Как правильно и надежно паять светодиоды?
Категория: Монтаж и настройка
Содержание
Сфера использования светодиода зависит от его мощности. Элементы малой мощности применяются в различных приборах, игрушках для детей и бытовой технике. Более мощные светодиоды паяют в прожектора, лампы и ленты подсветки. У такого источника света есть ряд особенностей, которые отличают его от энергосберегающих и ламп накаливания.
Строение светодиодов
Светоизлучающий диод (СИД лат. – LED) – это полупроводниковый элемент, продуцирующий излучение во время прохождения электрического тока через него.
Стандартный светодиод состоит из стеклянного корпуса диаметром 5 мм и маленьких ножек (анода и катода). Такой диод похож на миниатюрную лампочку. Под стеклянным корпусом СИД находится кристалл, излучающий свет при прохождении электрического тока.
У SMD светодиодов токоведущих ножек нет, но на поверхности детали находятся специальные контактные площадки. Основное отличие светодиода от других осветительных приборов заключается в полярности элемента.
При пайке светодиода необходимо убедиться, что его полярность установлена верно. В противном случае созданное устройство просто не будет работать.
Анод и катод на светодиоде можно найти 3 способами:
- Понять зрительно. На SMD светодиодах отмечены значки «+» и «–». Возможно, их заменяет цветная маркировка. Полярность нового DIP светодиода определяют по длине токопроводящих ножек. Плюсовая ножка на такой детали всегда будет короче минусовой. Если смотреть на кристалл сквозь прозрачную колбу, можно заметить, что ножка минуса отходит от его основания.
- Выяснить в работе. В этом случае потребуется собрать простую электрическую цепь. Соедините последовательно диод и резистор (более 680 Ом), а вторую ножку диода и выход подключите к аккумулятору (12 В). По свечению или его отсутствию легко определить полярность диода.
- Определить мультиметром. Перед началом работы на тестере выберите режим измерения сопротивления. Затем приложите щуп к концам токоведущих ножек светодиода. При правильной полярности на мультиметре появится значение около 1,7 кОм. При неверной полярности показатель не отобразится.
Третий способ определения самый надежный и безопасный.
Основные принципы пайки и распространенные ошибки
Суть пайки SMD светодиодов состоит в нанесении равномерного слоя припоя (сплава олова и свинца, обогащенного добавками) на контакты и токоведущие дорожки платы. Для правильного проведения пайки используются процессы:
- смачивания металлов расплавом;
- пропитывания щелей между контактами для лучшего соединения.
Ошибки в процессе пайки приводят к миганию или выходу лампочек из строя.
Одна из ошибок – неподходящий паяльник. Следует использовать инструмент с малой мощностью и контролировать время контакта нагревательного элемента со светодиодом. Рекомендуется избегать контактов дольше 3-5 секунд.
Вторая ошибка заключается в применении инструментов с узким жалом. Это негативно сказывается на качестве теплопередачи.
Третья ошибка состоит в плохом уходе за оборудованием. Для решения этой проблемы достаточно после каждого использования паяльника очищать жало от загрязнений.
Четвертая ошибка – недостаточное количество или плохое качество припоя. Это приводит к плохой спайке и слабому контакту. А также недопустима замена флюса агрессивной кислотой.
Что необходимо для работы?
Для проведения пайки своими руками вам пригодятся как минимум:
- паяльник мощностью не более 60 Вт или паяльный фен;
- бокорезы, медицинский пинцет и ножницы;
- припой, канифоль и флюс;
- маленькая кисточка для нанесения флюса;
- лупа на регулируемой подставке.
Как паять светодиодные элементы?
Благодаря токопроводящим ножкам, DIP светодиоды паяют как и любую радиодеталь.
Большая часть сложностей возникает при переходе к SMD светодиодам, поскольку такие приборы не имеют токопроводящих ножек. Они паяются в платы или ленты.
Чаще всего такие устройства используются в качестве декоративных или функциональных подсветок. Они находят применение в жилых и офисных помещениях, а также в салонах и внешних осветительных приборах автомобилей.
При установке лент в транспортное средство не забывайте, что напряжение электрической сети машины будет больше 12 В. Для стабильной работы диодов понадобятся стабилизаторы напряжения.
Порядок работ при пайке
После подготовки всех нужных материалов необходимо определить тип светодиодов.
Пайку элементов DIP типа осуществляют инструментом мощностью не более 60 Вт при температуре 260°C. Контакты платы подвергают лужению с помощью припоя с канифолью. Такие же манипуляции проводят с токопроводящими ножками светодиода. Затем, используя олово и флюс, проводят пайку. Наибольшее время нагревания точки – 5 секунд.
SMD диоды паяют при помощи паяльника мощностью 12 Вт с двойным разветвлением жала. Традиционно такие детали соединяют дорожками печатной платы. К ним припаивают дорожки путей и контактные площадки. Технические характеристики этих элементов позволяют быстро припаять множество контактов по отдельности.
Как паять при помощи фена?
Процесс пайки термовоздушным феном имеет несколько стадий:
- На контактные площадки платы наносится термопаста.
- На нужное место устанавливается светодиод.
- Направленным потоком разогретого воздуха LED элемент припаивается к плате. Для предотвращения перегревов рекомендуется закрыть светодиод металлической пластиной.
При нагревании феном термопаста расплавляется, превращаясь во флюс и жидкий припой. Первый испаряется, оставляя после себя надежную спайку. Удобно пользоваться феном для проведения демонтажных работ. Он нагревает всю плату и позволяет выпаять несколько светодиодов сразу.
Пайка ленты, покрытой силиконом
Слой силикона наносится на ленту для ее защиты от влаги. Перед пайкой следует полностью удалить покрытие. С этой целью ленту надрезают инструментом, а затем снимают силиконовый слой. После необходимо зачистить и обезжирить токоведущие дорожки, нанести флюс и припаять LED-элементы. В конце работы следует очистить участок и приклеить слой силикона на место.
Как выпаять светодиод из ленты?
Иногда часть диодов в ленте приходит в негодность и их требуется заменить. Чтобы удалить светодиод, необходимо:
- Закрепить ленту. Это поможет предотвратить попадание жала на токопроводящие пути.
- Расплавить олово около контактов, а затем подсунуть под диод лезвие. Следует повторять эту манипуляцию со всех сторон, пока элемент не будет освобожден.
Как выпаять светодиод из LED-лампочки?
Невозможно вставить диод в патрон как энергосберегающую лампочку или лампу накаливания. Необходимо связующее звено, которым является корпус лампы с кристаллами внутри.
Чтобы выпаять светодиод из LED- лампочки, потребуется паяльник с раздвоенным жалом. Если под рукой такого инструмента нет, то на жало сечением не более 4 мм можно крепко намотать медную проволоку. С ее помощью произвести нагрев контактов, а затем отодвинуть кристалл.
Как припаять резистор к светодиоду?
Нельзя подключать светодиоды напрямую к источнику переменного тока. Необходимо преобразовать переменный ток в постоянный. В этом поможет драйвер или резистор. В том случае, если в вашей системе нет драйвера, допустимо использование резисторов.
Каждому светодиоду требуется свой резистор. Это осуществимо, если у вас немного диодов. В противном случае нужно воспользоваться драйвером. Резистор подключается к схеме после питания и перед диодом. Паяется он тем же способом, что и любой контакт.
Соблюдение техники безопасности
При применении электрического паяльника правила техники безопасности выглядят так:
- Помещение должно быть оборудовано вентиляцией. Она защитит от воздействия паров и газов, которые выделяются при пайке.
- Перед началом работы с электропаяльником следует проверить целостность электрического шнура, вилки и розетки.
- Затем надо убедиться в целостности самого устройства. Обратить внимание на наличие повреждения изоляции.
- Если при включении в сеть слышен треск, прибор следует немедленно отключить.
- Запрещено работать в помещениях с высокой влажностью и брать оборудование мокрыми руками.
- При выключении паяльника из сети не следует тянуть за провод.
- При работе прибор следует держать только за ручку. Избегайте прикосновений к разогретым металлическим частям.
- Нельзя наклоняться к устройству ближе чем на 20 см. Так вы минимизируете риск попадания олова и горячих паров в глаза.
- Во время проведения работ запрещено находиться вблизи горючих предметов.
- Уходя на перерыв, необходимо использовать подставку из негорючих материалов.
- Не следует ронять даже выключенный паяльник.
- После окончания работы нельзя прикасаться к жалу и корпусу прибора до его полного остывания.
При проведении любых работ необходимо строго соблюдать все требования техники безопасности.