Mfafanuzi wa LED Nyekundu 0402 - 1.0x0.5x0.4mm - Voltage ya Mbele 1.6-2.4V - Nguvu 48mW - Karatasi ya Kiufundi

1. Muhtasari wa Bidhaa

1.1 Maelezo ya Jumla

LED hii ni diodi inayotoa mwanga nyekundu ya uso wa kupachika iliyotengenezwa kwa kutumia chipu nyekundu. Vipimo vya kifurushi ni 1.0 mm x 0.5 mm x 0.4 mm, na kuifanya inafaa kwa miundo minyembamba. Inatoa pembe pana ya mtazamo na inapatana na michakato ya kawaida ya kuuzia SMT. Kifaa kimeundwa kwa ajili ya viashiria vya matumizi ya jumla na maonyesho.

1.2 Vipengele

• Pembe pana sana ya mtazamo ya nyuzi 140.
• Inafaa kwa michakato yote ya kuuzia SMT na kuuzia kwa solder.
• Kiwango cha unyevu: Kiwango cha 3 (kulingana na JEDEC).
• Inatii kanuni za RoHS na haina vitu hatari.

1.3 Matumizi

• Viashiria vya macho katika vifaa vya elektroniki vya watumiaji.
• Mwangaza wa nyuma wa swichi na alama.
• Alama za kielektroniki za jumla na moduli za maonyesho.

2. Vigezo vya Kiufundi

2.1 Sifa za Umeme na Macho (kwa Ts=25°C, IF=5mA)

Ifuatayo ni sifa muhimu za umeme na macho zilizopimwa kwa mkondo wa mbele wa 5 mA na joto la kawaida la 25°C:

• Upana wa Nusu ya Mawimbi ya Mchanganyiko (Spectral Half Bandwidth):15 nm (kawaida). Hii inaonyesha upana wa wigo wa utoaji kwa nusu ya kiwango cha juu.
• Voltage ya Mbele (VF):Imegawanywa katika safu 8 kutoka 1.6 V hadi 2.4 V, kwa nyongeza za 0.1 V. Makundi yanajumuisha A1 (1.6-1.7V), A2 (1.7-1.8V), B1 (1.8-1.9V), B2 (1.9-2.0V), C1 (2.0-2.1V), C2 (2.1-2.2V), D1 (2.2-2.3V), D2 (2.3-2.4V).
• Urefu wa Wimbi Mkuu (Dominant Wavelength, λD):Inapatikana katika makundi matatu: F00 (625–630 nm), G00 (630–635 nm), H00 (635–640 nm).
• Nguvu ya Mwanga (Luminous Intensity, IV):Imepangwa katika makundi sita: A00 (8–12 mcd), B00 (12–18 mcd), C00 (18–28 mcd), D00 (28–43 mcd), E00 (43–65 mcd), F00 (65–100 mcd).
• Pembe ya Mtazamo (2θ1/2):Nyuzi 140 (kawaida), ikitoa muundo mpana wa mionzi.
• Mkondo Kurudi Nyuma (Reverse Current, IR):Kiwango cha juu 10 μA kwa voltage ya kurudi nyuma VR=5V.
• Upinzani wa Joto (Thermal Resistance, RTHJ-S):Kiwango cha juu 450 °C/W, ikionyesha upinzani wa joto kati ya kiungo na sehemu ya kuuzia.

2.2 Viwango vya Juu Kabisa vya Kutumiwa (Absolute Maximum Ratings)

Ili kuzuia uharibifu, LED haipaswi kuendeshwa zaidi ya mipaka ifuatayo:

• Utoaji wa Nguvu (Power Dissipation, Pd): 48 mW.
• Mkondo wa Mbele (Forward Current, IF): 20 mA mfululizo.
• Mkondo wa Kilele wa Mbele (Peak Forward Current, IFP): 60 mA (upana wa pigo 0.1 ms, mzunguko wa wajibu 1/10).
• Mvuto wa Umeme tuli (Electrostatic Discharge, ESD, HBM): 2000 V.
• Joto la Uendeshaji (Operating Temperature, Topr): -40 hadi +85 °C.
• Joto la Kuhifadhi (Storage Temperature, Tstg): -40 hadi +85 °C.
• Joto la Kiungo (Junction Temperature, Tj): 95 °C.

3. Mfumo wa Kupanga Makundi (Binning System)

3.1 Kupanga kwa Voltage ya Mbele

Voltage ya mbele inadhibitiwa kwa ukali kupitia mpangilio ili kuhakikisha utendaji thabiti katika mizunguko ya mfululizo na sambamba. Kuna makundi nane ya voltage kutoka 1.6 V hadi 2.4 V, kila moja likifunika dirisha la 0.1 V. Misimbo ya makundi ni A1, A2, B1, B2, C1, C2, D1, na D2.

3.2 Kupanga kwa Urefu wa Wimbi

Urefu wa wimbi mkuu umegawanywa katika vikundi vitatu ili kukidhi mahitaji maalum ya rangi: F00 (625–630 nm, nyekundu kuu), G00 (630–635 nm, nyekundu ya kawaida), na H00 (635–640 nm, nyekundu yenye urefu mrefu kidogo).

3.3 Kupanga kwa Nguvu ya Mwanga

Nguvu ya mwanga imegawanywa katika makundi sita ili kutoa uwezo wa kuchagua mwangaza. Makundi yanaanzia A00 (chini zaidi) hadi F00 (juu zaidi), yenye thamani kutoka 8 mcd hadi 100 mcd.

4. Mikondo ya Utendaji (Performance Curves)

4.1 Voltage ya Mbele dhidi ya Mkondo wa Mbele

Mkondo unaonyesha uhusiano wa kielelezo (logarithmic): kadiri mkondo wa mbele unavyoongezeka, voltage ya mbele pia huongezeka polepole. Kwa 5 mA, voltage ya kawaida ni karibu 1.8–2.0 V kulingana na kundi.

4.2 Mkondo wa Mbele dhidi ya Nguvu Jamil (Relative Intensity)

Utoaji wa mwanga wa jamaa huongezeka kwa mkondo wa mbele. Mkondo unakaribia kuwa mstari hadi 20 mA, ikionyesha ufanisi mzuri katika mikondo ya kawaida ya uendeshaji.

4.3 Joto la Plagi dhidi ya Nguvu Jamil

Kadiri joto la plagi linavyoongezeka, nguvu jamil hupungua. Kwa 85°C, nguvu inaweza kushuka hadi takriban 80–90% ya thamani yake kwa 25°C, kulingana na mkondo.

4.4 Joto la Plagi dhidi ya Mkondo wa Mbele

Joto la juu linahitaji kupunguzwa kwa mkondo wa mbele ili kuepuka kuzidi joto la juu la kiungo.

4.5 Mkondo wa Mbele dhidi ya Urefu wa Wimbi Mkuu

Kuongeza mkondo wa mbele husababisha mabadiliko kidogo katika urefu wa wimbi mkuu, kwa kawaida nanometer chache kuelekea urefu mrefu zaidi.

4.6 Nguvu Jamil dhidi ya Urefu wa Wimbi

Wigo wa utoaji una kilele karibu 625–640 nm na nusu-upana wa 15 nm, ikitoa rangi nyekundu nyembamba.

4.7 Muundo wa Mionzi (Radiation Pattern)

Mchoro wa mionzi unaonyesha pembe pana ya nyuzi 140, na kufanya LED ifae kwa mwangaza wa eneo pana katika matumizi ya viashiria.

5. Maelezo ya Mitambo na Kifurushi

5.1 Vipimo vya Kifurushi

Kifurushi cha LED kina urefu wa 1.0 mm × upana 0.5 mm × urefu 0.4 mm (urefu × upana × kimo). Mtazamo wa juu unaonyesha elektroni mbili: anodi na kathodi. Mtazamo wa chini unaonyesha pedi za solder za ukubwa tofauti kwa urahisi wa kitambulisho. Polarity ina alama ya ncha au dot juu ya uso.

5.2 Polarity na Muundo wa Kuuzia

Muundo uliopendekezwa wa kuuzia unajumuisha pedi mbili: moja kwa anodi (kubwa) na moja kwa kathodi (ndogo). Kuweka sahihi kunahakikisha polarity sahihi. Vipimo vya mpangilio vimetolewa kwenye karatasi: 0.6 mm kwa kila pedi na nafasi ya 0.5 mm.

5.3 Vipimo vya Tape na Reel

Tape ya kubeba inatumia upana wa 8 mm, na nafasi ya 2.00 mm kwa vifurushi vya sehemu. Kipenyo cha reel ni 178 mm, na upana wa 8.0 mm. Kila reel ina vipande 4000.

6. Miongozo ya Kuuzia na Kuweka (Soldering and Assembly Guidelines)

6.1 Kuuzia kwa SMT kwa Upitishaji Joto (Reflow)

Profaili iliyopendekezwa ya upitishaji joto inajumuisha kiwango cha kupanda hadi 3°C/s, kupasha joto awali kutoka 150°C hadi 200°C kwa sekunde 60–120, ikifuatiwa na kupanda hadi kilele cha joto cha 260°C (max) kwa muda wa sekunde 10. Punguza joto kwa kiwango cha hadi 6°C/s. Jumla ya muda kutoka 25°C hadi kilele haipaswi kuzidi dakika 8.

6.2 Kuuzia kwa Mkono

Ikiwa kuuzia kwa mkono ni lazima, tumia chuma cha kuuzia chenye joto chini ya 300°C na ukamilishe unganisho kwa chini ya sekunde 3. Kuuzia kwa mkono mara moja tu kunaruhusiwa kwa kila LED.

6.3 Urekebishaji na Ufanyaji Kazi Tena (Rework)

Urekebishaji baada ya kuuzia haupendekezwi. Ikiwa ni lazima, tumia chuma cha kuuzia chenye vichwa viwili na uhakikishe sifa za LED hazijaharibika. Epuka mkazo wa kimitambo wakati wa kupoa.

6.4 Tahadhari za Jumla

Usipande LED kwenye nyuso za PCB zilizopindika. Baada ya kuuzia, usipinde bodi au utumie mitetemo. Kupoa haraka baada ya upitishaji joto hairuhusiwi.

7. Maelezo ya Ufungaji na Kuagiza

7.1 Tape ya Kubeba na Reel

Ufungaji wa kawaida ni vipande 4000 kwa reel katika tape ya kubeba yenye upana 8 mm. Tape ina mashimo ya kulisha na tape ya kufunika juu. Reel imeandikwa namba ya sehemu, namba ya kundi, misimbo ya makundi, idadi, na tarehe.

7.2 Ufungaji Usio na Unyevu

LED husafirishwa kwenye mifuko inayozuia unyevu na kikaushaji ili kudumisha viwango vya chini vya unyevu. Kiwango cha MSL 3 kinahitaji kwamba baada ya kufunguliwa, vifaa lazima vitumike ndani ya masaa 168 ikiwa vimehifadhiwa kwa ≤30°C/60%RH. Kuoka kwa 60°C kwa masaa 24 kunahitajika ikiwa muda umepita.

7.3 Muhtasari wa Mtihani wa Kuegemea

Bidhaa hii imefaulu vipimo vya kawaida vya kuegemea ikijumuisha kuuzia kwa upitishaji joto (260°C, 10s, mizunguko 2), mzunguko wa joto (−40°C hadi 100°C, mizunguko 100), mshtuko wa joto (−40°C/100°C, mizunguko 300), uhifadhi wa joto la juu (100°C, masaa 1000), uhifadhi wa joto la chini (−40°C, masaa 1000), na mtihani wa maisha (25°C, 5mA, masaa 1000). Vigezo vya kushindwa hufafanuliwa kama mabadiliko ya VF >10%, IR >2x kikomo, au kushuka kwa nguvu >30%.

8. Mapendekezo ya Matumizi

8.1 Mizunguko ya Kawaida ya Matumizi

Kwa matumizi ya viashiria, kinzani cha kupunguza mkondo wa mfululizo kinapaswa kutumika. Kwa mfano, kwa usambazaji wa 5V na mkondo wa 5mA, kinzani karibu 640Ω (kwa VF≈1.8V) inafaa. Kwa mwangaza zaidi, endesha hadi 20mA kwa usimamizi mzuri wa joto.

8.2 Ulinzi wa ESD

LED ina uwezo wa kuhimili ESD wa 2000V (HBM). Hata hivyo, tahadhari za kawaida za ESD (kuweka ardhini, vifungo vya mkono, ionizer) zinapendekezwa wakati wa kushughulikia na kuweka.

8.3 Muundo wa Joto

Ingawa upinzani wa joto ni wa juu kiasi (450°C/W), nguvu ya chini ya utoaji inamaanisha joto linadhibitiwa. Hakikisha mgusano mzuri wa viungo vya kuuzia na epuka kuweka LED karibu na vyanzo vya nguvu vya joto vya juu.

9. Ulinganisho wa Kiufundi

9.1 Ulinganisho na LED Nyekundu za Kawaida za 0402

LED hii inatoa pembe pana zaidi ya mtazamo (140°) ikilinganishwa na vifaa vya kawaida vya 120°. Chaguo nyembamba za kupanga makundi huruhusu uthabiti bora wa rangi na mwangaza. Ukadiriaji wa ESD wa 2 kV ni wa juu kuliko LED nyingi za kawaida (kawaida 1 kV). Upinzani wa joto unalinganishwa na vifurushi sawa.

10. Maswali ya Kawaida

10.1 Je, ni mkondo gani uliopendekezwa wa mbele?

Mkondo wa kawaida wa majaribio ni 5 mA, lakini LED inaweza kuendeshwa hadi 20 mA mfululizo. Kwa kupiga pigo, hadi 60 mA kwa mzunguko wa wajibu wa 10%.

10.2 Je, nihifadhi vipi LED baada ya kufungua mfuko?

Hifadhi kwa ≤30°C na ≤60% RH. Tumia ndani ya masaa 168. Ikiwa haujatumika, oka kwa 60°C kwa masaa 24 kabla ya matumizi.

10.3 Je, ninaweza kutumia LED hizi katika matumizi ya nje?

Kiwango cha joto cha uendeshaji ni -40 hadi +85°C, kinachofaa kwa matumizi mengi ya nje ikiwa imelindwa vizuri kutokana na unyevu na mkazo wa kimitambo.

11. Mifano ya Matumizi ya Vitendo

11.1 Kiashiria cha Hali kwenye Kipochi cha Simu Mahiri

LED nyekundu ya 0402 inatumiwa kuashiria hali ya kuchaji. Kwa kiendeshi cha 5 mA, inatoa mwonekano wa kutosha. Pembe pana ya mtazamo inahakikisha kiashiria kinaonekana kutoka pembe mbalimbali.

11.2 Kibonyezi chenye Mwangaza wa Nyuma kwenye Kifaa cha Magari

LED nyingi za 0402 huwekwa nyuma ya alama ili kutoa mwangaza nyekundu unaofanana. Ukubwa mdogo unaruhusu uwekaji mnene.

12. Kanuni ya Uendeshaji

12.1 Kanuni ya Uendeshaji ya LED Nyekundu

LED inategemea kiungo cha semiconductor kilichotengenezwa kwa nyenzo inayotoa mwanga nyekundu (kwa kawaida AlGaInP au GaAsP). Wakati uelekezaji wa mbele unatumika, elektroni na matundu hujumuika katika eneo linalofanya kazi, ikitoa fotoni zenye nishati inayolingana na wigo wa nyekundu (625–640 nm). Nguvu ni sawia na mkondo. Chipu hiyo imefungwa katika kifurushi cha epoxy au silikoni cha uwazi kinachoelekeza mwanga nje.

13. Mwelekeo wa Maendeleo

13.1 Kupunguza Ukubwa na Kuongeza Ufanisi

Mwelekeo katika ufungaji wa LED ni kuelekea nyayo ndogo kama 0402 na hata 0201, bila kupoteza mwangaza au kuegemea. Maendeleo katika muundo wa chipu na teknolojia ya fosforasi (kwa LED nyeupe) yanaendelea kusukuma ufanisi juu. Kwa LED nyekundu, miundo iliyoboreshwa ya AlGaInP imesababisha ufanisi wa mwanga wa juu na uthabiti bora wa joto. Maendeleo ya baadaye yanaweza kujumuisha ulinzi wa ESD uliojumuishwa na uwezo wa juu wa nguvu katika vifurushi vidogo.