Как правильно паять светодиоды: что важно знать, распространенные ошибки

Как правильно паять светодиоды: что важно знать, распространенные ошибки

Сегодня светодиоды признаны обычными пользователями, радиолюбителями и промышленными предприятиями самыми экологичными, компактными и энергоэффективными источниками света. Маломощные диоды используют для подсветки мониторов, мобильных телефонов и в различных игрушках, а мощные светодиоды применяются в цеховых прожекторах и праздничной люминесценции зданий, в рекламном бизнесе. Но непривычный источник света имеет ряд особенностей обслуживания в отличие от энергосберегающих аналогов (ЭСЛ) и ламп накаливания. Не так просто, например, паять светодиоды. Этому вопросу посвящена статья.

Как устроена светодиодная лента

Гибкая основа ленты служит печатной платой с токоведущими нитями для SMD светодиодов. На лицевой поверхности расположен диодный блок. Он сгруппирован по три элемента, включающие диод и ограничительный резистор.

Каждый блок отделяет разметка в виде рисунка ножниц. На этом месте светодиодная лента перерезается, если надо ее укоротить или повернуть при прокладке в другую сторону. Светодиодный блок имеет токоведущие контакты для припаивания проводов или установки соединительных коннекторов.

С тыльной стороны нанесен клеящий слой, закрытый защитной пленкой. Во время монтажа лента просто приклеивается к алюминиевому профилю или на любую чистую поверхность.

Работает лента от постоянного тока напряжением 12 или 24 вольта. Источником служит блок питания. Бывают ленты, рассчитанные на напряжение 36 и 48 вольт, но в быту они редко используются.

Для светодиодных лент применяют одноцветные и трехцветные SMD диоды. Самый распространенный – первый вариант с одним кристаллом. Диоды светятся белым, синим, красным или другим цветом.

Второй вариант – это лампочки с тремя кристаллами. Один RGB диод способен светиться, например, красным, синим и зеленым цветом. Переключение свечения осуществляется контроллером.

Продаются светодиодные ленты рулонами длиной по 5 м. На каждый 1 м может быть припаяно 30, 60 и более лампочек. Для защиты от влаги и механических повреждений производят изделия с силиконовым покрытием.

Вывод

При пайке паяльной пастой и феном достигается очень хороший результат с точки зрения отвода тепла от кристалла. И чем мощнее светодиод, тем выше эффективность данной технологии

Баночки на 42г хватит для пайки примерно 50-100 светодиодов.

45 комментариев на «Пайка светодиодов на паяльную пасту термофеном»

Температура фена какая? Производились ли измерения светоотдачи светика до и после пайки? Сам пользуюсь такой же пастой, но освещение делаю на 5730 и одноваттниках.
p.s. А синт второе увлечение?))) некоторые аккорды немного налажал)))

Тоже делаю на одноватниках, так свет более равномерно светит.

Автору за статью спасибо, будь тепловизор то же бы проверил, как отводится тепло термоклеем.

Температура фена 300-350С
Светоотдачу до и после не проверял, но разницы между паянными феном и паяльником не заметил.

На утюге не пробовали паять?

Нет. Не пробовал. Паял строительным термофеном Бош. Сейчас паяю термофеном от паяльной станции.

Мне кажется, проблема будет аккуратно убрать светодиод с утюга, так как припой там жидкий и при любом неловком движении или отклонении от горизонтали светодиод сползет с площадки вместе с припоем.

Но приспособится, наверное, можно.
Перегреть ничего не перегреете, так как нагрев в любом случае идет до тех пор, пока паяльная паста не превратится в капельки припоя.

при пайке таким способом на некоторых светодиодах вылазят артефакты вот такие https://www.dropbox.com/sc/tf2f37amgjuc7vx/AAAvRS7LfDkoLVJxtRZIQJmUa
вроде грею всех светодиодов одинаково на 350 градусах. что это может быть?

Не разу такого не было.
Может какой то люминофор особый?

Картинка тепловизора впечатлила — прямо снимок секретной ракетной бызы со шпионского спутника.
Я вот на звездочку радиатор смотрю… Там 6 контактных площадок, половина под плюс, другая половина под минус. Плюс в центре. Как я понимаю, центральная вообще не для питания а исключительно для теплоотвода.
Там можно по сути просто термопастой ведь, так?
Сама эта паяльная паста с ее свойствами электропроводимости нужна лишь на плюсе и минусе, да?

Как раз изюминка в том, чтобы припаять центральную охлаждающую площадку корпуса светодиода к звездочке. Так как у контакта пайкой теплопроводность на порядок меньше чем у любой термопасты. А паять контакты можно и обычным паяльником.

Здравствуйте, пробовал я один такой диод паяльником залудить со стороны площадки для теплоотдачи, а припой к ней вообще не пристаёт. Выходит, что она алюминиевая?
Как тогда паста к ней пристаёт?
Или бываю разные виды подложек?

Не должен быть алюминий. У меня знакомый паял площадки паяльником. Попробуйте с флюсом каким нибудь припаять

Здравствуйте, а у вас же в этом опыте диоды не на радиаторе, а грамотней наверное было бы их прилепить к радиатору, контарст был бы более заметен, а то на фотке с охлаждением вообще не понятно почему средний диод нагрет весь сильней чем правый.

Может быть.
Здесь зато нагрев быстрее и разница в температуре более ощутима
В этой статье все мерил. И с радиатором и без.

подскажите пожалуйста, где купить такие «звездочки» или как их правильное (полное) наименование?
спасибо

Ссылка на Али
Ключевые слова для поиска «20MM Aluminum Star PCB»

Алексей, есть ссылка на «правильные» диоды 660 и 445 на Aliexpress’e?
Уверен, что там есть правильные светодиоды, но хочется сразу получить рабочий вариант, а не перебирать десяток продавцов …

К сожалению, я такие светодиоды покупал только на ТАО. На АЛИ я бы выбрал продавца с высоким рейтингом и отзывами и с чипом Epistar или Bridgelux.

Отлично, спасибо за крайне полезное исследование!
Вынужден добавить, что для пайки алюминия подходит далеко не всякий флюс, в вашем случае — и само собой, при изготовлении изделия, рассчитанного на долгий срок службы — неизбежно произойдёт окисление.
Кстати, а как менять светодиод? Отпаять его можно или свойства пасты таковы, что не разрушив изделие, разъединить их не получится? Спасибо!

Попал сюда через отзывы на Али, словно путник пустыни в цветущий оазис. Сайт — находка! И фитоосвещение, и умелые ручки и, самое главное, чудо Кот (у меня была такая же черная кошка)… В общем, ныряю с головой.

подскажите! а как светодиоды на таких подложках-звездочках установить на алюминиевую пластину, профиль и т.д.(чтоб собрать фитолампу, например) Думаю использовать термоклей, но может есть вариант подешевле?

Неплохой теплопроводностью обладает «Герметик-прокладка» для двигателя производства г. Казань
От нагрева он не теряет свойств и светодиоды не отпадывают со временем, как с некоторыми клеями.
Высыхает только не очень быстро

Я на него последнее время клею «звездочки» и «полоски», а, иногда, и прямо светодиоды

Ух, ты! Спс попробую

Отличная статья, только в тексте есть некоторая неоднозначность. Здесь первый из тройки светодиодов припаян, а в статье про тепловизор та же фотка, но первый светодиод уже не припаян а только прижат к звёздочке. Где правда? Я как бы догадался, что припаян не сам светодиод, а только его выводы, но лучше уточнить это в тексте и не использовать разные подписи к одному рисунку.

Читайте также  Вентиляционные решетки с обратным клапаном

Извините, тупой вопрос: зачем вообще греть паяльную пасту? Она что, изначально густая и должна расплавиться от нагрева и заодно «приклеить» светодиод к плате?

1. Что конкретно делать, если нет термофена? А нельзя ли обычным паяльником как-либо нагреть — может, через какую-то прокладку металлическую? Или просто пожжёшь звёздочку?

2. Наверное, доверять качеству китайской термораспайки не стоит? В смысле, покупать светики и звёздочки отдельно и потом паять их самому термопастой — нежели чем покупать термо-спаянные китайцами изделия светик+звёздочка?

1. Люди паяют при помощи утюга или духовки. Главное, нагреть до нужной температуры и не перегреть светодиоды.
Можно приноровиться паять обычным паяльником — лудите пятку светодиода и центральную теплоотводящую дорожку, затем расплавляете капельку олова на ней и быстро, пока олово не застыло пинцетом прикладываете диод.
Проверяете, сто припаялось крепко тем же пинцетом, затем припаиваете вываоды

2. При массовом производстве паять паяльной пастой быстрее чем паяльником, поэтому, в большинстве своем там должна быть нормальная пайка. Хотя на 100% никто не застрахован от того, что центральный пятак вообще не припаян. Также как и то, что сам кристалл в корпусе нормально припаян к пятаку. Эксплуатация выявит все проблемы

Нет, я имел в виду другое: можно ли при помощи паяльника как-либо паять термопастой, а не оловом?

Да можно, только не не рентабельно
После нагрева паяльная паста превращается в капельку припоя
А стоит она гораздо дороже чем припой

Т.е. паяльной пастой, а не термопастой — оговорился.

Как отпаять и припаять заново светодиод

Перед тем как приступить к пайке, необходимо изучить инструкцию и обзавестись материалами и инструментами для работы. Не стоит забывать о проверке приобретённых светодиодов. Иногда мастера пренебрегают этим правилом, из-за чего работу приходится выполнять дважды.

Что необходимо для работы

Для выпаивания светодиода из алюминиевой платы необходимы:

  • пинцет;
  • лезвие;
  • паяльник (рекомендуется с тонким жалом);
  • флюс;
  • держатель.

Если нет паяльника с тонким лезвием, можно сделать насадку из медной проволоки.

Температура пайки

Индикаторный диод, который устанавливается на печатную плату состоит из токопроводящих ножек и стеклянной колбы. Внешне он напоминает маленькую лампочку. Для пайки необходимо использовать паяльник с мощностью не более 60 Вт. Допустимая температура жала – 260 градусов. SMD-диоды не имеют токоведущих элементов. Их заменяют специальные контактные площадки на плате. В данном случае для пайки используют паяльник мощностью 12 Вт.

Пошаговая инструкция отпайки

На первом этапе снимают алюминиевую плату. Для этого корпус лампы отделяется от плафона. Здесь можно использовать нож, аккуратно, чтобы не повредить элементы. К основанию площадка крепится с помощью пары проводов (плюс и минус). Их следует отпаять, закрепив плату на держателе. С алюминиевого основания плату можно снять без помощи инструментов.

Перед тем, как начать выпаивать светодиод, нужно взять тестер и пройтись по всем чипам, чтобы проверить их работоспособность. В большинстве случаев повреждённые элементы можно заметить визуально. На прогоревшем светодиоде появляется черная точка.

Проверку лучше выполнять с помощью тестера, так как иногда поломка не влечет за собой видимых изменений.

Особое внимание рекомендуется уделять качеству пайки. Если брак был допущен на производстве, это отразится на функциональности чипов.

Схема пайки

Когда будут определены все сгоревшие диоды, можно приступить к пайке. Плата закрепляется на держателе. После горелку аккуратно подносят к обратной стороне платы. Через 3-5 секунд пайка должна ослабнуть, что даст возможность отсоединить диод. Исправный элемент должен быть закреплён до того, как остынет основание. Для этого на контактную площадку нужно поместить каплю флюса. Чип устанавливается сверху с учётом полярности.

Далее снова нагревают, при этом на кристалл нужно слегка надавить. Диод держать до того момента, пока контактные «ножки» надёжно не закрепятся в припое. Если светодиода нет, на его место можно припаять небольшой отрезок проволоки. Лампа продолжит работать, но светить будет тусклее. Такой вариант подойдёт, только если на плате установлено более 10-ти чипов.

По такой же схеме отпаиваются диоды из ламп «кукуруза». Это можно сделать, если лампочка небольшого размера и собрана по классической схеме. Вместо паяльника иногда используется фен, но уходит больше времени на работу.

Перед пайкой чипов линейку следует закрепить для предотвращения повреждения токоотводящих дорожек. Олово плавят паяльником, между платой и выводом одновременно продвигается лезвие. Когда будут освобождены все выводы, подложка от платы отсоединяется.

Видеопример: Замена светодиодов в лампе с помощью утюга.

Пайка SMD светодиодов

SMD светодиоды – это безвыводные устройства, которые припаиваются специальными контактными площадками.

SMD светодиоды представляют собой безвыводные устройства. Они не имеют традиционных ножек для припаивания. Припаиваются они специальными контактными площадками, расположенными на корпусе прибора. Делать это можно маломощным паяльником 10-12 Вт. Лучше всего иметь для этой работы специальное жало, которое на конце имеет разветвление. Другой выход – навить на стандартное жало медный провод диаметром 1 мм. Концы провода будут выполнять роль разветвления.

При необходимости эту насадку можно снимать с жала, чтобы потом использовать еще раз. Концы намотанного провода сводят и разводят в зависимости от размеров светодиода.

Испытание паяльного стола

Для проверки работы была использована неисправная led планка от старого телевизора.

Подключив нагреватель к сети 220 вольт, было решено измерить температуру нагревательного элемента.

Измерение температуры паяльного стола термопарой

Результат составил 239 градусов.

В результате имеем 239 градусов, что в пределах погрешности.

Предварительно нанеся немного флюса на светодиод, приложил планку к нагревателю.

Светодиод снят

Светодиод был выпаян в течении 5-7 секунд, что очень быстро, но как видно на изображении текстолит немного потемнел.

Далее мною была зачищена площадка от старого олова. Для очистки использовал оплетку.

Процесс очистки контактов от припоя

Очистив и протерев плату спиртом я решил попробовать припаять новый светодиод используя паяльную паяльную пасту.

В наличии у меня была паяльная паста от фирмы “mechanic” с содержанием олова – 63%, а свинца – 37%. Пользуюсь этой пастой для накатки шаров на чипах.

Паяльная паста

Зубочисткой нанес совсем немного паяльной пасты на каждый контакт и установил светодиод.

паяльная паста на контактах Установил светодиод на паяльную пасту Процесс запайки

Светодиод успешно был припаян в течении 5 секунд. Смыв остатки флюса, имеем отлично припаянный светодиод и не очень хорошую потемневшую планку.

Конечный вариант

Устранить такой недостаток не представляет проблемы, можно просто приклеить отражатель линзы. Я в 80 процентах случаев клею такие отражатели, так как с ними сфокусировать линзу получатся намного быстрее.

Отражатели светодиода Светодиод с линзой.

Необходимые материалы и инструменты

Для того чтобы своими руками выполнять работы по впаиванию SMD-компонентов, понадобится наличие определенных инструментов и расходных материалов, к которым можно отнести следующие:

  • паяльник для пайки SMD-контактов;
  • пинцет и бокорезы;
  • шило или игла с острым концом;
  • припой;
  • увеличительное стекло или лупа, которые необходимы при работе с очень мелкими деталями;
  • нейтральный жидкий флюс безотмывочного типа;
  • шприц, с помощью которого можно наносить флюс;
  • при отсутствии последнего материала можно обойтись спиртовым раствором канифоли;
  • для удобства паяния мастера пользуются специальным паяльным феном.
Читайте также  Штукатурка фундамента

Пинцет для установки и снятия SMD-компонентов

Использование флюса просто необходимо, и он должен быть жидким. В таком состоянии этот материал обезжиривает рабочую поверхность, а также убирает образовавшиеся окислы на паяемом металле. В результате этого на припое появляется оптимальная сила смачивания, и капля для пайки лучше сохраняет свою форму, что облегчает весь процесс работы и исключает образование «соплей». Использование спиртового раствора канифоли не позволит добиться значимого результата, да и образовавшийся белый налет вряд ли удастся убрать.

Припой для пайки

Очень важен выбор паяльника. Лучше всего подходит такой инструмент, у которого возможна регулировка температуры. Это позволяет не переживать за возможность повреждения деталей перегревом, но этот нюанс не касается моментов, когда требуется выпаивать SMD-компоненты. Любая паяемая деталь способна выдерживать температуру около 250–300 °С, что обеспечивает регулируемый паяльник. При отсутствии такого устройства можно воспользоваться аналогичным инструментом мощностью от 20 до 30 Вт, рассчитанным на напряжение 12–36 В.

Использование паяльника на 220 В приведет к не лучшим последствиям. Это связано с высокой температурой нагрева его жала, под действием которой жидкий флюс быстро улетучивается и не позволяет эффективно смачивать детали припоем.

Специалисты не советуют пользоваться паяльником с конусным жалом, так как припой трудно наносить на детали и тратится уйма времени. Наиболее эффективным считается жало под названием «Микроволна». Очевидным его преимуществом является небольшое отверстие на срезе для более удобного захвата припоя в нужном количестве. Еще с таким жалом на паяльнике удобно собирать излишки пайки.

Жало для паяльника «Микроволна»

Использовать припой можно любой, но лучше применять тонкую проволочку, с помощью которой комфортно дозировать количество используемого материала. Паяемая деталь при помощи такой проволочки будет лучше обработана за счет более удобного доступа к ней.

Что нужно для пайки

Непосредственно, перед началом пайки нужно запастись всеми необходимыми материалами и инструментом. Самое главное – это конечно паяльник. К выбору паяльника для светодиодной ленты стоит подходить очень серьезно. Слишком слабый – не позволит качественно припаять контакты. Слишком мощный, наоборот, расплавит их.

Идеальный вариант – паяльная станция. Она позволяет регулировать температуру пайки, подбирать жало нужного диаметра. Если у Вас есть подобная станция, то это хорошо. Специально покупать ее для этой задачи не стоит, т.к. можно обойтись и обычным паяльником.

Оптимальная мощность варьируется в диапазоне 20-40 Вт. Этого достаточно, чтобы выполнить качественное соединение деталей.

В качестве припоя используется любой, который имеется в ваших запасах. Также можно использовать пару: канифоль, олово. Никаких ограничений в этом нет.

Очень удобно использовать универсальный монтажный держатель – третья рука. Приспособление очень помогает в процессе пайки. Позволяет зажать светодиодную ленту и спокойно припаять к ней все, что нужно. Но, если в доме нет подобного устройства, не стоит отчаиваться, можно обойтись без него, однако придется немного помучаться.

Составим список, что нам нужно:

  1. Паяльник 20-40 Вт или паяльную станцию.
  2. Припой.
  3. Универсальный монтажный держатель (по возможности).
  4. Кусачки.
  5. Ножницы.
  6. Ножик (для зачистки контактов).
  7. Изолента (для изоляции контактов после пайки) или термоусадка (термоусадочная трубка) диаметром 10 мм.
  8. Медные провода сечение 0,5-0,75 мм, многожильные (понадобятся для соединения).

СОЕДИНЕНИЕ ПРОВОДОВ ПАЙКОЙ

Паять провода между собой можно различными способами, например, наложив предварительно залуженные провода друг на друга разогреть их паяльником до расплавления припоя.
Это результат.
Можно предварительно скрутить зачищенные провода.
Скрутку пропаять как при лужении. Кстати, во всех примерах используется твердая канифоль. Если применяется жидкий флюс, то он просто наносится кисточкой на нужное место.
Получится вот такое соединение.
Если Вы паяете какие либо радиоэлементы без применения печатного монтажа, то вот несколько способов пайки их выводов.
Слева проводник предварительно накручивается на вывод светодиода, справа — паяется «внахлест». Первый способ надежнее, второй — более быстрый, кроме того, при необходимости настройки схемы, многократной замены элементов, он удобнее.
Это просто конечный результат.

© 2012-2020 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов