Як паяти світлодіоди: різновиди, порядок дій і способи з'єднань

В якості основного робочого елемента систем освітлення довгий час використовувалися лампи. Вони пережили багато етапів конструкційного і функціонального розвитку, але сьогодні переживають кризу, обумовлений жорсткою конкуренцією з діодними кристалами. Сучасні LED-світильники набули широкого поширення завдяки експлуатаційним якостям, які, втім, мають і негативні сторони застосування. В процесі ремонту такого пристрої Користувач може зіткнутися з проблемою оновлення вийшли з будуючи кристали. Питання про те, як паяти світлодіод, логічно виникає, якщо один з кристалів перегорів. Про це буде свідчити наявність чорної точки на жовтій поверхні елемента. І якщо в умовах заводської компоновки операція відновлення проводиться механізованим способом в потоковому режимі, то в побуті доведеться організовувати умови для ручної пайки.

Які бувають види світлодіодів?

У більшості випадків рядові користувачі світлотехнічних пристроїв мають справу з вивідними світлодіодами і більш розвиненою конструкцією на базі SMD-кристалів. Перші вводяться в ланцюг за допомогою двох провідників і найчастіше служать як засіб індикації різної апаратури-наприклад – в автомобілі вони виконують завдання світлового сигналізатора, працюючи від джерела на 12 В. Безпосередньо в системах освітлення і підсвічування частіше застосовуються SMD-діоди в безвиводних корпусах. Зважаючи принципово інший електротехнічної компоновки на платі складності швидше викличе саме цей прилад освітлення. Як паяти SMD-світлодіоди? Кріплення здійснюється не через спеціальні отвори як у випадку з тими ж вивідними пристроями, а безпосередньо на поверхню накладкою. Для цього передбачені спеціальні контактні площадки, які необхідно запаювати по черзі, витримуючи коректність розміщення діодів на платі. Со однієї сторони, такий підхід спрощує технологію монтажу кристалів, але з іншого – вимагає більшої уваги від виконавця, так як доводиться мати справу з елементами мініатюрних розмірів, компактно розміщуються на невеликому просторі.

Підготовка до робіт

В рамках підготовчого процесу має бути вирішено кілька завдань. Головна з них полягає в зачистці робочої поверхні і, при необхідності, демонтажі згорілого діода. Старі елементи найкращий прибираються малопотужними паяльниками на 25 Вт після облуговування кінчика до необхідних розмірів, що дозволить зручно зробити термічний зріз. Далі особлива увага приділяється поверхні. Лаки і всілякі технічні покриття повинні бути також усунені механічним способом-наприклад, зачищені будівельним ножем. Тепер інше питання - як паяти світлодіоди на алюмінієві плати? На цей випадок буде не зайвим підготувати особливий флюс для конкретного металу або ж використовувати універсальний олов`яно-свинцевий припій. Що стосується вибору паяльника, то у високій потужності потреби не буде. Можна віддавати перевагу компактним моделям з нагріванням до 250 °C.

Техніка з`єднання під кутом

Нерідко при створенні складних систем підсвічування з декількох паралельних ліній дроти підключаються на різних ділянках. Для зручності виконання такого з`єднання застосовується кутова пайка з 90-градусним нахилом. Плюс і мінус фіксуються на контактних майданчиках двох діодних. Що ще важливо, такий спосіб дозволяє легко з`єднувати RGB-стрічки, використовуючи при цьому чотири дроти. Кутовий стик ніяк не впливає на якість підсвічування, але дозволяє реалізовувати найрізноманітніші конфігурації зрощування світлодіодних стрічок. Проблеми може доставити лише наявність спеціальної оболонки у стрічок з класом захисту вище IP68. Наприклад, Як правильно паяти світлодіоди з заливкою силіконом або компаундом? В цьому випадку ускладнюється процедура первинної зачистки. Як мінімум необхідно буде формувати технічні отвори в покритті для струмоведучих жил. За ним надалі і реалізується пайка.

Техніка з`єднання за допомогою конекторів

Серед переваг світлодіодних пристроїв одне з головних місць займає їх оптимізованість, що проявляється і в мінімальні вимоги до витратних матеріалів при монтажі. Проте іноді себе виправдовує і включення конекторів в Електротехнічні схеми. Як паяти світлодіоди з такими елементами? Пайка в даному випадку виступає допоміжним засобом забезпечення надійного з`єднання між проводами, а коннектори формують свого роду армуючий внутрішній каркас. Оптимальний розмір коннектора по ширині становить 8-10 мм. На першому етапі необхідно створити конструкційне з`єднання, виконавши потрібну кількість контактів на платі, а потім приступати безпосередньо до пайки.

При цьому треба враховувати, що з`єднання з коннектором не завжди дає перевагу з точки зору майбутньої експлуатації світлодіода. По-перше, місця підключення з такою арматурою більшою мірою схильні до підгоряння, а також сприяють швидкому нагріванню випромінювача. По-друге, можливе погіршення світіння, що виражається в зниженні яскравості. Як паяти світлодіоди на плату з коннектором, щоб виключити подібні негативні ефекти? Бажано відмовитися від мідних провідників, а саму пайку виконувати суцільним способом, що виключить ризик утворення ділянок окислення.

Техніка з`єднання внахлест

Метод, який зовсім не передбачає використання допоміжних провідників. Таку техніку рекомендується застосовувати щодо стрічкових світильників та інших діодних пристроїв, кристали яких розміщуються компактно на невеликій платі. Наприклад, як паяти СМД-світлодіоди паяльником внахлест? Для початку кінці світлодіодних ліній обрізаються так, щоб контакти знаходилися впритул один до одного. Струмоведучі жили змащуються флюсом, після чого можна застосувати і олов`яне лудіння до моменту утворення сріблястого покриття. Потім виконується накладка одного шматка з дротовою частиною на інший відрізок при строгому дотриманні полярності. Досить нетривалого м`якого прогріву, щоб сформувалося міцне з`єднання.

Порядок виконання пайки

Який би спосіб з`єднання не був обраний, загальна технологія пайки передбачає виконання універсального набору дій, в числі яких наступні:

• Припоєм або флюсом виконується лудіння струмоведучих контактів, які планується з`єднувати.
• Закінчення струмоведучих жив, які вже піддалися лудіння, прикладаються до місця з`єднання на платі або іншому провіднику.
• Тепер головна операція-з`єднання. Як паяти світлодіоди вручну? Досить направити жало паяльника на цільову область з`єднання і протримати його від 3 до 5 сек. В результаті швидкого прогріву утворюється надійний стик.
• Після пайки стикувальний вузол бажано кілька годин утримувати в ізольованому вигляді без будь-яких сторонніх впливів.

Особливості пайки феном

Пайка даними способом зазвичай розглядається як альтернативний метод щодо класичної пайки. Її вибирають з різних причин, головною з яких можна назвати можливість відведення тепла від кристала з мінімізацією ризиків його термічного пошкодження. Але даний спосіб підходить тільки для конструкцій з поверхневим з`єднанням на платі. Наприклад, як паяти СМД-світлодіоди феном? Процес нагріву організовується зі зворотного боку плати. Завдання виконавця зводиться до забезпечення достатнього прогріву ділянки з`єднання, щоб припій з лицьового боку знайшов стан, що дозволяє надійно зафіксувати діод. Теоретично цю дію можна реалізувати праскою і малопотужної газовим пальником, але для збереження структури і самої плати все ж безпечніше застосовувати спеціальний термофен.

Помилки при пайку

Навіть якщо зовні створене з`єднання здається правильним, пристрій може не працювати належним чином, якщо були допущені технологічні помилки. Більшість порушень пов`язано з неправильним розподілом припою або розплаву, через що утворюються типові дефекти на зразок непровару. Як паяти світлодіоди, щоб уникнути такого результату? І припій, і розплав вже в ході термічного впливу необхідно строго контролювати. Повинна витримуватися рівномірність шарів з`єднує покриття. Для виявлення таких порушень у структурі на етапі неруйнівного контролю виконується сканування тепловізором.

Укладення

Пайка кристалів LED-світильника є нетрудомісткою операцією, яка під силу будь-якому домашньому майстру. Однак існує маса технологічних тонкощів і деталей, ігнорування яких може звести до нуля навіть зусилля старанного майстра. Враховувати необхідно не тільки умови виконання пайки як такої, але і саму конфігурацію з`єднання. Наприклад, як паяти СМД-світлодіоди з груповим розташуванням кристалів? Для успішного виконання такої операції ще на базовому рівні буде потрібно визначення електричної схеми монтажу діодів на платі. Необхідно виконати Розрахунок ланцюга і тільки після цього приступати до поелементного з`єднання кристалів відповідно до планованої конфігурацією приладу освітлення.