Как паять smd-компоненты?

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.

Лучшие пылесосы с аквафильтром для сухой и влажной уборки

Основные причины неисправности диода

Причин поломки может быть несколько. Тестирование делают по специальной методике. Основные причины сбоев:

1. Тепловой пробой в результате перегрева и деструкция (разрушение) кристалла. Сопровождается горением лакового покрытия и пластмассового корпуса. На фото сгоревший светодиод на печатной плате лампы-ретрофита, аналога галогенной лампы типа MR16. В одном из корпусов SMD2835 из-за перегрева кристалла сгорел нанесенный на него желтый люминофор. Видна коричневая точка на элементе с позиционным обозначением D11.
2. Электрический пробой p-n перехода. Прямое рабочее напряжение диода в зависимости от цвета свечения и материалов p-n перехода лежит в диапазоне от 1,5 до 4-4,5 В. Обратное напряжение на несколько вольт больше прямого. Поэтому скачки напряжения могут вызвать его нестабильность на выходе. Если они превышают обратное напряжение диода, возможен пробой.
3. Механический обрыв. К полупроводниковому кристаллу от контактов корпуса ток подводят серебряные или золотые проволочки. От вибрации или ударов может произойти их обрыв.
4. Деградация. Постепенное снижение характеристик светодиода, прежде всего яркости и оттенка свечения. Падение яркости нормируется 30, 50 и 70% от первоначальной. На 5-10% яркость падает в течение первой 1000 часов работы у большинства устройств. Падение яркости на 50 – 70% требует замены лампы, модуля, линейки или ленты. Иногда оно происходит за 15 – 20 тысяч часов.

На фото сгоревший светодиод на печатной плате лампы-ретрофита, аналога галогенной лампы типа MR16. В одном из корпусов SMD2835 из-за перегрева кристалла сгорел нанесенный на него желтый люминофор. Видна коричневая точка на элементе с позиционным обозначением D11.

Деградация идет в люминофорах белых светодиодов и в элементах вторичной оптики – линзах, встроенных в корпус или монтируемых на его поверхности. Под действием света линзы мутнеют, снижаются светопропускание и световой поток.

Так же проверяли замыкания проводов в кабеле между собой. Способ использовали и после проверки звонка амперметром. Название операции закрепилось у электриков, а потом перешло в электронику. Только использовали не звонок, а тестер, который называли по-разному – АВОметр, омметр, мультиметр.

Проверка светодиода или прозвонка мультиметром. Информация на дисплее – О – диод исправен, ток идет; OL – диод исправен, ток не идет.

Проверить исправность светодиода мультиметром можно прямо на плате или выпаяв его. Прибор используют для проверки цепей постоянного и переменного тока. Им измеряют напряжение, сопротивление резисторов в режиме омметр, исправность и работоспособность конденсаторов, выпрямительных диодов, p-n-p и n-p-n транзисторов и другое.

Проверка диода мультиметром.

Красный щуп и провод мультиметра – это цепь положительного полюса или «+» источника питания и анода диода. Черные провод и щуп – цепь, связанная с катодом и отрицательным полюсом источника. Мультиметр включен на режим измерения постоянного тока в диапазоне от 0 до 20 мА или 0,02 А. На табло мультиметра высветилось 15,7 мА, что означает что диод открыт и его рабочий ток составляет указанную величину. Светодиод обычной яркости при такой силе тока должен светиться и немного греться.

При подаче напряжения напрямую без ограничения тока возможно превышение рабочего значения и тепловой пробой диода.

Натяжные потолки для шумоизоляции

На сегодняшний день нет необходимости в дополнительной шумоизоляции для натяжных потолков. В продаже можно найти виды с защитой от звуков.

Продукция эта из Европы, где её выпускают фирмы «Черутти» и «Клипсо». Подобные потолки делятся на два типа:

• из перфорированного полотна;
• из гладкого многослойного покрытия.

Продукция первого типа — сетка из полиэстера, обработанная жидкой пропиткой из полиуретана. В декоративном покрытии имеется огромное количество мельчайших дырочек. Они преломляют волны звука, которые проходят сквозь них. Их амплитуда гасится, в результате чего шум затихает.

@abeon-st.ru

Для гладких многослойных акустических аналогов используют тканевые материалы. Это даёт достаточную прочность покрытию. С двух сторон на него наносят слой из полимера — это позволяет сделать полотно более эластичным и усилить его эксплуатационные качества. На лицевую сторону наносят пропитку из специального лака, благодаря чему декоративная поверхность становится более привлекательной и эстетичной. В завершении всего используют вспененный звукоизолятор. Кроме шумопоглощающих характеристик, такой потолок не даёт теплу выходить из помещения.

@aldengroup.ru

Подготовка к пайке

Сначала поговорим о том, как правильно паять паяльником провода. Для начала надо удалить изоляцию. Длина оголяемого участка может быть разной — если паять собираетесь проводку — силовые провода, оголяют 10-15 см. Если припаять надо малоточные проводники (те же наушники, например), длина оголяемого участка небольшая — 7-10 мм.

Зачищаем от изоляции

После снятия изоляции необходимо провода осмотреть. Если есть на них лак или оксидная пленка, ее надо удалить. У свежезачищенных проводов оксидной пленки обычно не бывает, а лак иногда присутствует (медь имеет не рыжий цвет, а коричневатый). Оксидную пленку и лак можно удалить несколькими способами:

• Механически. Использовать наждачную бумагу с мелким зерном. Ею обрабатывают оголенную часть провода. Так можно сделать с одножильными проводами довольно большого диаметра. Обрабатывать наждачной бумагой тонкие проводки неудобно. Многожильные так вообще можно оборвать.
• Химический способ. Оксиды хорошо растворяются спиртом, растворителями. Лаковое защитное покрытие снимается при помощи ацетилсалициловой кислоты (обычный аптечный аспирин). Провод кладут на таблетку, прогревают паяльником. Кислота разъедает лак.

В случае с лакированными (эмалированными) проводами можно обойтись без зачистки — нужно использовать специальный флюс, который так и называется «Флюс для пайки эмалированных проводов». Он сам разрушает защитное покрытие во время пайки. Только чтобы впоследствии он не начал разрушать проводники, его после окончания пайки его надо удалить (влажной тряпкой, губкой).

Как перед пайкой очистить проводники от лакового покрытия

Если припаять надо провод к какой-то металлической поверхности (например, провод заземления к контуру), процесс подготовки мало чем меняется. Площадку, к которой будет припаиваться провод, надо зачистить до чистого металла. Сначала механически удаляются все загрязнения (включая краску, ржавчину и т.д.), после чего при помощи спирта или растворителя поверхность обезжиривается. Далее можно паять.

Схемы LED лампочек

Светодиоды питаются от низкого напряжения — порядка 3 В, потребляют очень мало тока — от 20 до 50 мкА, подключать их к сети 220 В можно только через преобразователь. Его можно увидеть в нижней части лампы. Схема светодиодной лампочки на 220 В тоже несложная, зато по ней легко определить возможные проблемы.

Схема светодиодной лампы на 220 V

На рисунке выше представлена схема с диодным мостом. Он преобразует и стабилизирует напряжение. Это один из самых распространенных вариантов, так как такие лампы стоят не очень дорого. Как видите, в данном варианте диоды подключены параллельно, но это редкий вариант. Чаще они подключаются последовательно — один за другим.

Есть и другие светодиодные лампочки. В них присутствует микросхема. Такие лампы более дорогие, но обычно и более долговечные, так как параметрами работы управляет микроконтроллер, который выдает более стабильное питание. А некачественное питание равно быстрому снижению яркости свечения. Резкие скачки напряжения вообще приводят к пробою светодиода. Так как подключены они последовательно — один за другим — выход из строя одного светодиода означает поломку всей лампы. Она просто не зажигается. Хотя не работает, скажем, один светодиод из 80.

Строение диодных элементов и как их паять

СМД светодиоды устанавливаются на ленты и линейки, в лампы. У них отсутствуют выводы из проволоки, на алюминиевой или пластиковой печатной плате эти элементы соединяются между собой специальными дорожками при помощи пайки. Отпаять и припаять их не сложно, если имеется маломощный паяльник и флюс или газовая горелка.

Печатная плата светодиодной ленты изготовлена из гибкого пластика. Она имеет вид перфорации, может быть одно- или двухслойная. Сначала на ленту при помощи станка или вручную наносится специальная паяльная паста. Далее робот-станок расставляет по местам светодиоды и резисторы. Пайка осуществляется в печи, состоящей из 5-и камер, в каждой из которых поддерживается разная температура. На выходе получается готовая к установке лента.

Техника соединения под углом

Нередко при создании сложных систем подсветки из нескольких параллельных линий провода подключаются на разных участках. Для удобства выполнения такого соединения применяется угловая пайка с 90-градусным наклоном. Плюс и минус фиксируются на контактных площадках двух диодных соседний

Что еще важно, такой способ позволяет легко соединять RGB-ленты, используя при этом четыре провода. Угловой стык никак не влияет на качество подсветки, но позволяет реализовывать самые разные конфигурации сращивания светодиодных лент

Проблемы может доставить лишь наличие специальной оболочки у лент с классом защиты выше IP68. Например, как правильно паять светодиоды с заливкой силиконом или компаундом? В этом случае усложняется процедура первичной зачистки. Как минимум необходимо будет формировать технические отверстия в покрытии для токоведущих жил. По ним в дальнейшем и реализуется пайка.

Распайка планарных деталей

Демонтаж с помощью сплава Розе

Контакты микросхемы у нас при этом замкнутся, но это не страшно, после того как демонтируем микросхему, мы легко с помощью демонтажной оплетки, уберем излишки припоя с контактов на плате, и с контактов на микросхеме.

Итак, мы взялись за нашу микросхему пинцетом, по краям, там где отсутствуют ножки. Обычно длина микросхемы, там где мы придерживаем ее пинцетом, позволяет одновременно водить жалом паяльника, между кончиками пинцета, попеременно с двух сторон микросхемы, там где расположены контакты, и слегка тянуть ее вверх пинцетом. За счет того что при расплавлении сплава Розе или Вуда, которые имеют очень низкую температуру плавления, (порядка 100 градусов), относительно бессвинцового припоя, и даже обычного ПОС-61, и смещаясь с припоем на контактах, он тем самым снижает общую температуру плавления припоя.

Демонтаж микросхем с помощью оплетки

И таким образом микросхема у нас демонтируется, без опасного для нее перегрева. На плате у нас образуются остатки припоя, сплава Розе и бессвинцового, в виде слипшихся контактов. Для приведения платы в нормальный вид мы берем демонтажную оплетку, если флюс жидкий, можно даже обмакнуть ее кончик в нее, и кладем на образовавшиеся на плате “сопли” из припоя. Затем прогреваем сверху, придавив жалом паяльника, и проводим оплеткой вдоль контактов.

Выпаивание радиодеталей с оплеткой

Таким образом весь припой с контактов впитывается в оплетку, переходит на нее, и контакты на плате оказываются очищенными полностью от припоя. Затем эту же процедуру, нужно проделать со всеми контактами микросхемы, если мы собираемся запаивать микросхему в другую плату, или в эту же, например после прошивания с помощью программатора, если это микросхема Flash памяти, содержащая прошивку BIOS материнской платы, или монитора, или какой либо другой техники. Эту процедуру, нужно выполнить, чтобы очистить контакты микросхемы от излишков припоя. После этого наносим флюс заново, кладем микросхему на плату, располагаем ее так, чтобы контакты на плате строго соответствовали контактам микросхемы, и еще оставалось немного места на контактах на плате, по краям ножек. С какой целью мы оставляем это место? Чтобы можно было слегка коснувшись контактов, жалом паяльника, припаять их к плате. Затем мы берем паяльник ЭПСН 25 ватт, или подобный маломощный, и касаемся двух ножек микросхемы расположенных по диагонали.

Припаивание SMD радиодеталей паяльником

В итоге микросхема у нас оказывается “прихвачена”, и уже не сдвинется с места, так как расплавившийся припой на контактных площадках, будет держать микросхему. Затем мы берем припой диаметром 0.5 мм, с флюсом внутри, подносим его к каждому контакту микросхемы, и касаемся одновременно кончиком жала паяльника, припоя, и каждого контакта микросхемы. Использовать припой большего диаметра, не рекомендую, есть риск навесить “соплю”. Таким образом, у нас на каждом контакте “осаждается” припой. Повторяем эту процедуру со всеми контактами, и микросхема впаяна на место. При наличии опыта, все эти процедуры реально выполнить за 15-20 минут, а то и за меньшее время. Нам останется только смыть с платы остатки флюса, растворителем 646, или отмывочным  средством Flux Off, и плата готова к тестам, после просушивания, а это происходит очень быстро, так как вещества применяемые для смывания, очень летучие. 646 растворитель, в частности, сделан на основе ацетона. Надписи, шелкография на плате, и паяльная маска, при этом не смываются и не растворяются.

Единственное, демонтировать таким образом микросхему в корпусе Soic-16 и более многовыводную, будет проблематично, из-за сложностей с одновременным прогреванием, большого количества ножек. Всем удачной пайки, и поменьше перегретых микросхем! Специально для Радиосхем — AKV.

Решение проблем с драйвером

Неполадки в драйвере – довольно распространенная проблема светодиодных ламп. Чаще всего в драйвере горят резистор или конденсатор.

Имеющимися под рукой домашнего мастера измерительными приборами выявить уровень работоспособности этого элемента довольно проблематично. Поэтому рекомендуется его просто заменить на исправный с аналогичными параметрами.

Найти подходящую деталь в магазинах светотехники получается не всегда. Лучше сразу отправиться на радиорынок или в место продажи радиоэлектроники и там попытаться отыскать нужную вещь.

Когда она будет куплена, потребуется демонтировать неисправный узел, а на его место поставить рабочий элемент.

Для корректного проведения разборки и ремонта лампочек светодиодного типа не понадобится сложное, дорогостоящее оборудование. Устранить возникшие неполадки поможет минимальный набор простых инструментов.

Мультиметр позволит проверить наличие напряжения в цепи, даст возможность обнаружить наличие обрывов и покажет, насколько работоспособны остальные детали схемы.

Паяльный прибор с канифолью и припоем потребуется для восстановления обрывов, найденных в цепи, и последующей замены поврежденных деталей и элементов.

Отверткой небольших размеров удастся аккуратно отделить от корпуса лампы управляющие элементы, а тонким, прочным канцелярским ножиком получится деликатно отсоединить детали от монтажной печатной платы.

Также часто пользователи сталкиваются с такими проблемами, как моргание лампочек и горение ламп при выключенном выключателе. Что служит причиной этих неисправностей и как их устранить мы говорили в других наших статьях:

Ликбез для начинающих

Для выпаивания детали из платы, нужно сделать так, чтобы контакты разогрелись до плавления припоя (примерно 230 °C). Основная ошибка начинающих — место паяльных работ сразу прогревают на 300 — 350 °C.

Например, нужно выпаять микросхему из платы паяльной станцией Lukey 702.

Многие радиолюбители и электронщики выставляют параметры нагрева выше 300 °C.

В первый момент, на деталь действует около 200 °C. На контактах и окружающем месте паяльных работ комнатная температура.Нагрев детали достигает 300 °C, а контакты еще не дошли до 200 °C.На микросхему поступает критическая температура 350 °C. Тем временем, окружающее место пайки неравномерно прогревается, даже если происходят равномерные движения феном по месту пайки. На контактах детали появляется заметная разница температур.400 °C и микросхема начинает зажариваться.
Еще чуть-чуть, и она отпаяется из-за того, что и контакты практически нагрелись до плавления припоя. Но это происходит потому, что плата прогрелась. И в данном случае, это произошло неравномерно. Высокие значения температур приводят к тепловому пробою микросхемы, она выходит из строя. Плата сгибается, чернеет, появляются пузыри из-за вскипевшего текстолита и его составляющих.

Как все-таки без ущерба паять детали?

Нужно проанализировать место пайки и оборудование:

Оценить толщину платы. Чем толще плата – тем сложнее и дольше ее прогревать. Плата представляет собою слои дорожек, маски, площадки и много металлических деталей, которые очень теплоемкие.

• Что находится рядом. Чтобы не повредить окружающие компоненты, нужно их защитить от температуры. С этой задачей справятся: термоскотч, алюминиевый скотч, радиаторы и монетки.
• Какая температура окружающей среды. Если воздух холодный, то плату придется нагревать чуть дольше. Особое значение имеет то, что находится под платой. Не нужно паять на металлической пластине, или на пустом столе. Лучше всего подойдет деревянная дощечка или набор салфеток. И при этом плата должна находиться в одной плоскости, без перекосов.
• Оборудование. Многие паяльные станции продаются без калибровки. Разница между показываемой температуры на индикаторе и фактическая может достигать как 10 °C, так и все 50 °C.

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.

Замена светодиодов

Главный недостаток SMD элементов – возникновение некоторых проблем с ремонтом оборудования, имеющего их в своем составе. Демонтировать такие элементы, особенно многовыводные, бывает весьма проблематично. Но если прибор двухвыводный, то выпаять его можно при помощи паяльной станции, и тогда ремонт серьезно упрощается. Возьми двойной паяльник, который идет в составе паяльной станции, разогрей одновременно оба вывода диода и этим же паяльником, как пинцетом, сними элемент с платы.

Если в твоей паяльной станции только один паяльник (что бывает чаще всего), то есть еще один вариант. Можно использовать идущий в составе паяльной станции фен. Обдувай неисправный диод феном и одновременно пытайся сдвинуть его с места иголкой или тонким пинцетом. Как только припой расплавится, светодиод легко снимется с платы.

Для ремонта светодиодных ламп вместо паяльного фена можно использовать технический, но диаметр его сопла должен быть минимальным. В противном случае ты будешь греть алюминиевую подложку и либо вообще ничего не выпаяешь (мощности фена не хватит), либо у тебя послетают со своих мест все светодиоды лампы, либо поотваливаются токопроводящие дорожки. В таком случае ремонт серьезно усложнится, если вообще будет возможен.

Как заменить в лампе светодиоды, если нет фена или паяльной станции

Конечно, далеко не у всех для подобного ремонта есть паяльная станция (у меня, к примеру, дома ее нет). В таком случае для ремонта можно воспользоваться обычным паяльником, немного доработав его жало. Просто накрути медный обмоточный провод диаметром 1-2 мм на жало, а концы провода заточи и залуди. Чем не паяльная станция для ремонта и замены SMD деталей?

Демонтаж SMD светодиода с помощью обычного паяльника

Осталось заменить светодиод, и ремонт можно закончить. Сделать это можно паяльником с тонким жалом или обычным, но доработанным для выпайки (см. фото выше). Перед пайкой удали с контактных площадок лишний припой и нанеси на них флюс. Теперь прикладывай новый светодиод на место, соблюдая полярность, удерживай тонким пинцетом и паяй. Имей в виду, что впаянный светодиод должен быть точно того же типа, что и сгоревший. Иначе такого ремонта ненадолго хватит.

Техника безопасности

Если проводится ремонт прибора, который запитан от электросети, требуется соблюдение правил техники безопасности.

Светодиодные осветительные приборы подключаются
к напряжению 220 В, это требует повышенной осторожности:

• после
  выключения лампочки необходимо вручную разрядить конденсаторы (закоротить
  выводы металлическим предметом, оснащенным ручкой из диэлектрика);
• при
  включении после ремонта лучше отвернуться (не исключена возможность взрыва);
• во
  время ремонта нельзя оставлять без присмотра паяльную станцию или паяльник
  (250-260 градусов вполне достаточно для возникновения пожара).

Зная конструкцию и принцип работы светодиодной лампы, ее можно отремонтировать. Однако существуют модели, которые подлежат только замене.

Соблюдение техники безопасности

В процессе ремонта любого прибора, который запитывается от электросети, необходимо соблюдать технику безопасности. Осветительные приборы LED, как и лампочки накаливания, подключены к сети 220 вольт. Поэтому мастер должен быть внимательным и учитывать рекомендации:

• после выключения лампы необходимо вручную выполнить разрядку конденсаторов. Для этого выводы закорачиваются металлическим прибором с ручкой из диэлектрика.
• в процессе выпаивания нельзя оставлять паяльную станцию без присмотра, это может спровоцировать пожар;
• включая установленную лампочку лучше отвернуться, так как есть вероятность, что из-за возможных ошибок она взорвется.

Каким образом подключаются диоды

Прежде чем приступать к пайке светодиодов (например, типа SMD), необходимо знать, каким образом они подключаются к схеме или последовательно друг к другу (если речь идет о светодиодных лентах).

Стабилизатор тока

Идеальным вариантом для светодиодов является подключение их через стабилизатор тока. При этом следует помнить, что такие стабилизаторы обойдутся несколько дороже, чем единичные светодиоды (например, типа SMD). Это нужно учитывать, при самостоятельной сборке радиоэлектрических приборов.

Для того чтобы запитать светодиоды желтого и красного свечения, зачастую необходимо напряжение в 2,0 В. В то же время для питания светодиодов синего, зеленого и белого цветов — 3,0 В.
Разобраться в этом вопросе поможет следующий пример:

• в наличии имеется батарея на 12 В, а также светодиоды на 0,02 А и 2,0 В;
• самым простым решением здесь будет подача напряжения в 2,0 В на каждый диод;
• при этом лишние 10 В необходимо будет погасить при помощи резистора. Его еще часто называют сопротивлением;
• используя закон Ома, вычисляем величину сопротивления (R = U/I). В результате получаем R = 10,0/0,02 = 500 Ом;
• также, чтобы уберечь сопротивление от лишнего тепла, необходимо провести расчеты его мощности. В результате получится Р = 10,0 * 0,02 А = 0,2 Вт.

Для большей надежности необходимо брать сопротивление немного большей емкости.Обратите внимание! При увеличении мощности сопротивления естественным образом увеличатся его габаритные размеры.
Зная вышеприведенные аспекты, вы сможете правильно подключить светодиоды к батарее, используя для этого резистор. Главное здесь точно соблюдать полярность используемых деталей

Установка исправного чипа

Необходимо правильно подобрать диод. Если нет опыта, можно отправиться в ближайший магазин электроприборов и попросить консультанта помочь в выборе.

Когда светодиод найден, пластина крепится в держатель таким образом, чтобы у горелки был беспрепятственный доступ с обратной стороны. Сама плата должна находиться в горизонтальном положении. В место, куда будет установлен диод, следует капнуть флюс с припоем.

Теперь можно приступать к установке чипа контактами вниз, не забывая о полярности. Пламя горелки подносится с тыльной стороны не более чем на 3-4 секунды. Сверху диод стоит немного прижать. После этого контактные места протереть спиртом. Если этого не сделать, со временем элементы могут пострадать от коррозии или окисления.