Как правильно паять диоды

Светодиоды давно заняли свое место в наших квартирах. Без них нельзя представить себе радиоэлектронную технику, некоторые современные игрушки для детей. Целые ленты, собранные из светодиодов в производственных условиях, украшают предметы мебели, автомобильную и мототехнику. Они горят разными цветами, очень долго служат, привлекают внимание домашних мастеров своими характеристиками.

У каждого дома есть светодиоды, но не каждый знает как правильно их припаять.

Многих интересует вопрос о возможности самостоятельно паять схемы, включающие светодиоды разных типов. Такая схема может быть выполнена своими руками.

Вспомним школьный курс физики

Для того, чтобы припаять схемы, включающие светодиоды, понадобится паяльник.

Для начала необходимо приготовить тестер, паяльник и калькулятор. Следует запомнить такую простую вещь: нельзя направлять луч, идущий от светодиода, в глаза человека. А теперь наступила пора немного вспомнить физику:

  • буквой «U» на электрических схемах обозначается напряжение, измеряемое в вольтах (В);
  • ток обозначается буквой «I», измеряется в амперах (А);
  • электрическое сопротивление деталей и проводников обозначается символом «R» и измеряется в омах (Ом);
  • все эти данные входят в формулу, характеризующую закон Ома: U = R * I;
  • буквой «Р» обозначают мощность, измеряемую в ваттах (Вт);
  • мощность можно рассчитать по формуле: P = U * I.

Как включить светодиод?

Светодиоды подключаются в сеть с напряжением 9 и 12 В.

Чаще всего светодиоды включаются в сеть с напряжением 9 и 12 В. Наиболее распространенные приборы рассчитаны на потребляемый ток 20 мА (0,02 А). В идеальном варианте они подключаются через стабилизаторы тока, которые стоят значительно больше светодиодов. Для питания светодиодов красного и желтого свечения обычно требуется напряжение 2,0 В; белого, зеленого и синего — 3,0 В.

Практическое задание: имеется в наличии батарея на 12 В и несколько светодиодов на 2,0 В и 0,02 А. Самое простое — на каждый диод подать напряжение 2,0 В. Для этого лишние 10 В нужно погасить с помощью резистора, который часто называют сопротивлением. Формула закона Ома: U = R * I. Находим величину сопротивления: R = U/I. Получается: R = 10,0/0,02 = 500 Ом.

Чтобы сопротивление не сгорело от лишнего тепла, нужно рассчитать его мощность: Р = 10,0 * 0,02 А = 0,2 Вт. Лучше и надежнее брать сопротивления несколько большей емкости, но помнить, что при увеличении мощности увеличиваются его габаритные размеры. Теперь можно подключать светодиод к батарее через резистор, соблюдая полярность деталей.

Как паять светодиоды?

Для пайки светодиодов понадобится флюс для алюминия.

Подобным образом можно подключать несколько диодов последовательно. При этом рекомендуется подбирать светодиоды с одинаковыми параметрами. Цепочки светодиодов различного цвета можно устанавливать и подключать к самым разным системам. Проще это сделать на автомототранспортном средстве. Только нужно помнить, что напряжение в сети автомобиля обычно бывает не 12, а 14-14,5 В. Кроме того, оно не всегда отличается постоянством, помех тоже хватает. Для подавления помех необходимо использовать стабилизаторы напряжения. Собрать их можно на основе микросхем К142ЕН8А, КРЕН8А для сети 9 В. Для 12 В годятся К142ЕН8Б и КРЕН8Б.

Для пайки подойдет небольшой паяльник, жало которого может нагреваться до 260 градусов. Процесс пайки не должен превышать 3-5 секунд на каждую точку. Большую помощь окажет медицинский пинцет. Чтобы пайка была быстрой и качественной, нужно использовать специальный флюс для алюминия, обычный оловянно-свинцовый припой.

Если у вас нет опыта пайки, следует немного поучиться этому делу. Для пробных упражнений подойдут провода различного сечения. С концов проводов снимается изоляция. Свежие провода обычно не покрыты окислами, их можно сразу лудить. Для этого небольшое количество припоя берут на жало разогретого паяльника, касаются канифоли и водят жалом по оголенным частям проводов. Припой растекается по проводу тонкой пленкой.

Если по некоторым причинам лужение затруднено, нужно провод положить на таблетку аспирина и прогреть 3-5 секунд паяльником. После этой процедуры даже провод со следами явного окисления отлично покрывается оловом. Упражняться полезно до того момента, пока провода не получится залудить качественно и быстро. После этого нужно научиться лудить многожильные концы, которые чаще всего приходится расплетать, чтобы удалить с них следы окисления, затем смачивать на таблетке аспирина.

Теперь пайка светодиодов должна происходить легко и быстро.

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.

Что такое диодные полоски?

Обычные светодиоды имеют стеклянную колбу около 5 мм диаметром и ножки-выводы. Длинная ножка означает плюсовой вывод, короткая — минусовой. Если во время пайки их перепутать местами, не произойдет ничего страшного. Просто диод не загорит. Перед пайкой все диоды устанавливаются на свои места, точки пайки обрабатываются флюсом, обычным оловом и паяльником производится пайка, остатки ножек откусываются. Остается осуществить пробный пуск системы, подсоединив ее к батарее. Если все работает, можно устанавливать светодиодную систему на задуманное место.

Читайте также:  Розетки для плиты и духовки

Схема разреза светодиодной ленты.

Для простоты использования светодиоды выпускаются в виде целых лент, которые можно разрезать и соединять друг с другом. Они используются для декоративной подсветки различных сооружений и светильников. Резать ленту можно только в строго отведенных для этого местах, указанных на ленте. Расстояние между разрезами может быть следующим:

Пайка ленты со светодиодами производится обычным паяльником мощностью 40 Вт. В качестве флюса часто применяется специальный флюс в виде геля. Концы проводов должны быть перед пайкой хорошо залужены вместе с контактными площадками на ленте. Для пайки используют обычный припой ПОС. Существуют специальные устройства для соединения отрезков ленты без пайки — коннекторы.

Осталось все сведения свести в единую инструкцию, состоящую из нескольких пунктов:

  1. Для пайки нужно приготовить светодиоды, припой ПОС, флюс, паяльник, кусачки, пинцет, губку.
  2. Длинный вывод светодиода означает «+», короткий — «-».
  3. Светодиоды установить на заранее продуманные места на монтажной плате, которая может быть как самодельная, так и заводского изготовления.
  4. Слишком длинные выводы откусываются кусачками.
  5. Провода лучше использовать сечением до 0,75 мм.
  6. Паяльник включается для разогрева в сеть, его жало очищается влажной губкой.
  7. Место пайки прогревается паяльником в течение 2-3 секунд.
  8. Через несколько секунд припой остынет, пайка произведена.

Паяльник лучше использовать мощностью 40 Вт. Флюс годится марки ЛТИ-120. Его можно заменить раствором канифоли в спирте. Часто помогает таблетка аспирина. Единственный ее недостаток — очень едкий и неприятный запах. Из приборов неплохо иметь цифровой тестер.

Установить самостоятельно несколько светодиодов разного цвета в какой-либо прибор вполне может любой домашний мастер.

Особо сложных инструментов для выполнения работ не требуется. Следует лишь вспомнить некоторые знания из области физики и научиться пользоваться паяльником. Поможет в этом несколько упражнений на отработанных деталях и проволоке. Очень скоро вы поймете, что паять светодиоды — это просто!

Монтаж компонентов электронных схем выполняется разными способами. Одним из наиболее распространенных вариантов является пайка, обеспечивающая надежный контакт и прочное крепление деталей к печатной плате.

Она не представляет большой сложности и доступна даже начинающим радиолюбителям. Пайка светодиодов SMD отличается особенностями и правилами. Они призваны сохранить элементы и защитить их от перегрева. Несоблюдение требований приводит к потере светильников, поэтому полезно будет рассмотреть вопрос подробнее.

Основные принципы пайки и распространенные ошибки

Процесс пайки SMD светодиодов состоит в нанесении тонкого слоя припоя (легкоплавкого оловянно-свинцового сплава с различными добавками) одновременно на контакты присоединяемой детали и токоведущих дорожек печатной платы. Используются физические процессы:

  • смачивание металлов расплавом;
  • капиллярное пропитывание мелких зазоров между контактами, обеспечивающее соединение как в механическом, так и в электрическом отношении.

Для того, чтобы паять диоды SMD, необходимо использовать специальный паяльник с малой мощностью и ограничивать время контакта ЛЕД прибора с горячим рабочим органом. Специалисты рекомендуют не превышать 3-5 секунд. Распространенной ошибкой является использование паяльников с тонким жалом. Это снижает эффективность теплопередачи и не позволяет качественно нагреть контакты и дорожки печатной платы.

Опытные люди рекомендуют пользоваться нормальным жалом, сточенным под углом. Большая масса обеспечит быстрый прогрев площадок и расплав припоя, исключая перегрев светодиода. Жидкий припой под действием эффектов смачивания и капиллярного впитывания затекает в мельчайшие зазоры между ножками элемента и дорожкой печатной платы, после чего горячий паяльник убирают в сторону. Припой застывает и создает монолитный участок прочного соединения деталей.

Вторая ошибка, приводящая к выходу светодиода из строя — перегрев. Чрезмерно долгое прикосновение паяльника к ножкам ЛЕД элемента приводит к повышению температуры излучающего кристалла. Если постоянно не контролировать длительность прикосновения жала к детали, избежать чрезмерного нагрева не удастся.

Пайка в заводских условиях

В заводских условиях используются другие технологии пайки, позволяющие одновременно спаять несколько плат. Специальный робот устанавливает необходимые элементы на основание, на рабочую сторону которого методом шелкографии нанесена паяльная паста. Она содержит припой и флюс, при нагреве они переходят в другую фазу и выполняют свои задачи. Флюс обезжиривает контакты и обеспечивает смачивание, а припой под действием капиллярного эффекта затекает в зазоры соединений и обеспечивает прочное соединение SMD элементов.

Процесс происходит в специальной печи, где плата выдерживается определенное время. Длительность контакта и режим нагрева подбираются таким образом, чтобы не вредить SMD светодиодам. Процедура происходит достаточно быстро и обеспечивает пайку элементов в промышленных объемах.

Важно! Повторить такую технологию в домашних условиях не получится, поскольку необходимо обладать полным комплектом оборудования и материалов. Поэтому для любителей важно освоить процесс ручной пайки SMD светодиодов с использованием обычных инструментов и материалов.

Необходимые материалы и инструменты

Для пайки SMD светодиодов потребуются:

  • паяльник, обладающий нужными параметрами;
  • бокорезы, пинцет, ножницы;
  • монтажная игла или тонкое шило;
  • припой и флюс. Подойдет обычная канифоль или специальный жидкий состав, представляющий собой спиртовой раствор. Часто используют таблетку аспирина;
  • тонкая кисточка для нанесения жидкого флюса;
  • лупа на регулируемой подставке (кронштейне), которой пользуются ювелиры;
  • паяльный фен (компонент паяльной станции).

Обойтись без флюса не удастся, так как расплавленный припой без него не смачивает контакты и не оседает на металле. Спиртовый раствор канифоли специалисты не рекомендуют, так как он малоэффективен и оставляет несмываемый белый налет.

Выбор паяльника является важным этапом подготовки. Оптимальный вариант — паяльная станция с функцией регулировки температуры. Однако, подойдет и обычный низковольтный экземпляр с напряжением питания от 12 до 36 В и мощностью 20-30 Вт. Работать со стандартным устройством на 220 В не рекомендуется, так как их жало слишком сильно нагревается. От этого флюс испаряется быстрее, чем надо, не выполняя свою задачу в нужных пределах. Максимальная температура нагрева — 260°.

Читайте также:  Как самому изготовить нож

Большое значение имеет тип наконечника жала. Обычный конусный — не лучший вариант, оптимальным выбором будет т.н. микроволна. Это срезанный примерно под 45° пруток с небольшим углублением, сделанном в осевом направлении. Оно наполняется жидким припоем и позволяет эффективнее наносить материал на площадки SMD светодиода и платы. При необходимости микроволна действует как отсос излишков припоя, что позволяет избежать капель и потеков.

Оптимальный тип припоя — тонкая проволочка с канифолью внутри. Этот вид позволяет успешно паять светодиоды практически любым паяльником.

Как паять SMD компоненты

Монтаж ЛЕД элементов технологически значительно отличается от подключения лампы. Пайка SMD светодиодов требует некоторого опыта и навыков. Если их нет, рекомендуется сначала потренироваться на каких-нибудь ненужных кусочках провода. Это поможет овладеть искусством пайки и позволит сохранить светодиоды в рабочем состоянии. Перед началом работы следует осмотреть поверхность платы. Если она покрыта лаком или слоем силикона, следует освободить от них токоведущие дорожки, к которым будут припаяны светодиоды.

Специфика монтажа SMD светодиодов заключается в отсутствии обычных длинных выводов. Элементы устанавливаются на плату и припаиваются к дорожкам, для чего по бокам корпусов ЛЕД приборов имеются маленькие площадки. Работа требует аккуратности и внимания. Важно помнить об опасности нагрева, максимально сокращая время прикосновения паяльника к SMD деталям. Если нет соответствующего инструмента, на жало обычного паяльника наматывают медный провод толщиной около 1 мм. Один конец этой обмотки служит жалом, температура нагрева которого значительно ниже, чем у основного элемента. Рассмотрим порядок действий детальнее:

Порядок работ

Процесс пайки состоит из следующих операций:

  • удаление перегоревшего светодиода (если это необходимо);
  • зачистка токопроводящих дорожек, нанесение флюса на место пайки;
  • установка нового ЛЕД элемента на место;
  • пайка контактов;
  • очистка места пайки от остатков флюса.

Необходимо постоянно помнить о времени прогрева контактов, максимально сокращая его до приемлемых значений. Готовая пайка должна быть аккуратной, ровной, без наплывов или потеков припоя. Излишки материала можно собирать кусочком плетеного экрана, нагревая припой и прикасаясь к нему пучком проводков.

Как паять при помощи фена

Пайка с помощью фена чем-то напоминает промышленный способ монтажа SMD светодиодов, только вместо печи с нужной температурой используется специальный фен. Процесс производится поэтапно:

  • на поверхность платы наносим специальную термопасту. Не следует полностью покрывать ей основание, достаточно нанести материал только на контактные площадки;
  • устанавливаем светодиод с помощью пинцета;
  • направляем поток горячего воздуха и припаиваем плату к ЛЕД элементу. Для защиты от перегрева рекомендуется прикрыть его металлическим предметом.

При подаче горячего воздуха паста расплавляется, образуя слой флюса и жидкого припоя. Флюс быстро испаряется, оставляя прочную спайку.

Фен удобно использовать для демонтажных работ. Если требуется выпаять сразу много светодиодов (например, для замены перегоревших элементов на линейной подсветке), фен позволит быстро нагреть плату и легко отсоединить даже наклеенные детали.

Пайка ленты покрытой силиконом

Силиконовая защита наносится для исключения контактов ленты с влагой. Для пайки необходимо удалить слой покрытия. Для этого ленту надрезают острым ножом и аккуратно снимают защиту. После этого тщательно зачищают и обезжиривают токоведущие дорожки, наносят флюс и припаивают светодиоды. По окончании работы необходимо вновь нанести на очищенный участок слой прозрачного силикона. Можно использовать обычный сантехнический состав, который застывает около суток (в зависимости от толщины слоя).

Основные выводы

Пайка светодиодов SMD не представляет большой сложности, но требует аккуратности и осторожности. Следует помнить об опасности перегрева элементов, результатом которого будет их выход из строя. Необходимо обеспечить соблюдение условий:

  • использовать маломощный паяльник с температурой нагрева не выше 260°;
  • применять качественный флюс (специалисты рекомендуют специальный состав для пайки алюминия);
  • ограничивать время контакта светодиодов с жалом паяльника.

Помимо этого, надо помнить о соблюдении полярности, следить за состоянием токоведущих дорожек. Свои варианты пайки SMD светодиодов излагайте в комментариях.

Многие задаются вопросом, как правильно паять SMD-компоненты. Но перед тем как разобраться с этой проблемой, необходимо уточнить, что же это за элементы. Surface Mounted Devices – в переводе с английского это выражение означает компоненты для поверхностного монтажа. Главным их достоинством является большая, нежели у обычных деталей, монтажная плотность. Этот аспект влияет на использование SMD-элементов в массовом производстве печатных плат, а также на их экономичность и технологичность монтажа. Обычные детали, у которых выводы проволочного типа, утратили свое широкое применение наряду с быстрорастущей популярностью SMD-компонентов.

Ошибки и основные принцип пайки

Некоторые умельцы утверждают, что паять такие элементы своими руками очень сложно и довольно неудобно. На самом деле, аналогичные работы с ТН-компонентами проводить намного труднее. И вообще эти два вида деталей применяются в различных областях электроники. Однако многие совершают определенные ошибки при пайке SMD-компонентов в домашних условиях.

Контакта припоя с соседними ножками не происходит из-за того, что начинает действовать сила натяжения, формирующая отдельные капли олова. Очевидно, что описанные процессы протекают сами по себе, лишь с небольшим участием паяльщика, который только разогревает паяльником ножки детали. При работе с очень маленькими элементами возможно их прилипание к жалу паяльника. Чтобы этого не произошло, обе стороны припаивают по отдельности.

Пайка в заводских условиях

Этот процесс происходит на основе группового метода. Пайка SMD-компонентов выполняется с помощью специальной паяльной пасты, которая равномерно распределяется тончайшим слоем на подготовленную печатную плату, где уже имеются контактные площадки. Этот способ нанесения называется шелкографией. Применяемый материал по своему виду и консистенции напоминает зубную пасту. Этот порошок состоит из припоя, в который добавлен и перемешан флюс. Процесс нанесения выполняется автоматически при прохождении печатной платы по конвейеру.

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.

Как паять SMD-компоненты?

Порядок работ

Процесс пайки при тщательном подходе к теории и получении определенного опыта не является сложным. Итак, можно всю процедуру разделить на несколько пунктов:

  1. Необходимо поместить SMD-компоненты на специальные контактные площадки, расположенные на плате.
  2. Наносится жидкий флюс на ножки детали и нагревается компонент при помощи жала паяльника.
  3. Под действием температуры происходит заливание контактных площадок и самих ножек детали.
  4. После заливки отводится паяльник и дается время на остывание компонента. Когда припой остыл — работа выполнена.

  1. Ножки SMD-компонентов устанавливаются точно на свои контактные места.
  2. В местах контактных площадок выполняется смачивание флюсом.
  3. Для точного попадания детали на посадочное место необходимо сначала припаять одну ее крайнюю ножку, после чего компонент легко выставляется.
  4. Дальнейшая пайка выполняется с предельной аккуратностью, и припой наносится на все ножки. Излишки припоя устраняются жалом паяльника.

Как паять при помощи фена?

При таком способе пайки необходимо смазать посадочные места специальной пастой. Затем на контактную площадку укладывается необходимая деталь — помимо компонентов это могут быть резисторы, транзисторы, конденсаторы и т. д. Для удобства можно воспользоваться пинцетом. После этого деталь нагревается горячим воздухом, подаваемым из фена, температурой около 250º C. Как и в предыдущих примерах пайки, флюс под действием температуры испаряется и плавится припой, тем самым заливая контактные дорожки и ножки деталей. Затем отводится фен, и плата начинает остывать. При полном остывании можно считать пайку оконченной.