Aniks-lift.ru

Подъемное оборудование
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как самостоятельно паять светодиоды

Как самостоятельно паять светодиоды?

  • 15-01-2015
  • 50
  • 2919

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.

Светодиоды

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.

Общее устройство и принцип работы SMD светодиодов

Этот вид светодиодов – плата, на поверхности которой закреплен кристалл, выращенный при помощи технологии металлоорганической эпитаксии. Самый важный этап производства – создание контактов и их покрытие пленками из металла.

Каждый диод монтируется в корпус, оснащается выводами, покрывается составом, отводящим или излучающим свет. Белые светодиоды покрываются люминофором. На кристалл устанавливается купол, фокусирующий свет. Тепло отводится через подложку, если диод мощный, устанавливается радиатор. Электрический ток превращается в свет в p-n- переходе (так же, как в любом другом диоде).

Основное преимущество СМД конструкции – максимальное приближение кристалла к подложке, отводящей тепло. На одну плату монтируется один или несколько светодиодов. Если в одном осветительном приборе их большое количество, свет достаточно мощный без установки дополнительных оптических систем. Достаточно обыкновенного стекла, потери из-за которого не превышают 8%.

Корпуса SMD отличаются по форме и размерам, они напрямую соединяются с монтажной платой при помощи контактной площадки.

Внимание! Благодаря простоте установку может выполнить неспециалист.

Пайка компонентов 0201. Слабонервных просьба удалиться от экранов

У меня ранее уже была статья на похожую тему «Ручной монтаж сложных плат на компонентах 0402, 0603, QFN, LQFP и THT». Я кратко показал, как можно запаивать довольно сложные платы, с большим количеством компонентов, с помощью пинцета и фена. До недавнего времени, я ни разу не разрабатывал платы с пассивом 0201, но все когда-то бывает в первый раз.

Типоразмеры

Для начала, давайте определимся с типоразмерами пассивных компонентов. Будем говорить только о резисторах и конденсаторах, так как их обычно больше всего на платах и их сложнее всего устанавливать вручную.

Читайте так же:
Изготовление коптильни холодного копчения своими руками

В своих проектах я все чаще стал переходить на 0402, так как это позволяет делать более плотную компоновку и оставлять место на верхних слоях для полигонов и проводников.


Рис.1. Резисторы 0603, 0402 и 0201.

Я сфотографировал три ленты (Рис.1.) с различными типоразмерами резисторов, чтобы можно было визуально их сравнить.

Метрические размеры резисторов Yageo:

  • 0603 – 1,6х0,8мм;
  • 0402 – 1,0х0,5мм;
  • 0201 – 0,6х0,3мм.

Инструменты

За более чем десять лет разработки плат и пайки своих макетов я стал больше внимания уделять инструментам. Их не обязательно должно быть много, но они должны быть «подходящими». Я не стал размещать фотографии, кому интересно, можете погуглить. Информация дана не ради рекламы, а для понимания какой инструмент можно использовать.

Пинцет. Первые три года я использовал пинцет «ProsKit 1pk-101t». Тогда я ставил компоненты 1206, 0805 и 0603. После этого, в течение пяти лет я использовал «VETUS ESD-10», устанавливая им еще и 0402 компоненты. Он немного мягче первого и такой же по размерам. Последние несколько лет у меня два одинаковых «goothelp gt-11ESD». Это узкий, удлиненный, мягкий экземпляр и разводится всего на 8мм (он на титульном фото к статье). Только им я смог нормально захватить 0201. Помимо этого набора пинцетов (они сохранились у меня все), я использую «goot TS-13», широкий, для захвата больших компонентов (микросхемы, индуктивности и т.д.). Были различные промежуточные, но они не достойны внимания.

Паяльная станция у меня одна уже на протяжении семи лет, даже не помню какая была до этого. «Lukey 852D+».

Паяльная паста «SolderPlus 7020199 62NCLR-A». Флюс «FluxPlus 7019074 6-412-A». Их я смешиваю примерно 1:1 и наношу получившуюся смесь на контактные площадки компонентов с помощью шприца.

Расстановка компонентов на плату

С инструментом разобрались. Теперь немного об Altium и как он нам поможет в расстановке. Я использую свою библиотеку компонентов и частично рассказывал о необходимых полях в другой своей статье «Разработка модуля на iMX8. Особенности переноса трассировки.». Итак, если все необходимые поля у компонентов присутствуют, то задача упрощается. Нажимаем ПКМ на компоненте и выбираем пункт меню Find Similar Objects.

Читайте так же:
Как вывести провода на прицеп


Рис.2. Поиск компонентов на плате

В появившемся окне ставим фильтры по слою, номиналу и посадочному месту. Нажимаем кнопку ОК и видим, что все необходимые компоненты выделены. Теперь мы знаем их расположение на плате. Важно перейти на слой шелкографии (кнопки + и – на клавиатуре), чтобы увидеть подписи к компонентам, так будет еще проще.


Рис.3. Выделенные компоненты

После этого можно начинать расставлять компоненты. Я обычно ставлю сначала ту сторону (если плата с двухсторонним монтажом), на которой есть большие разъемы. После того, как я запаяю всю сторону, можно переворачивать плату и не бояться, что компоненты сдвинутся при запаивании второй стороны (можно использовать захваты для плат). Сначала я ставил пассив 0201 и 0402, затем 0603 и индуктивности. После этого можно ставить QFN и все остальное.


Рис.4. Запаивание компонентов (а)


Рис.5. Запаивание компонентов (б)

После того как все компоненты расставлены, я их пропаиваю феном за один раз, параллельно выравнивая.

BGA устанавливаю после того, как все остальное уже запаяно и плата отмыта от флюса. Мою в ультразвуковой ванне либо спиртом, либо отмывочной жидкостью.


Рис.6. Установленные 0603, 0402 и 0201

По плате видно, что плотность монтажа невысокая. Если постараться, можно было бы уместить 0402 вместо 0201, но в некоторых местах на плате это было бы сложно и, скорее всего, в ущерб трассировке. Это, так сказать, проба пера, чтобы понимать насколько это трудоемко и стоит ли в будущем использовать такие типоразмеры в проектах.

Заключение

Не буду утверждать, что данный способ является самым простым. Ручная пайка актуальна только на макетных образцах, когда речь не идет о серийности изделий. Несколько раз мы паяли макеты на производстве и один раз столкнулись с тем, что были запаяны не те номиналы резисторов 0402 (они не имеют маркировки). Проблему искали несколько дней, так как на плате было более 2000 компонентов и сбои в работе изделия были не регулярны. В этом случае, сначала начинаешь искать проблему в схемотехнике и трассировке и не подозреваешь что проблема совершенно в другом. Вероятность ошибки при ручной пайке (именно этим способом) минимальна, так как ставится сразу группа компонентов и даже если я ошибусь с установкой одного номинала, ошибка будет найдена, когда я буду ставить другой. Скажу больше, ни разу не было ошибок в расстановке при ручной пайке. Отлаженное производство на заводе, конечно, не даст ошибок, но при пайке макетного образца очень важно знать, что все компоненты на своих местах, иначе можно потратить куда больше времени на поиск несуществующей проблемы.

Читайте так же:
Люминесцентные лампы какие бывают

Что такое СМД и основные принципы

Применение флюса для пайки СМД компонентов имеет свои особенности, которые позволяют улучшить соединение поверхности микросхем и плат. Общая рекомендация по применению флюса для пайки SMD эффективны к чип-резисторам, а также SOIC, LQFP, QFN и другие. Нанесение тончайшего слоя материала позволяет осуществлять производственную пайку без ущерба качества. Кстати, дословно с английского значение паста для пайки SMD, переводится как «использование компонентов для поверхностной пайки»(Surface Mounted Devices). Как видно из рабочего названия пасты, она позволяет обеспечить достаточную монтажную плотность соединения по сравнению с обычными технологиями.

Процесс пайки SMD компонента

Процесс пайки SMD компонента

Большинство умельцев ошибочно считает, что использование СМД-компонентов непрактично в домашних условиях. Большинство мастеров считает, что только ТН-технология может понадобиться в домашних условиях, хотя главная проблема, это выбор правильного диаметра жала паяльника. Неопытные мастера действительно не знают тонкостей применения пайки SMD паяльной пастой, так как результатом работы является «заляпывание» оловом СМД – контактов печатной платы. Чтобы избежать типичных ошибок, следует учитывать некоторые параметры: капиллярный эффект, который должен иметь тонкую структуру строения, а также поверхностное натяжение и правильное смачивание обрабатываемой поверхности. Игнорирование поставленных задач не сможет в полной мере ответить на трудный вопрос, какой флюс лучше для пайки SMD в домашних или промышленных масштабах.

«Важно!

Качественный контакт с ножками микросхемы платы с SMD компонентами происходит по одной простой причине, эффект начинает оказывать сила общего действия натяжения, которая формирует отдельные независимые капли образования на поверхности платы олова.»

Как видно из общего описания, действия мастера сведены к минимуму и флюс для пайки SMD компонентов осуществляет только разогрев ножек применяемых частей микродеталей. Помните, при работе с очень мелкими компонентами и деталями может произойти схватывание (непредвиденное соединение) технологических элементов к жалу работающего горячего паяльника, что негативно сказывается на дальнейшей работе микросхемы.

Читайте так же:
Генератор для насоса отопления

Что нужно для пайки светодиодной ленты

Для работы и припаивания светодиодной ленты понадобятся электрический паяльник, ПОС — припой, а также флюс. Кроме того нужна будет термоусадочная трубка небольшого диаметра или изоляционная лента.

Паять светодиодную ленту можно как обычным паяльником, так и паяльной станцией. Не рекомендуется для пайки использовать слишком мощные паяльники, но и слабые не подойдут, поскольку процесс расплавления припоя в данном случае будет затруднительным.

Что нужно для пайки светодиодной ленты

Рекомендуемая мощность паяльника для пайки светодиодной ленты составляет 40-60 Вт. Теперь что касается жала паяльника, оно должно быть достаточно узким, чтобы не заплавить припоем миниатюрные контакты светодиодной ленты.

Пайка SMD компонентов своими руками.

Сделай сам

В этой статье будет небольшая инструкция по пайке smd компонентов. Вы узнаете, как паять многоножковые микросхемы, а также узнаете об основных моментах и ​​возможных трудностях, которые могут возникнуть в процессе пайки, и узнаете, как их избежать. В статье наглядно показано, как паять SMD компоненты своими руками, а также рассказывается о необходимом оборудовании и пайке, надеюсь будет полезно!

С каждым днем ​​все больше радиолюбителей используют в своей работе SMD детали и комплектующие. Несмотря на размер, работать с ними проще: не нужно проверять отверстия в плате, грызть длинные штыри и т.д. Освоить пайку SMD-компонентов обязательно, так как это непременно пригодится.

Этот мастер-класс предназначен не для новичков в пайке, а для любителей, которые хорошо паяют, но не испытывают особых затруднений с пайкой микросхем или многоножковых контроллеров.

Паяем SMD компоненты своими руками

Итак, начнем с самого сложного: впаиваем контроллер в корпус QFP100. С чип-резисторами и конденсаторами думаю все понятно. Главное правило здесь: флюса никогда не бывает много, иначе нельзя испортить припой флюсом. Чрезмерное нанесение флюса предотвращает обильное растекание олова на контактах и ​​их замыкание. Есть и второе второстепенное правило: даже небольшого сварного шва может быть много. В общем, дозировать и прикладывать к укусу нужно очень осторожно, чтобы не переборщить, иначе зальет сразу все.

Лужение площадки

Опытные радиолюбители не всегда делают этот шаг, но в первой паре рекомендую это сделать.

Читайте так же:
Как правильно заточить отвертку

необходимо залудить плату, к которой будет припаиваться контроллер. Конечно, площадка скорее всего луженая, особенно если плата серийного производства. Но со временем на контактах появляется оксидная пленка, которая может мешать вам. Нагреваем паяльник до рабочей температуры. Обильно смажьте участок флюсом. Нанесите припой на наконечник и залудите следы.

Припаяйте SMD компоненты своими руками.

Излишки припоя удаляются с помощью провода ПЩ. Он отлично впитывает сварной шов благодаря своему капиллярному эффекту.

Припаяйте SMD компоненты своими руками.

Устанавливаем и выравниваем контроллер

После настройки сайта самое время установить контроллер. Тут есть хитрость, большинство паяльников устанавливают микросхему и выравнивают ее контакты по дорожкам с помощью пинцета. Но сделать это очень сложно, так как даже легкое подергивание руки заставляет контроллер отодвинуться на значительное расстояние. Сделать это будет намного проще, если углы по диагонали смазать флюсовой пастой.

Припаяйте SMD компоненты своими руками.

Теперь установим контроллер и настроим его пинцетом.

Припаяйте SMD компоненты своими руками.

Как только микросхема активна, припаиваем контакты по диагонали.

Припаяйте SMD компоненты своими руками.

Проверим, все ли в порядке.

Пайка SMD контактов микросхемы

Здесь уже можно использовать как жидкий, так и вязкий поток. Наносим очень обильно на контакты.

Припаяйте SMD компоненты своими руками.

Прокол смачиваем каплей припоя, излишки протираем губкой.

Припаяйте SMD компоненты своими руками.

И внимательно следим за смазанными контактами.

Припаяйте SMD компоненты своими руками.

Нет необходимости торопиться с этим вопросом.

Припаяйте SMD компоненты своими руками.

Удаление лишнего флюса и припоя

После того, как вы припаяли все контакты, самое время удалить излишки припоя. Контакты конечно несколько, но склеенные.

Припаяйте SMD компоненты своими руками.

Припаяйте SMD компоненты своими руками.

Тщательно смочите контакты струей жидкости. Полностью очищаем жало паяльника губкой от припоя и продеваем приклеенные контакты. На наконечник следует натянуть лишний припой. Чтобы удалить лишний поток, используйте SBS – смесь спирта и бензина в соотношении 1: 1.

Заключение

Smd led являются точечным источником света. Есть много источников света в одном корпусе с кристаллами разной мощности. Перед приобретением светодиода необходимо изучить сопроводительные документы, так как маркировка не дает никакой дополнительной информации, кроме габаритов. На их основе изготавливаются светодиодные лампы различного назначения. Если один из них перестал гореть, то его можно заменить. Перегрев при монтаже led может сказать пагубно. При некотором опыте, это возможно и в домашних условиях.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector