюс для пайки это, как масло для каши: без него ее есть тоже можно, но как-то не хочется :)

  А вот более толстый припой в катушке я использую для всего остального, кроме перепайки конденсаторов на материнских платах. При спайке проводов он ложится ровным толстым слоем, что придает месту соединения дополнительную прочность и надежность.

  Очиститель (или его аналог) я рекомендую в обязательном порядке использовать для удаления следов работы с платы. Как делаю я? Капаю его на места пайки и тщательно протираю их специально предназначенной для этого дела жесткой зубной щеткой. Елозим щеткой без стеснения, ничего от нее плате и конденсаторам не сделается :) Также можно смочить тряпочку ацетоном или медицинским спиртом и протереть плату (тут уж - дело привычки).

  Отдельно же канифолью, если честно, я пользуюсь не так уж и часто. Скорее она нужна мне для очистки горячего жала паяльника, которое может "нахватать" во время работы на себя различных ненужных частиц. Хорошенько макаю его в канифоль, затем - тщательно вытираю о хлопчато-бумажную ткань, сложенную в несколько слоев. Также в обиходе "паяльщиков" встречаются специальные очистители для жала. Это, как правило, латунная или медная стружка, в которую засовывается горячее жало, чтобы снять с него нагар и частички припоя.

  В принципе, ничего не мешает нам купить обычную стальную губку для мытья посуды (знаете, такую спиралькой) и, с тем же успехом, использовать для очистки жала ее :)

  Теперь остановимся подробнее на том, как правильно пользоваться ручным оловоотсосом во время замены конденсаторов на материнской плате? Принцип его действия простой (как у шприца), только задача последнего - выталкивать жидкость, а оловоотсос втягивает ее в себя. Просто сдавливаем его пружину до фиксации ее в нижнем положении, вплотную подносим к месту пайки и, нажав на кнопку высвобождения пружины, заставляем полу-жидкий припой втянуться в отверстие.

  Итак, хорошо разогреваем олово возле одной из "ножек" конденсатора и (пока припой снова не затвердел) накрываем ее сверху  отсосом и нажимаем кнопку:

  После окончания работ по замене конденсаторов обязательно нужно разобрать инструмент (он раскручивается, как шариковая ручка) и удалить остатки припоя, который засосало внутрь.

  Вот как, в моем случае, выглядели места пайки после обработки их с помощью оплетки и оловоотсоса и промывки очистителем:

  А вот - пример неаккуратно выполненной пайки на плате:

  Вот - крупным планом:

 

  Подобная пайка, может, со временем, привести к короткому замыканию на плате или же - к образованию на ней различных окислов, что также, скорее всего, приведет к ее порче.
 

Перепайка и замена конденсаторов на плате

  Подробно описывать, как перепаять конденсаторы я смысла не вижу (имею в виду сам процесс). Так как тут нужно набраться немного опыта, а сделать это можно только попробовав самому. А вот несколько полезных советов дать, это -  с удовольствием! :)

  Начните именно с процедуры выпаивания конденсаторов из нерабочей платы. Чем больше Вы и выпаяете, тем лучше. На данном этапе наша задача - прочувствовать работу с паяльником, понять, когда и как плавится припой, как быстро застывает обратно? Набить руку, одним словом.

  Во время извлечения конденсатора из платы (когда прогреваете олово возле его ножки) пошатывайте его из стороны в сторону и рано или поздно увидите, что "ножка" через расплавленный припой "проваливается" в отверстие. То же самое проделайте с другой. В случае необходимости, прогрейте плату сверху повторно и полностью извлеките элемент.

  После того, как он окажется у Вас в руках, выровняйте его контакты с помощью пинцета (если они погнулись), удалите с них с помощью паяльника остатки припоя (если он там оказался) и с помощью обычного канцелярского ножа хорошо зачистите их (поскоблите), обеспечив тем самым будущий хороший электрический контакт. Все! Конденсатор выпаян и готов к пересадке! :)

  Совет: раньше в ходу были платы на свинцовосодержащем припое, сейчас все больше переходят на бессвинцовый. А температура плавления бессвинцового припоя на 20-30 градусов выше (220 градусов Цельсия против 190-та). Таким образом, и нагревать место пайки нужно дольше или сильнее, что чревато дополнительными проблемами. Поэтому есть такой метод: перед пайкой пролуживаем (наносим сверху при помощи разогретого паяльника) на выводы конденсатора легкоплавкий припой (трубчатый с флюсом внутри). Также можно использовать специально разработанные для этого лекгоплавкие сплавы «Вуда» или «Розе». Таким образом мы, как бы, смешиваем оба вида припоя. В результате чего получаем меньшую конечную температуру плавления в месте пайки.

  Прежде, чем заменить конденсаторы на материнской плате, которую Вы хотите реанимировать, нам также нужно будет удалить с нее вышедшие из строя (вздувшиеся или потекшие) элементы. Вот тут будьте очень аккуратны (особенно в первый раз) и не повредите горячим паяльником токопроводящие дорожки, которыми густо усеяна поверхность платы. Некоторые из конденсаторов могут располагаться очень близко от них.

  Примечание: прежде чем впаивать (особенно б/у конденсаторы) в плату, обязательно проверьте их с помощью мультиметра или ESR тестера. Мало ли что?

  После того, как подготовите таким образом плату, я рекомендую Вам сделать еще одну вещь: возьмите иголку от одноразового шприца, перекусите ее пополам с помощью бокорезов (если нужно - уберите напильником образовавшиеся края) и, прогрев сверху место будущей пайки, снизу введите в него острие иглы:

 

  Мы только что очистили посадочное отверстие для беспрепятственного и комфортного размещения в нем "ножки" конденсатора. Проделайте ту же процедуру для второго вывода, проденьте в них с другой стороны ножки конденсатора, крепко прижмите его к плате и начинайте пайку.

  Совет: для удаления излишков припоя с "пятаков" лучше и безопаснее для печатной платы пользоваться медной оплеткой подходящей толщины (2-3 мм). Наносим флюс, прижимаем оплетку прогретым паяльником и начинаем аккуратно елозить им по обрабатываемой поверхности. Достаточное количество флюса должно обеспечить это скольжение. Ту же процедуру можно проделать с противоположной стороны платы. После этого монтажные отверстия должны очиститься. Лично мне очень удобно пользоваться китайским флюс-гелем «Amtech RMA-223».

  Напоминаю, после окончания пайки не забудьте провести очистку платы специальной жидкостью (идеально - изопропиловый спирт). Можно и этиловый медицинский (95-ти процентный), но он оставляет противный белый налет, который визуально портит итоговую картину! На плате могут остаться незаметные глазу капельки брызнувшего припоя, который запросто может замкнуть близко расположенные друг к другу дорожки. А короткое замыкание в компьютере - вещь неприятная! Да и активный флюс (если он использовался) может, со временем, вступить в какую-то сложную реакцию с окружающими компонентами, а оно Вам надо? :) Поэтому смывать - обязательно!

  На фото выше показана смывка на основе изопропилового спирта (слева), смешанного с очищенным от масляных примесей бензином «Калоша» (иногда называют "галоша") и обычный этиловый (аптечный). Правда, на банке указано 70%, но лучше найти 95%. Нам ведь нужно позабористее! :) 

  Под конец хотел показать еще пару аксессуаров, которые облегчают работу по пайке. Они по сути своей похожи, но есть и некоторые отличия. Итак, это, конечно, так называемая "третья рука" паяльщика. Не бойтесь, здесь речь не идет о каких-то природных мутациях, просто это устройство, которое держит плату или трубчатый припой в тот момент, когда мы работаем :)

  В "зажимы-крокодилы" мы помещаем небольшую плату (или то, что нам нужно придержать во время спайки), для облегчения работы,- позиционируем все это дело под увеличительным стеклом и спокойно работаем. Конструкция удобна тем, что имеет множество степеней свободы (изгибается во всевозможных направлениях и под любыми углами). Это самый дешевый ее вариант (стоит 4-5 долларов), более "навороченные" могут оснащаться держателем для паяльника, светодиодной подсветкой и двойной увеличивающей линзой.

  Также можете воспользоваться такой вещью, как бинокулярная лупа (например MG81007) со светодиодной подсветкой. Шикарная вещь! Руки во время работы полностью свободны, ничего не нужно дополнительно подсвечивать, три увеличительные линзы, которые можно использовать как по отдельности, так и все вместе. Короче говоря, весьма рекомендую :)

  Еще одна "приспособа", которая также предназначена для фиксации объектов во время работы - струбцына (монтажный столик или PCB holder). Специальные их модификации (под небольшие печатные платы) выпускают различные фирмы, занимающиеся оборудованием, аксессуарами и расходными материалами для пайки. Например, вот так выглядит струбцына от фирмы «Baku».

  Есть направляющая, есть пружина на ней. Просто отодвигаем фиксатор в направлении, указанном стрелкой, он сдавливает пружину, в образовавшийся зазор устанавливаем нашу плату, отпускаем фиксатор и он фиксирует (подпружинивает) ее. Очень удобно!

  Есть обычные (слесарные) струбцыны, которые продаются в любом строительном магазине. Можно использовать и их. Крепятся, они, как правило, непосредственно к столу:

  Вот, собственно и все, что я хотел рассказать Вам о замене конденсаторов на плате и прочих аксессуарах для процесса пайки. В завершении статьи хотел бы привести еще несколько фотографий, сделанных мной у нас же на работе, и напомнить, что при потерявших емкость конденсаторах любое устройство может начать вести себя "не адекватно". Компьютер не включается (работают только вентиляторы) или самопроизвольно перезагружается, возможна и нестабильная работа других устройств.

  Например, на фото ниже мы видим дискретную видеокарту, на которой тоже расположены электролитические конденсаторы и один из них - вздулся:

  Вот фото крупным планом:

 

  Как Вы понимаете, гарантировать стабильную работу устройства в такой ситуации никто не может. С другой стороны, бывают случаи, когда материнская плата и с пятью-шестью вздувшимися конденсаторами работает без сбоев. Вопрос: надолго ли и не выйдет ли из строя из за этого что-то другое?

  А вот - разобранный у нас в отделе неисправный TFT монитор с той же проблемой:

  Вот - крупный план проблемного места:

 

  Как видите, неисправные конденсаторы могут находиться где угодно. Держите этот момент у себя в голове при диагностике любой неисправности. Проблемы с блоком питания также достаточно часто бывают вызваны этой проблемой и замена конденсаторов здесь происходит по тому же принципу, описанному нами выше.

  На сегодня у меня все - до следующих встреч! :)