Los LED son conocidos por su larga vida en comparación con las bombillas incandescentes tradicionales. Si los LED no se manejan correctamente, su vida útil puede reducirse considerablemente e incluso fallar catastróficamente. Esta nota de aplicación proporciona información detallada sobre el proceso de soldadura y las precauciones de manejo para los LED de orificio pasante (TH) de alto brillo que minimizan el riesgo de falla del LED.
Soldadura y manipulación de lámparas LED de orificio pasante de alta intensidad
prólogo
Los LED son conocidos por su larga vida en comparación con las bombillas incandescentes tradicionales. Si los LED no se manejan correctamente, su vida útil puede reducirse considerablemente e incluso fallar catastróficamente. Esta nota de aplicación proporciona información detallada sobre el proceso de soldadura y las precauciones de manejo para los LED de orificio pasante (TH) de alto brillo que minimizan el riesgo de falla del LED.
descripción general
- Los LED TH se pueden soldar por ola, por inmersión o a mano de la misma manera que otros componentes semiconductores. Durante la soldadura por ola, los LED TH están expuestos a altas temperaturas a medida que la PCB pasa a través del crisol de soldadura, por lo que el control adecuado del proceso de soldadura y los procedimientos de manipulación son esenciales durante todo el proceso de ensamblaje para evitar fallas prematuras de las lámparas LED.
- Un componente LED de orificio pasante tiene un troquel conectado directamente a un marco o sustrato de plomo. Por lo tanto, se debe tener cuidado para minimizar el estrés térmico y mecánico en los cables de los componentes LED durante el proceso de soldadura.
- Para la soldadura por ola, configure el perfil de soldadura por ola de la siguiente manera:
- Temperatura de precalentamiento = 100±5℃
- Soldadura = Sn63 (soldadura con plomo) o SAC305 (soldadura sin plomo)
- Temperatura de onda de soldadura*:
- 245± 5°C (temperatura pico máxima = 250°C) o
- 255±5°C (Temperatura pico máxima = 260°C)
- Tiempo de residencia de la onda de soldadura*:
- 1,5 a 3 segundos (máx. = 3 segundos) o
- 3,0 a 5 segundos (máximo = 5 segundos)
- Nota: Consulte la hoja de datos del producto para conocer la temperatura de onda de soldadura individual y el tiempo de permanencia de onda de soldadura. Flujo de colofonia = ROL0 o ROL1
- Enfríe las placas de circuito impreso soldadas a temperatura ambiente (25 °C) antes de manipularlas.
- Al soldar LED TH, tome las precauciones normales, incluido el diseño y manejo de accesorios para alinear los LED durante el proceso de soldadura por ola.
- Para soldadura manual, la punta del soldador debe mantenerse por debajo de la temperatura máxima de 315°C. El tiempo máximo permitido para que la punta entre en contacto con el cable LED es de 2 segundos. El LED debe enfriarse a temperatura ambiente antes de aplicar una segunda capa al mismo LED.
- Defectos generales de soldadura y cómo tratar cada defecto de soldadura.
Soldadura de LED de orificio pasante
El proceso de soldadura es muy importante para establecer la conexión eléctrica entre los componentes LED y las trazas de PCB mediante la formación de juntas de soldadura. Debido a que este proceso expone los LED a un entorno de alta temperatura, se debe tener cuidado para evitar un estrés térmico y mecánico excesivo en los componentes del LED que pueda provocar fallas prematuras.
La aleación de soldadura convencional más utilizada es Sn63. Para soldaduras sin plomo, la aleación de soldadura recomendada por IPC es SAC305. La Tabla 1 enumera algunas de las aleaciones de soldadura comúnmente utilizadas en la industria de los semiconductores.
El fundente se utiliza para promover la humectación de la soldadura fundida en los cables de los componentes. Esto asegura buenas uniones de soldadura (ver Figura 1).
- Elimina los óxidos de las superficies metálicas para proporcionar una superficie bien humedecida para formar uniones de soldadura
- Evita la reoxidación durante el calentamiento.
- Reduzca la tensión superficial de los cables del dispositivo y la metalización de PCB.
El fundente utilizado para soldar debe tener las siguientes propiedades:
- Fácilmente desalojado por soldadura fundida
- Inofensivo para el personal, los componentes LED y las placas de PC.
- Se puede quitar fácilmente con un proceso de limpieza compatible con componentes LED, otros componentes y placas de circuito impreso.
IPC-J-STD-004A cubre todos los tipos de fundentes utilizados en el proceso de ensamblaje de placas de circuito impreso, incluidos líquidos, pastas/cremas o sólidos. El fundente se clasificará como colofonia, resina, orgánico o inorgánico en función del porcentaje de peso máximo constituyente de su porción no volátil.
La prueba Miller de cobre, la prueba de corrosión, la migración electroquímica, la resistencia del aislamiento superficial y el contenido de haluros determinan los niveles de actividad del fundente. Los tres niveles principales de actividad de fundente/residuos de fundente son:
- L: actividad de fundente baja o nula/sin actividad residual de fundente
- M: Moderada actividad de fundente/residuos de fundente
- H: alta actividad de residuos de flujo/flujo
“0” y “1” indican la ausencia (<0,05% en peso de sólidos fundentes) y la presencia de haluros en el fundente, respectivamente. Consulte la Tabla 2 para obtener más detalles.
proceso de soldadura por ola
La soldadura por ola es el método más rentable para soldar LED TH a ensamblajes de placas de PC. Los parámetros para soldar LED TH en un proceso de soldadura por ola son compatibles con los requisitos de procesamiento de otros componentes semiconductores.
Después de aplicar el fundente, la placa de circuito impreso se precalienta antes de entrar en contacto con la ola de soldadura. El propósito del precalentamiento es:
- Para activar la acción de flujo
- Para evaporar el solvente fundente
- Reduce el choque térmico en los LED y las placas de PC.
- Reduce la transferencia de calor requerida de la ola de soldadura para llevar la conexión a la temperatura de soldadura
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