Karatasi ya Data ya LED ya Rangi Mbili ya AlInGaP SMD - Vipimo vya Kifurushi - Kijani 2.0V / Machungwa 2.0V - Nguvu ya 75mW - Karatasi ya Kiufundi ya Kiswahili

1. Muhtasari wa Bidhaa

Hati hii inaelezea kwa kina maelezo ya kiufundi ya Taa ya Kutoa Mwanga (LED) ya Kifaa cha Kuingiza Uso (SMD) yenye mwangaza mkubwa na rangi mbili. Kifaa hiki kina viini viwili tofauti vya semikondukta vya AlInGaP (Alumini Indiamu Galiamu Fosforasi) ndani ya kifurushi kimoja, ikiruhusu kutoa mwanga wa kijani na machungwa. Imebuniwa kwa ushirikiano na michakato ya usanikishaji otomatiki na mbinu za kisasa za kuuza, na kufanya iweze kutumika katika uzalishaji wa kielektroniki kwa wingi.

Faida kuu za bidhaa hii ni pamoja na kufuata kanuni za mazingira (RoHS), matumizi ya teknolojia ya hali ya juu ya AlInGaP kwa mwangaza bora, na umbizo la kawaida la kifurushi ambalo linahakikisha ushirikiano mpana na vifaa vya kuweka na kuuza katika tasnia. Soko lake kuu la lengo linajumuisha vifaa vya kielektroniki vya watumiaji, viashiria vya viwanda, taa za ndani za magari, na matumizi mbalimbali ya ishara ambapo ishara ya rangi mbili ya kuaminika inahitajika.

2. Uchunguzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi

2.1 Viwango vya Juu Kabisa

Viwango hivi vinabainisha mipaka ya mkazo ambayo kuzidi kunaweza kusababisha uharibifu wa kudumu kwa kifaa. Uendeshaji chini ya au kwenye mipaka hii hauhakikishwi.

• Kupoteza Nguvu (P_d):75 mW kwa kila kipande cha rangi kwenye joto la mazingira (T_a) la 25°C. Kuzidi thamani hii kuna hatari ya mkazo wa joto kupita kiasi.
• Mkondo wa Mbele:Mkondo wa juu unaoendelea wa DC wa mbele (I_F) ni 30 mA. Mkondo wa kilele wa juu zaidi wa 80 mA unaruhusiwa tu chini ya hali ya mipigo (mzunguko wa kazi 1/10, upana wa mipigo 0.1ms) ili kuzuia kupata joto kupita kiasi.
• Kupunguza Mkondo:Mkondo wa juu unaoruhusiwa wa DC wa mbele hupungua kwa mstari kwa kiwango cha 0.4 mA/°C kadiri joto la mazingira linapoinuka zaidi ya 25°C. Hii ni jambo muhimu la kuzingatia katika muundo kwa mazingira yenye joto la juu.
• Voltage ya Nyuma (V_R):5 V. Kutumia voltage ya upendeleo wa nyuma ya juu zaidi ya hii inaweza kusababisha kuvunjika kwa makutano.
• Masafa ya Joto:Kifaa kinaweza kufanya kazi na kuhifadhiwa ndani ya masafa pana ya joto ya -55°C hadi +85°C.
• Uvumilivu wa Kuuza:LED inaweza kustahimili kuuza kwa wimbi au infrared kwa 260°C kwa sekunde 5, au kuuza kwa awamu ya mvuke kwa 215°C kwa dakika 3, na kuthibitisha uthabiti wake kwa michakato ya kawaida ya reflow ya SMT.

2.2 Sifa za Umeme na Optiki

Vigezo hivi vinapimwa chini ya hali za kawaida za majaribio (T_a=25°C, I_F=20 mA) na vinabainisha utendaji wa kifaa.

• Ukali wa Mwangaza (I_V):Kipimo muhimu cha mwangaza. Kipande cha kijani kina ukali wa kawaida wa 35.0 mcd (kiwango cha chini 18.0 mcd), wakati kipande cha machungwa kina mwangaza mkubwa zaidi na ukali wa kawaida wa 90.0 mcd (kiwango cha chini 28.0 mcd). Ukali hupimwa kwa kutumia sensor iliyochujwa ili kufanana na mwitikio wa mwangaza wa jicho la mwanadamu (mkondo wa CIE).
• Pembe ya Kuona (2θ_1/2):Takriban digrii 130 kwa rangi zote mbili. Pembe hii pana ya kuona inaonyesha muundo wa mionzi iliyotawanyika, inayofaa kwa matumizi yanayohitaji kuonekana kutoka kwa masafa mapana ya pembe.
• Urefu wa Wimbi:Urefu wa wimbi kuu wa kawaida (λ_d) wa kipande cha kijani ni 571 nm, na urefu wa wimbi wa juu wa utoaji (λ_p) kwenye 574 nm. Kipande cha machungwa kinatoa kwa λ_dya kawaida ya 605 nm na λ_pya 611 nm. Upana wa nusu wa wigo (Δλ) ni takriban 15 nm kwa kijani na 17 nm kwa machungwa, na hubainisha usafi wa rangi.
• Voltage ya Mbele (V_F):Kwa kawaida 2.0 V kwa rangi zote mbili kwa 20 mA, na kiwango cha juu cha 2.4 V. Voltage hii ya chini inaendana na vifaa vya kawaida vya usambazaji wa nguvu vya kiwango cha mantiki.
• Mkondo wa Nyuma (I_R):Kiwango cha juu cha 10 μA kwa upendeleo wa nyuma wa 5 V, na inaonyesha ubora mzuri wa makutano.
• Uwezo (C):Kwa kawaida 40 pF kwa upendeleo wa 0V na 1 MHz. Hii inahusiana na matumizi ya kubadili ya masafa ya juu.

3. Maelezo ya Mfumo wa Kugawa

LED zimepangwa katika makundi kulingana na ukali wa mwangaza na urefu wa wimbi kuu ili kuhakikisha uthabiti katika uzalishaji. Wabunifu wanaweza kubainisha makundi ili kufikia muonekano sawa katika bidhaa zao.

3.1 Kugawa kwa Ukali wa Mwangaza

KwaKipande cha Kijani, makundi yanakuanzia M (18.0-28.0 mcd) hadi Q (71.0-112.0 mcd). KwaKipande cha Machungwa, makundi yanakuanzia N (28.0-45.0 mcd) hadi R (112.0-180.0 mcd). Uvumilivu wa ±15% unatumika ndani ya kila kikundi.

3.2 Kugawa kwa Urefu wa Wimbi Kuu (Kijani Pekee)

LED za kijani zimegawanywa zaidi kwa urefu wa wimbi kuu: Kikundi C (567.5-570.5 nm), Kikundi D (570.5-573.5 nm), na Kikundi E (573.5-576.5 nm), na uvumilivu wa ±1 nm kwa kila kikundi. Hii inaruhusu kufananisha rangi kwa usahihi katika matumizi muhimu.

4. Uchambuzi wa Mkunjo wa Utendaji

Ingawa grafu maalum zimetajwa katika karatasi ya data (Kielelezo 1, Kielelezo 6), mikunjo ya kawaida kwa vifaa kama hivi ingeonyesha uhusiano ufuatao:

• Mkunjo wa I-V:Inaonyesha uhusiano wa kielelezo kati ya voltage ya mbele na mkondo. Mkunjo utakuwa na goti tofauti karibu na V_Fya kawaida ya 2.0V.
• Ukali wa Mwangaza dhidi ya Mkondo wa Mbele:Ukali kwa ujumla huongezeka kwa mstari na mkondo katika safu ya kawaida ya uendeshaji (hadi kiwango cha juu cha mkondo wa DC).
• Ukali wa Mwangaza dhidi ya Joto la Mazingira:Ukali kwa kawaida hupungua kadiri joto linavyoongezeka kwa sababu ya ufanisi wa ndani wa quantum uliopungua. Kipengele cha kupunguza cha 0.4 mA/°C kinatumika kukabiliana na athari hii kwa umeme.
• Usambazaji wa Wigo:Njama ya nguvu ya mionzi ya jamaa dhidi ya urefu wa wimbi, inayoonyesha kilele kimoja kwenye λ_p(574nm kwa kijani, 611nm kwa machungwa) na upana wa nusu uliobainishwa.

5. Taarifa ya Mitambo na Kifurushi

5.1 Vipimo vya Kifurushi na Ubaguzi

Kifaa hiki kinakubaliana na muundo wa kawaida wa kifurushi cha SMD cha EIA. Uteuzi wa pini umebainishwa wazi: Pini 1 na 3 ni za kipande cha kijani, wakati pini 2 na 4 ni za kipande cha machungwa. Lenzi ni wazi kama maji. Uvumilivu wote wa vipimo ni ±0.10 mm isipokuwa imebainishwa vinginevyo.

5.2 Muundo Unaopendekezwa wa Pad ya Kuuza

Mapendekezo ya muundo wa ardhi yametolewa ili kuhakikisha uundaji wa muunganisho wa kuuza unaoaminika, usawa sahihi, na nguvu ya kutosha ya mitambo wakati wa na baada ya mchakato wa reflow. Kufuata muundo huu ni muhimu sana kwa mavuno ya uzalishaji.

6. Mwongozo wa Kuuza na Usanikishaji

6.1 Wasifu wa Kuuza kwa Reflow

Wasifu uliopendekezwa kwa kina umetolewa kwa michakato ya kuuza ya kawaida (SnPb) na isiyo na risasi (SnAgCu) kwa kutumia reflow ya Infrared (IR). Vigezo muhimu vinajumuisha maeneo ya joto kabla, wakati juu ya kioevu, joto la kilele (kiwango cha juu cha 240°C kinapendekezwa), na viwango vya kupoa. Wasifu huu ni muhimu ili kuzuia mshtuko wa joto na kuhakikisha muunganisho wa kuuza unaoaminika bila kuharibu kifurushi cha LED.

6.2 Kuhifadhi na Kushughulikia

• Kuhifadhi:LED zinapaswa kuhifadhiwa katika hali zisizozidi 30°C na unyevu wa jamaa wa 70%. Vipengee vilivyotolewa kutoka kwa kifurushi chao cha kuzuia unyevu vinapaswa kuuzwa tena ndani ya wiki moja au kupikwa kabla ya matumizi ikiwa vimehifadhiwa kwa muda mrefu.
• Kusafisha:Ikiwa ni lazima, kusafisha kunapaswa kufanywa tu kwa vimumunyisho vilivyobainishwa kama vile pombe ya ethili au pombe ya isopropili kwenye joto la kawaida kwa chini ya dakika moja. Kemikali zisizobainishwa zinaweza kuharibu lenzi ya epoksi.
• Utahadhari wa ESD:Kifaa hiki kinaweza kuhisi kutokwa na umeme tuli. Taratibu za kushughulikia zinajumuisha kutumia mikanda ya mkono iliyowekwa ardhini, mati za kuzuia umeme tuli, na kuhakikisha vifaa vyote vimewekwa ardhini ipasavyo.

7. Taarifa ya Kifurushi na Kuagiza

LED hutolewa kwenye mkanda wa kawaida wa tasnia wa 8mm kwenye reeli zenye kipenyo cha inchi 7. Kila reeli ina vipande 3000. Vipimo vya mkanda-na-reeli vinakubaliana na ANSI/EIA 481-1-A-1994. Vidokezo muhimu vya kifurushi vinajumuisha: mifuko tupu imefungwa, kiwango cha chini cha agizo la mabaki ni vipande 500, na kiwango cha juu cha vipengele viwili vilivyokosekana mfululizo vinaruhusiwa kwa kila reeli.

8. Mapendekezo ya Matumizi

8.1 Mazingira ya Kawaida ya Matumizi

LED hii ya rangi mbili ni bora kwa viashiria vya hali, mwanga wa nyuma kwa vifungo au alama, taa za dashibodi za magari, maonyesho ya vifaa vya watumiaji, na ishara za jopo la udhibiti wa viwanda ambapo hali mbili tofauti (k.m., umeme juu/msubiri, hai/kengele) zinahitaji kuonyeshwa kwa rangi.

8.2 Mambo ya Kuzingatia katika Muundo wa Saketi

Njia ya Kuendesha:LED ni vifaa vinavyoendeshwa na mkondo. Ili kuhakikisha mwangaza sawa wakati wa kuendesha LED nyingi sambamba, niinapendekezwa sanakutumia kipingamkondo tofauti katika mfululizo na kila LED (Mfano wa Saketi A). Kuendesha LED sambamba bila vipingamkondo vya kibinafsi (Mfano wa Saketi B) hakupendekezwi, kwani tofauti ndogo katika sifa ya voltage ya mbele (V_F) kati ya LED za kibinafsi zinaweza kusababisha kutofautiana kwa mkondo na mwangaza usio sawa.

Thamani ya kipingamkondo katika mfululizo (R_s) inaweza kuhesabiwa kwa kutumia Sheria ya Ohm: R_s= (V_usambazaji- V_F) / I_F, ambapo I_Fni mkondo unaotaka wa uendeshaji (k.m., 20 mA).

9. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

Sababu kuu za kutofautisha za LED hii niuwezo wake wa rangi mbili katika kifurushi kimoja cha SMD cha kompaktna matumizi yateknolojia ya AlInGaP. Ikilinganishwa na teknolojia za zamani kama GaP ya kawaida, AlInGaP inatoa ufanisi mkubwa zaidi wa mwangaza, na kusababisha mwangaza mkubwa zaidi kwa mkondo sawa wa pembejeo. Ujumuishaji wa viini viwili huhifadhi nafasi ya bodi na kurahisisha usanikishaji ikilinganishwa na kutumia LED mbili za rangi moja tofauti.

10. Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara (Kulingana na Vigezo vya Kiufundi)

Q: Je, naweza kuendesha viini vyote vya kijani na machungwa wakati huo huo kwa mkondo wao wa juu wa DC (30mA kila moja)?

A: Hapana. Kupoteza kiwango cha juu kabisa cha nguvu ni 75 mW kwa kila kipande. Kwa 30 mA na V_Fya kawaida ya 2.0V, nguvu kwa kila kipande ni 60 mW, ambayo iko ndani ya mipaka. Hata hivyo, kuendesha zote wakati huo huo kwa nguvu kamili hutoa joto la jumla la 120 mW katika kifurushi kidogo sana, ambacho kwa uwezekano mkubwa kinazidi uwezo wa jumla wa kupoteza joto wa kifaa na PCB. Shauriana na mikunjo ya kupunguza joto na fikiria mikondo ya chini ya kuendesha au uendeshaji wa mipigo kwa rangi zote mbili wakati huo huo.

Q: Kwa nini kipingamkondo tofauti kinahitajika kwa kila LED sambamba?

A: Voltage ya mbele (V_F) ya LED ina tofauti ya asili, hata ndani ya kikundi kimoja. Katika muunganisho sambamba bila vipingamkondo vya kibinafsi, LED yenye V_Fkidogo chini itavuta mkondo mwingi zaidi, na kuwa mwangaza zaidi na joto zaidi, na kwa uwezekano kusababisha kushindwa na kusogeza mkondo zaidi kwa LED zilizobaki katika athari ya kuteleza. Vipingamkondo katika mfululizo huhakikisha mkondo umewekwa hasa na thamani ya kipingamkondo na voltage ya usambazaji, na kufanya mfumo kuwa thabiti zaidi na unaoaminika zaidi.

Q: "Lenzi ya maji wazi" inamaanisha nini kwa muonekano wa rangi?

A: Lenzi ya maji wazi (isiyotawanyika) haitawanyi mwanga ndani. Hii husababisha muonekano wa "doa la moto" unaolengwa zaidi wakati inaonekana moja kwa moja kwenye mhimili, na muundo wa kipande mara nyingi unaonekana. Inaongeza ukali wa mhimili wa mwangaza lakini hutoa "doa zuri" nyembamba zaidi kwa kuona ikilinganishwa na lenzi iliyotawanyika (ya maziwa) ambayo hutawanya mwanga kwa pembe pana zaidi ya kuona na muundo wa kipande unaoonekana kidogo.

11. Uchunguzi wa Kesi ya Muundo wa Vitendo

Hali:Kubuni kiashiria cha hali mbili kwa kifaa kinachobebeka. Kijani kinaonyesha "Imejaa Kikamilifu," na machungwa yanaonyesha "Inachajiwa." Kifaa kinaendeshwa na reli ya 3.3V.

Hatua za Muundo:

1. Uchaguzi wa Mkondo:Chagua mkondo wa kuendesha. Kwa kuonekana vizuri na uhai mrefu, 15 mA imechaguliwa, chini kabisa ya kiwango cha juu cha 30 mA.

2. Hesabu ya Kipingamkondo:

- Kwa Kijani: R_{s_kijani}= (3.3V - 2.0V) / 0.015 A = 86.7 Ω. Tumia kipingamkondo cha kawaida cha 86.6 Ω (1%) au 91 Ω (5%).

- Kwa Machungwa: R_{s_machungwa}= (3.3V - 2.0V) / 0.015 A = 86.7 Ω. Tumia thamani sawa.

3. Saketi:Unganisha anodi ya kijani (pini 1 au 3) kwa reli ya 3.3V kupitia transistor/MOSFET inayodhibitiwa na ishara ya mantiki ya "imejaa," na kipingamkondo cha 87Ω katika mfululizo. Unganisha anodi ya machungwa (pini 2 au 4) vivyo hivyo, ikidhibitiwa na ishara ya "inachajiwa." Unganisha katodi zote kwenye ardhi.

4. Mpangilio:Fuata mpangilio uliopendekezwa wa pad ya kuuza. Hakikisha PCB ina eneo la kutosha la shaba karibu na pad za LED ili kutumika kama kizuizi cha joto, hasa ikiwa LED zote mbili zinaweza kuwa wazi kwa muda mfupi wakati wa mabadiliko ya hali.

12. Utangulizi wa Kanuni ya Teknolojia

AlInGaP ni kiwanja cha semikondukta cha III-V kinachotumika katika eneo lenye shughuli ya LED zenye mwangaza mkubwa zinazotoa katika wigo nyekundu, machungwa, manjano na kijani. Kwa kurekebisha uwiano wa Alumini, Indiamu, Galiamu, na Fosforasi, pengo la bendi la nyenzo linaweza kubuniwa kwa usahihi, ambalo huamua moja kwa moja urefu wa wimbi (rangi) ya mwanga unaotolewa. Wakati voltage ya mbele inatumiwa kwenye makutano ya p-n, elektroni na mashimo hujumuishwa tena, na kutolea nishati kwa njia ya fotoni. Ufanisi wa mchanganyiko huu wa mionzi katika AlInGaP ni wa juu sana, na kusababisha ufanisi bora wa mwangaza ikilinganishwa na teknolojia za zamani. Kifurushi cha rangi mbili kina viini viwili vya semikondukta vinavyoweza kushughulikiwa kwa kujitegemea vilivyowekwa kwenye fremu ya risasi na kufungwa ndani ya lenzi wazi ya epoksi.

13. Mienendo na Maendeleo ya Tasnia

Tasnia ya optoelektroniki inaendelea kusukuma kwa ufanisi wa juu zaidi (lumeni zaidi kwa watt), uboreshaji wa kuonyesha rangi, na udogo mkubwa zaidi. Ingawa AlInGaP inatawala wigo unaoonekana wa urefu wa wimbi mrefu, teknolojia ya InGaN (Indiamu Galiamu Nitraidi) inajulikana kwa LED za bluu, kijani na nyeupe. Mienendo inayohusiana na bidhaa hii inajumuisha kupitishwa kwa kuongezeka kwa michakato ya kuuza isiyo na risasi (iliyoshughulikiwa na wasifu uliotolewa), mahitaji ya vifurushi vidogo vyenye nguvu ya optiki iliyohifadhiwa au kuongezeka, na ujumuishaji wa utendaji changamano zaidi (kama vile IC zilizojengwa kwa LED zinazoweza kushughulikiwa za RGB) ndani ya vifurushi vya LED. Msisitizo juu ya uaminifu na majaribio ya kawaida kwa matumizi ya magari na viwanda pia husababisha taratibu kali za kugawa na kuhitimu kwa vipengele kama LED hii ya rangi mbili.