SMD-пайка в мастерской — качество, осмотр и цена работы

Замена конденсатора занимает минуту, если знаешь, какого именно, и час, если его сначала нужно найти среди сотни таких же на плате с коротким замыканием. Клиент видит деталь за несколько гривен и не понимает, откуда сумма в счёте. Владелец мастерской по ремонту видит другое: плата вернулась через месяц, и непонятно, кто виноват — пайка, деталь или само устройство. Обе проблемы об одном: как оценить качество SMD-монтажа и как превратить его в честную цену в квитанции.

Как выглядит хорошая пайка

Хорошее паяное соединение под увеличением видно сразу. Припой смачивает и контактную площадку, и вывод компонента, образуя плавную вогнутую галтель — склон от вывода к площадке без резкой границы. Припоя ровно столько, чтобы закрыть соединение: не капля-шарик сверху и не тонкая плёнка. Компонент стоит ровно, по центру площадок, без перекоса.

Одна оговорка, которая спасает от ложных выводов: бессвинцовый припой после остывания обычно матовее и зернистее оловянно-свинцового. Матовая поверхность бессвинцовой пайки сама по себе не дефект — смотрят на форму галтели и смачивание, а не на блеск.

Типичные дефекты, которые надо узнавать с первого взгляда

Холодная пайка. Припой не прогрелся до конца или соединение сдвинули во время остывания. Поверхность комковатая, форма выпуклая, на границе с выводом видно кольцо или трещину. Такой контакт может работать на столе и пропадать от нагрева или вибрации — самый неприятный вид возвратов.
Несмачивание. Припой лежит шариком рядом с площадкой или на выводе и не растекается. Причины — окисленная площадка, мало флюса, недостаточный нагрев.
Перемычки. Припой замкнул соседние выводы. Типично для микросхем с мелким шагом. Иногда перемычка тонкая, как волос, и видна только под углом.
«Надгробие». Мелкий чип-компонент — резистор или конденсатор — поднялся на одном торце и стоит вертикально. Один конец расплавился и «потянул» раньше другого: неравномерный нагрев или разное количество припоя на площадках.
Сдвиг. Компонент съехал с площадок — от потока горячего воздуха или от неравномерного прогрева.
Шарики припоя вокруг места пайки — мелкие сферы, которые со временем могут перекатиться и замкнуть что-то уже у клиента.

BGA и QFN: дефекты, которых не видно

У корпусов с выводами под дном — BGA и QFN — главные соединения спрятаны. У QFN сбоку виден край выводов, но центральная тепловая площадка под корпусом не видна совсем, а именно через неё микросхема отдаёт тепло: непропай там означает перегрев в работе. У BGA виден разве что крайний ряд шариков, и то под углом.

На производстве такие соединения проверяют рентгеном. В обычной мастерской рентгена нет, поэтому качество оценивают косвенно: ровная посадка корпуса без перекоса, одинаковый зазор по периметру, никаких шариков припоя, вылезших из-под края, и главное — работа устройства под нагрузкой и после прогрева, а не только «включился». Отсюда простая честность перед клиентом: на BGA гарантировать можно работу, которую вы проверили, а не «идеальную пайку», которую никто не видел.

Ещё одна особенность: во многих телефонах процессор и память залиты компаундом. Демонтаж такой микросхемы дольше и рискованнее — это прямо влияет и на цену, и на то, что вы обещаете.

Микроскоп: смотреть, а не просто иметь

Стереомикроскоп в SMD-монтаже — не роскошь, а инструмент контроля. Несколько привычек, которые отличают осмотр от формальности:

Смотреть до и после. Перед работой — осмотреть зону: следы прежнего ремонта, сколы, поднятая маска, коррозия. Записать это. После работы — та же зона плюс соседи.
Наклонять плату. Перемычки между выводами и трещины на галтелях часто видны только под углом и при боковом свете; прямо сверху они прячутся в бликах.
Обходить по периметру. У микросхемы с выводами с четырёх сторон — каждую сторону по очереди, а не «глянул в середину».
Смотреть шире места пайки. Горячий воздух задевает всё вокруг — соседние компоненты проверяют так же внимательно, как основной.

Микроскоп — один из первых пунктов в списке оборудования; как посчитать, когда он окупится, — в статье Оборудование мастерской: что покупать первым и когда оно окупается.

Флюс и отмывка

Без флюса качественной пайки не бывает: он снимает оксиды и помогает припою растечься. Но остатки флюса — отдельная тема. Флюсы, не требующие отмывки, рассчитаны на то, что после полного прогрева остаток неактивен. В ремонте же флюса часто кладут больше, чем прогревают, и непрогретый остаток под корпусом может оставаться активным. Активные остатки со временем дают коррозию и токи утечки.

Практическое правило: после работы зону отмывают — изопропиловым спиртом или специальной жидкостью, щёткой, с просушкой. Особенно под мелкими компонентами и в чувствительных цепях, где даже тонкая плёнка влияет на работу. Липкое пятно флюса на плате, которую возвращают клиенту, — первое, что увидит другой мастер, если устройство когда-нибудь попадёт к нему.

Перегрев: что страдает рядом

Большинство историй «пайка испортила плату» — это не сама пайка, а перегрев. Что бывает:

пластиковые разъёмы и кнопки рядом плавятся или деформируются;
соседние мелкие компоненты сдвигаются или слетают от потока воздуха;
соседние микросхемы и конденсаторы получают тепловую нагрузку, которая проявится не сразу;
плата темнеет, расслаивается, площадки отслаиваются от основания;
без подогрева снизу большую плату ведёт, и корпус BGA садится с перекосом.

Отдельно — влага. Пластиковые корпуса микросхем впитывают влагу из воздуха, и при быстром нагреве пар может повредить корпус изнутри. Поэтому чувствительные к влаге компоненты, а также платы после залития, перед серьёзным нагревом просушивают.

Защита простая и скучная: экранирование соседей термостойкой лентой или фольгой, нижний подогрев, наименьшие температура и время, с которыми работа получается, и осмотр после.

Как оценивать работу инженера

Качество пайки видно не на столе, а через месяц — в повторных обращениях. Поэтому оценивать персонал сервисного центра только по тому, сколько сделано, мало; нужна и вторая половина — сколько из этого вернулось.

Повторные обращения с той же жалобой в течение гарантийного срока — главная цифра. Один возврат ничего не значит; стабильная доля возвратов у одного инженера на похожих работах — значит.
Возвраты из-за пайки считают отдельно от возвратов из-за бракованной детали — иначе человек будет отвечать за поставщика.
Тип работы. Тот, кому достаются BGA, будет иметь больше возвратов, чем тот, кто меняет разъёмы питания. Сравнивают похожие работы, а не всех в одном рейтинге.
Выборочный осмотр. Время от времени посмотреть под микроскопом чужую работу до выдачи — не как проверку, а как обычную практику. Это учит быстрее любых разговоров.

Переделка по собственной гарантии обычно делается без нового начисления — и об этом стоит договориться заранее. Как вписать такое правило в схему оплаты, разобрано в статье Как считать зарплату мастерам: оклад, процент или смешанная схема.

Сколько брать: из чего складывается цена

Цена SMD-работы — это не цена детали с наценкой. Её складывают четыре вещи.

Время × ставка. Посчитайте, сколько стоит час вашей мастерской по ремонту: аренда, зарплата, оборудование, налоги, разделённые на часы, которые реально продаются. И считайте всё время: разборку, поиск неисправности, подготовку, пайку, осмотр, отмывку, проверку, сборку.
Сложность корпуса. Двухвыводной чип, микросхема с выводами по периметру, QFN с тепловой площадкой, BGA, BGA под компаундом — разные работы по времени и по навыку. Им место отдельными позициями прайса.
Риск. Чем больше нагрева и чем дороже плата, тем выше вероятность, что что-то пойдёт не так. Риск либо закладывается в цену, либо честно делится с клиентом через условие в квитанции — но не игнорируется.
Расходные материалы. Флюс, припой, оплётка, шарики и трафареты для перекатки, жидкость для отмывки, термолента. Каждая мелочь копеечная, но за месяц это заметная сумма, которая должна быть в цене работы, а не из вашего кармана.

Почему цена «за деталь» вводит в заблуждение

Прайс «замена конденсатора — столько-то» звучит понятно, но врёт в обе стороны. Конденсатор у разъёма меняется за пять минут; тот же конденсатор, который сначала надо найти на плате с коротким замыканием, — это час поиска. А замена дорогой микросхемы по цене «деталь плюс наценка» делает работу то неподъёмно дорогой, то почти бесплатной — в зависимости от того, сколько стоит сам чип, а не от того, сколько труда вложено.

Честнее разделять: работа отдельно, детали отдельно. Работа — по прайсу по сложности, с отдельной позицией на диагностику и поиск неисправности. Деталь — по своей цене. Тогда клиент видит, за что платит, а вы видите, сколько заработали именно на работе, а не на перепродаже деталей.

Что писать в квитанции и смете

Состояние платы на приёмке: следы прежнего ремонта, залитие, коррозия, отсутствующие компоненты. Если плату уже кто-то паял, это должно быть записано до того, как вы к ней прикоснулись.
Работа и деталь — отдельными строками: «замена микросхемы питания (QFN)» и «микросхема питания» с количеством и ценой.
Риск при BGA и на платах после залития: что состояние платы может ухудшиться и что оплачивается, если ремонт не удался, — например, диагностика. Согласовано до работы, а не после.
Гарантия на пайку: на что именно — на выполненную работу и заменённый компонент, а не на всю плату; что не покрывается — падение, залитие, вмешательство посторонних.

Полный перечень полей бланка — на странице Квитанция о приёме техники в ремонт, а как устроить гарантию, чтобы она не съедала прибыль, — в статье Гарантия на ремонт: какую давать и как не потерять на ней деньги.

Что из этого делает программа

ServiceCenterSoft не оценивает пайку — это работа микроскопа и глаза. Но деньги вокруг неё раскладывает: смета в квитанции ведётся строками, работа выбирается из справочника работ со своей ценой (позиции под разную сложность корпуса вы заводите сами), деталь — со склада со своей закупочной ценой. У каждой строки есть исполнитель, и инженер получает свой коэффициент именно от своих строк. Состояние при приёмке и условия гарантии печатаются в бланке, который клиент подписывает.

В отчётах виден заработок каждого инженера с расшифровкой по строкам, ремонты за период с тем, что именно сделано, с отбором по инженеру, и прибыль сервиса — выручка минус себестоимость деталей минус доли персонала; подробнее — на странице Отчёты и статистика сервисного центра. Отдельного счётчика гарантийных возвратов нет: если завести для них свой вид ремонта, список квитанций отбирается по нему и по инженеру. Фото к квитанции нет — состояние платы описывается словами.

Коротко

Хорошая пайка — плавная вогнутая галтель и смачивание обеих поверхностей; матовость бессвинцового припоя не дефект.
Холодная пайка, перемычки, «надгробие», сдвиг и шарики припоя видны под микроскопом, если наклонять плату и обходить периметр.
Под BGA и QFN соединений не видно: гарантируют проверенную работу устройства, а не «идеальную пайку».
Флюс после работы отмывают — непрогретый остаток может оставаться активным.
Перегрев вредит соседям и плате: экранирование, нижний подогрев, минимум температуры и времени.
Инженера оценивают по возвратам на похожих работах, отдельно от брака деталей.
Цена = время × ставка + сложность корпуса + риск + расходные материалы; работа и детали — отдельными строками.
В квитанции: состояние платы, риск при BGA, на что распространяется гарантия на пайку.

SMD-монтаж в мастерской: как оценить качество пайки и сколько брать за работу