Температура пайки смд светодиодов

Температура пайки смд светодиодов

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°.

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.

Читайте также:  Как нарезать резьбу без лерки

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.

Может это конечно и не совсем LED TUNING, но думаю для него весьма полезная вещица будет.
Плитка для массовой пайки SMD элементов, что бы не тыкать паяльником каждую детальку.
Более применимо к платам с паяльной маской и к сожалению только односторонним, думаю по понятным причинам 😉
На прожекторе паять таким способом оказалось не совсем удобно.
Поэтому была собрана сия плитка.

Нагреватель взят от промышленной электроплиты, от одной секции, в чугунном корпусе которой находятся 2 ТЭНа по 3кВт 220в, взят один, вот такой конструкции.

В качестве верхней пластины взят титановый лист примерно 3-4мм и подходящего габарита, к пластине приварины 4 болта, так, что бы они находились между "волнами" ТЭНа, сверху накрыто второй пластиной и стянуто гайками, получается этакий сендвич.

Через бронзовые втулочки (отпиленные забивные анкера) к крепёжным болтам прикручены болты М6 с таким расчётом, что бы вывода ТЭНа не касались стола, в качестве токоподвода использовался обрезок провода с вилкой.
В дальнейшем может добавлю терморегулятор, нагревается махом.

P.S. Замерил сегодня нагрев, плитку разогнал до 250 и она еще дальше грелась, положил платку с нанесённой пастой, расплавилась при 150-170 за 17секунд, так что перегрева не должно быть 😉

Смотрите также

Метки: пайка smd

Комментарии 40

интерсно, как перенесли они такой прогрев?

Ничего сними не стало, работают себе спокойнинько, провёл эксперемент, разогрел столик до 250+ и положил платку, паста начала плавится где то на 150-170гр, разогрев платы от комнотной температуры, до момента плавки пасты, занял 17 секунд, прогрев по даташиту на 200гр допускается 1,5 минуты, чуим разницу, 17сек и 1,5 минуты.

есть способ проще, лучше и дешевле, и безопасней, спросите какой, если интересно отвечу.

Ну дак напиши, хотяб вкраце 😉

лампа для освещения реклам euro-tools.shop.by/pics/items/ST8600.jpg пользуюсь для пайки и демонтожа, удобная портативная дещёвая безотказная, не это конешно, та что моя, нагрев сильный, минус 1 долго разогревает плату, но если не делать платы толстые то тогда всё гуд,

Читайте также:  Какой радиатор охлаждения лучше на ваз 2114

Я тоже на галогенке грел, Но вопервых слепит, если все щели побокам платы не закрыть, и нагрев не равномерный, по оси лампы, прямо над ней, греет сильнее гараздо, чем по краям платы. получается центр нагревается больше 🙂 так что утюг дешевле и ровнее, ну если не в заводских условиях, где нет утюга например ))

Первый раз такой способ вижу)))

Классная штука оптом жечь диоды. Регулятор и время работы ничего не изменит. Никогда не задумывался, почему при пайке диодов, рекомендуют придерживать пинцетом со стороны корпуса?

Хотя на сплаве розе эта штука взлетит:)

2 плафона спаял и ничего не сгорело, паял плату для блока клапанов, там еще мелкосхема и транзисторы, тоже чувствительные к перегреву, всё живо и работает.

Классная штука оптом жечь диоды. Регулятор и время работы ничего не изменит. Никогда не задумывался, почему при пайке диодов, рекомендуют придерживать пинцетом со стороны корпуса?

Хотя на сплаве розе эта штука взлетит:)

"Зубов бояться- в рот не давать". Кто рекомендует держать светодиоды пинцетом? Какая строчка в даташите каких светодиодов об этом говорит? Если температурный режим выдержан- ничего им не будет. Жгу феном их под 250 градусов (можно и 230, но 250 быстрей) и никто не умирает. Если температура плавления пасты не превышает критическую для светиков- то ничего им не будет. А если жечь дедовским паялом, которым он в перерывах между пайками дрова рубил- то тут и пинцет не поможет.

Одна из проблем светодиодного освещения — перегрев кристалла. Чем мощнее светодиодный эммиттер, тем больше должна быть скорость отвода тепла от него. Для хорошего теплового контакта 3-х ваттных светодиодов с 45 миллиметровым чипом применяются специальные платы/радиаторы, обычно имеющие форму звездочек.

Решил попробовать паяльную пасту Mechanic MCN-300

Характеристики паяльной пасты

  • Производитель: HONG KONG WELSOLO METAL TECHNOLOGY CO., LIMITED
  • Состав: Олово 63/свинец 37
  • Размер частиц: 25-45мкм
  • Вес нетто 42г
  • Вес бруттно 50г

Процесс пайки:

Берем светодиоды на чипах Epistar и «звездочки» — охлаждающие площадки из фольгированного алюминия

При помощи зубочистки наносим пасту на место пайки и прижимаем туда светодиоды

Греем с обратной стороны термофеном (можно утюгом или газом). Получаем готовые светодиоды на «звездочках» с очень хорошим тепловым контактом

Весь процесс можно посмотреть на видео

Проверяем тепловой контакт при помощи тепловизора

  1. У светодиода припаяны только выводы. Термопасты нет.
  2. Светодиод припаян паяльником с КПТ-8
  3. Светодиод припаян тепмофеном с MCN-300

Распределение тепла при описываемом методе пайке гораздо более равномерное, нагревание более медленное, а остывание, наоборот, быстрее, чем при других методах пайки. Подробнее о результатах моих исследований можно узнать в этой статье

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?

Читайте также:  Установка панелей мдф на металлической двери granit

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.

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.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector