Karatasi ya Data ya LED ya Chip ya Kufunga Kinyume LTST-C230KSKT - Manjano - 20mA - 2.4V - Hati ya Kiufundi ya Kiswahili

1. Muhtasari wa Bidhaa

Hati hii inaelezea kwa kina vipimo vya LED ya Chip yenye mwangaza mkubwa, inayotumia teknolojia ya AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Phosphide) na kufungwa kinyume. Kifaa hiki kimeundwa kwa matumizi ya kufunga kwenye uso na kina lenzi wazi la maji linalotoa mwanga wa manjano. Kinafungwa kwenye mkanda wa mm 8 ulioviringishwa kwenye reeli zenye kipenyo cha inchi 7, na kwa hivyo kinaendana kabisa na mifumo ya usanikishaji ya kiotomatiki ya "pick-and-place" na michakato ya kawaida ya kuuza kwa reflow ya infrared (IR). Bidhaa hii inafuata maagizo ya RoHS (Kizuizi cha Vitu Hatari), na kwa hivyo inaainishwa kama bidhaa ya kijani.

1.1 Vipengele Muhimu na Soko Lengwa

Vipengele vikuu vya LED hii ni pamoja na muundo wake wa kufunga kinyume, ambao unaweza kuwa na faida kwa mpangilio maalum wa optiki au mitambo, na matumizi ya chip ya AlInGaP yenye mwangaza mkubwa sana, inayojulikana kwa ufanisi na uthabiti wake. Kifurushi kinaendana na viwango vya EIA (Ushirikiano wa Viwanda vya Elektroniki), na kuhakikisha upatikanaji mpana. Sifa zake za kuendesha zinazolingana na I.C. (Saketi Iliyojumuishwa) hufanya iweze kutumika moja kwa moja na matokeo ya microcontroller au saketi za kuendesha. LED hii inalenga matumizi katika vifaa vya elektroniki vya watumiaji, viashiria vya viwanda, taa za ndani za magari, na uangaziaji wa jumla ambapo usanikishaji wa kiotomatiki na wa kuaminika unahitajika.

2. Uchambuzi wa Kina wa Vigezo vya Kiufundi

2.1 Viwango vya Juu Kabisa

Viwango hivi vinaeleza mipaka ya mkazo ambayo ikiwa inazidi, kifaa kinaweza kuharibika kabisa. Vimeainishwa kwa joto la mazingira (Ta) la 25°C.

• Mtawanyiko wa Nguvu (Pd):75 mW. Hii ndiyo kiwango cha juu cha nguvu ambacho kifurushi cha LED kinaweza kutawanya kama joto.
• Mkondo wa Mbele wa Kilele (I_F(PEAK)):80 mA. Hii inaruhusiwa tu chini ya hali ya mipigo (mzunguko wa kazi 1/10, upana wa pigo 0.1ms) ili kuzuia kupata joto kupita kiasi.
• Mkondo wa Mbele wa DC (I_F):30 mA. Hii ndiyo mkondo wa juu unaopendekezwa kwa uendeshaji endelevu wa muda mrefu na wa kuaminika.
• Voltage ya Nyuma (V_R):5 V. Kuzidi voltage hii kwa upendeleo wa nyuma kunaweza kusababisha kuvunjika kwa kiungo.
• Safu ya Joto la Uendeshaji na Hifadhi:-55°C hadi +85°C. Kifaa kimeidhinishwa kwa uendeshaji na hifadhi katika safu hii pana ya joto la viwanda.
• Hali ya Kuuza kwa Infrared:Inastahimili joto la kilele la 260°C kwa sekunde 10, na inalingana na profaili za kuuza kwa reflow zisizo na risasi (Pb-free).

2.2 Sifa za Umeme na Taa

Hizi ni vigezo vya kawaida vya utendaji vinavyopimwa kwa Ta=25°C na I_F=20mA, isipokuwa ikisemwa vinginevyo.

• Ukali wa Mwangaza (I_V):18.0 - 60.0 mcd (millicandela). Ukali halisi unaainishwa (angalia Sehemu ya 3). Upimaji hufuata mkunjo wa majibu ya jicho ya CIE.
• Pembe ya Kuona (2θ_1/2):Digrii 130. Pembe hii pana ya kuona inaonyesha muundo wa utoaji wa mwanga uliotawanyika, usiojikita, unaofaa kwa uangaziaji wa eneo.
• Wavelength ya Utoaji wa Kilele (λ_P):588 nm. Hii ndiyo wavelength ambayo pato la nguvu la wigo ni la juu kabisa.
• Wavelength Kuu (λ_d):587 nm. Inatokana na mchoro wa rangi wa CIE, wavelength hii moja inawakilisha vyema rangi inayoonekana (manjano) ya LED.
• Nusu-Upana wa Mstari wa Wigo (Δλ):15 nm. Upana huu mwembamba ni sifa ya LED za AlInGaP, na hutoa usafi wa rangi uliojaa.
• Voltage ya Mbele (V_F):2.0V (Chini), 2.4V (Kawaida) kwa 20mA. Kigezo hiki ni muhimu sana kwa kubuni saketi ya kuzuia mkondo.
• Mkondo wa Nyuma (I_R):10 μA (Upeo) kwa V_R=5V.
• Uwezo (C):40 pF (Kawaida) kwa V_F=0V, f=1MHz. Inahusika kwa matumizi ya kubadili kwa kasi.

3. Maelezo ya Mfumo wa Uainishaji (Binning)

Ukali wa mwangaza wa LED hupangwa katika makundi ili kuhakikisha uthabiti. Msimbo wa kikundi kinaelezea safu ya chini na ya juu ya ukali uliopimwa kwa 20mA. Uvumilivu ndani ya kila kikundi ni +/-15%.

• Kikundi M:18.0 - 28.0 mcd
• Kikundi N:28.0 - 45.0 mcd
• Kikundi P:45.0 - 71.0 mcd
• Kikundi Q:71.0 - 112.0 mcd
• Kikundi R:112.0 - 180.0 mcd

Mfumo huu huruhusu wabunifu kuchagua LED zenye kiwango cha mwangaza kinachohitajika kwa matumizi yao, na kuhakikisha usawa wa kuonekana katika safu za LED nyingi.

4. Uchambuzi wa Mviringo wa Utendaji

Ingawa grafu maalum zimetajwa katika karatasi ya data (mfano, Fig.1, Fig.5), mikunjo ya kawaida kwa LED kama hizi ingejumuisha:

• Mkunjo wa I-V (Mkondo-Voltage):Inaonyesha uhusiano wa kielelezo kati ya voltage ya mbele na mkondo. Voltage ya goti ni karibu 2.0-2.4V.
• Ukali wa Mwangaza dhidi ya Mkondo wa Mbele:Ukali huongezeka takriban kwa mstari na mkondo hadi kufikia mkondo wa juu ulioidhinishwa.
• Ukali wa Mwangaza dhidi ya Joto la Mazingira:Ukali kwa kawaida hupungua kadiri joto la mazingira linavyoongezeka kwa sababu ya ufanisi wa quantum uliopungua na mchanganyiko usio na mnururisho ulioongezeka.
• Usambazaji wa Wigo:Grafu inayoonyesha pato la mwanga dhidi ya wavelength, ikifikia kilele cha 588nm na nusu-upana wa 15nm.
• Muundo wa Pembe ya Kuona:Mchoro wa polar unaoonyesha pembe kamili ya kuona ya digrii 130 ambapo ukali hupungua hadi nusu ya thamani yake kwenye mhimili.

5. Taarifa za Mitambo na Ufungaji

LED inakuja kwenye kifurushi cha kawaida cha SMD. Karatasi ya data inajumuisha michoro yenye vipimo kwa kina (kwa mm) ya sehemu yenyewe. Vidokezo muhimu vya mitambo ni pamoja na:

• Uvumilivu kwenye vipimo vingi ni ±0.10mm.
• Kifurushi kimeundwa kwa kufunga kinyume.
• Vipimo vipendekezavyo vya pedi ya solder hutolewa ili kuhakikisha muunganisho wa solder unaoaminika na usawa sahihi wakati wa reflow.
• Upekee wa polarity unaonyeshwa kwenye kifaa, ambacho ni muhimu sana kwa usakinishaji sahihi.

5.1 Ufungaji wa Mkanda na Reel

LED hutolewa kwenye mkanda wa kubeba wa mm 8 uliofungwa kwa mkanda wa jalada la juu, ulioviringishwa kwenye reeli zenye kipenyo cha inchi 7 (178mm).

• Idadi kwa Reel:Vipande 3000.
• Kiwango cha Chini cha Agizo (MOQ):Vipande 500 kwa idadi iliyobaki.
• Viwango vya Ufungaji:Inalingana na vipimo vya ANSI/EIA-481.
• Vipengele Vilivyokosekana:Upeo wa mifuko miwili mfululizo iliyokuwa tupu huruhusiwa kwa kila kiwango cha reel.

6. Miongozo ya Kuuza na Usanikishaji

6.1 Profaili ya Kuuza kwa Reflow

Profaili ya reflow ya IR inayopendekezwa kwa michakato isiyo na risasi imetolewa. Vigezo muhimu ni pamoja na:

• Joto-la-Kabla:150-200°C.
• Muda wa Joto-la-Kabla:Upeo wa sekunde 120.
• Joto la Kilele:Upeo wa 260°C.
• Muda Juu ya Liquidus (kwenye kilele):Upeo wa sekunde 10. LED haipaswi kufanyiwa reflow zaidi ya mara mbili.

Profaili hiyo inategemea viwango vya JEDEC. Wabunifu lazima waeleze mchakato wao maalum wa usanikishaji wa PCB, kwa kuzingatia muundo wa bodi, mchanga wa solder, na sifa za jokofu.

6.2 Kuuza kwa Mkono

Ikiwa kuuza kwa mkono kunahitajika:

• Joto la Chuma cha Kuuza:Upeo wa 300°C.
• Muda wa Kuuza:Upeo wa sekunde 3 kwa kila pini.
• Punguza hadi mzunguko mmoja tu wa kuuza.

6.3 Kusafisha

Ikiwa kusafisha baada ya kuuza kunahitajika:

• Tumia vilainishi vilivyobainishwa tu: pombe ya ethyl au pombe ya isopropyl kwa joto la kawaida.
• Muda wa kuzamishwa uwe chini ya dakika moja.
• Kemikali zisizobainishwa zinaweza kuharibu kifurushi cha LED.

6.4 Hali ya Hifadhi

• Kifurushi Kilichofungwa (kwa dawa ya kukausha):Hifadhi kwa ≤30°C na ≤90% RH. Tumia ndani ya mwaka mmoja.
• Kifurushi Kilichofunguliwa:Hifadhi kwa ≤30°C na ≤60% RH. Kwa vipengele vilivyotolewa kwenye ufungaji wa kuzuia unyevu, inapendekezwa kukamilisha reflow ya IR ndani ya saa 672 (siku 28, MSL 2a).
• Hifadhi ya Urefu (nje ya mfuko):Hifadhi kwenye chombo kilichofungwa chenye dawa ya kukausha au kwenye kikaushaji cha nitrojeni. Ikiwa imehifadhiwa kwa > saa 672, oka kwa 60°C kwa angalau saa 20 kabla ya kuuza ili kuondoa unyevu uliokwama na kuzuia "popcorning" wakati wa reflow.

7. Mapendekezo ya Matumizi na Mazingatio ya Ubunifu

7.1 Mazingira ya Kawaida ya Matumizi

• Viashiria vya Hali:Kwenye vifaa vya elektroniki vya watumiaji, vifaa vya nyumbani, na vifaa vya mtandao.
• Uangaziaji wa Nyuma:Kwa vitufe kwenye kibodi, swichi za utando, au paneli ndogo za LCD.
• Taa za Ndani za Magari:Kwa alama za dashibodi, uangaziaji wa swichi, au taa za mazingira.
• Viashiria vya Paneli za Viwanda:Kutoa hali ya kuona wazi katika paneli za udhibiti.

7.2 Njia ya Kuendesha na Ubunifu wa Saketi

LED ni vifaa vinavyotumia mkondo. Ili kuhakikisha pato la mwanga thabiti na maisha marefu:

• Daima tumia kizuizi cha mkondo au kiendesha cha mkondo thabiti.Usiunganishe moja kwa moja kwenye chanzo cha voltage.
• Hesabu kizuizi cha mfululizo kwa kutumia: R = (V_chanzo- V_F) / I_F. Tumia V ya juu kabisa_Fkutoka kwenye karatasi ya data kwa ubunifu uliojihadhari.
• Kwa mfano, kwa chanzo cha 5V na kulenga I_F=20mA: R = (5V - 2.4V) / 0.02A = 130 Ω. Kizuizi cha kawaida cha 130Ω au 150Ω kingefaa.
• Kwa kupunguza mwangaza kwa PWM (Ubadilishaji wa Upana wa Pigo), hakikisha mzunguko wa mawimbi uko juu vya kutosha (>100Hz) ili kuepuka kuwepo kwa kuwaka kunaonekana.

7.3 Tahadhari za Utoaji Umeme wa Tuli (ESD)

LED ni nyeti kwa ESD. Daima fuata tahadhari hizi wakati wa kushughulikia na usanikishaji:

• Tumia mkanda wa mkono uliogunduliwa au glavu za kuzuia umeme tuli.
• Hakikisha vituo vyote vya kazi, zana, na mashine zimegunduliwa ipasavyo.
• Hifadhi na usafirishe LED kwenye ufungaji salama wa ESD.

8. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

Ikilinganishwa na LED za zamani za kupenya kwenye tundu au aina nyingine za SMD, kifaa hiki kinatoa faida kadhaa:

• Muundo wa Kufunga Kinyume:Hutoa mabadiliko kwa ubunifu wa optiki ambapo uso unaotoa mwanga unahitaji kuwa karibu na PCB au kwa pembe maalum za kutoa mwanga.
• Teknolojia ya AlInGaP:Hutoa ufanisi wa juu na uthabiti bora wa joto ikilinganishwa na teknolojia za zamani kama GaAsP, na kusababisha pato la mwanga wa manjano lenye mwangaza zaidi na thabiti zaidi.
• Uendanaji Kamili wa SMD:Ufungaji wa mkanda-na-reel na uendanaji na reflow ya IR huruhusu usanikishaji wa kiotomatiki wa kasi ya juu na gharama nafuu, na kupunguza wakati wa utengenezaji na uwezekano wa makosa ya mikono.
• Pembe Pana ya Kuona:Pembe ya digrii 130 hutoa uangaziaji mpana na sawa badala ya boriti nyembamba, na hiyo ni bora kwa matumizi ya viashiria.

9. Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara (FAQs)

Q1: Kuna tofauti gani kati ya wavelength ya kilele (588nm) na wavelength kuu (587nm)?

A1: Wavelength ya kilele ni hatua ya kimwili ya pato la juu la wigo. Wavelength kuu ni thamani iliyohesabiwa kutoka kwa upimaji rangi ambayo inalingana zaidi na mtazamo wa jicho la mwanadamu wa rangi. Mara nyingi ziko karibu sana kwa LED za rangi moja kama hii.

Q2: Je, naweza kuendesha LED hii kwa 30mA endelevu?

A2: Ndio, 30mA ndiyo mkondo wa juu wa mbele wa DC ulioidhinishwa. Hata hivyo, kwa maisha marefu bora na kuzingatia joto la juu la mazingira, kuendesha kwa au chini ya 20mA ya kawaida kunapendekezwa. Daima zingatia usimamizi wa joto kwenye PCB.

Q3: "Kufunga kinyume" inamaanisha nini?

A3: Katika LED ya kawaida ya SMD, lenzi linaelekea mbali na PCB. Katika muundo wa kufunga kinyume, LED imekusudiwa kufungwa na lenzi likielekeakuelekeaPCB. Hii mara nyingi huhitaji tundu au ufunguzi kwenye PCB ili mwanga utoke, na kuruhusu muunganisho wa kipekee wa optiki.

Q4: Je, nawezaje kufasiri msimbo wa kikundi kwenye nambari ya sehemu?

A4: Msimbo wa kikundi (mfano, KSKT) haujaelezewa kikamilifu katika dondoo, lakini kwa kawaida unalingana na safu maalum za ukali wa mwangaza na wakati mwingine rangi. Orodha tofauti ya makundi (M, N, P, Q, R) iliyotolewa hutumiwa kubainisha daraja la ukali lililoodha. Wasiliana na hati kamili ya uainishaji ya mtengenezaji kwa ramani halisi ya kiambishi cha nambari ya sehemu.

10. Kisa cha Utafiti wa Ubunifu wa Vitendo

Mazingira:Kubuni kiashiria cha hali cha manjano chenye nguvu ndogo kwa kifaa kinachoweza kubebwa kinachoendeshwa na reli ya microcontroller ya 3.3V.

Hatua za Ubunifu:

1. Uchaguzi wa Mkondo:Chagua mkondo wa kuendesha wa 10mA kwa matumizi ya nguvu ndogo huku ukidumisha kuonekana kuzuri. Kulingana na mikunjo ya kawaida, ukali wa mwangaza kwa 10mA utakuwa takriban sawia na mkondo (takriban nusu ya thamani ya 20mA).
2. Hesabu ya Kizuizi:Kutumia V ya kawaida_F= 2.4V na chanzo = 3.3V. R = (3.3V - 2.4V) / 0.01A = 90 Ω. Thamani ya kawaida iliyo karibu ni 91 Ω.
3. Uangaliaji wa Mtawanyiko wa Nguvu:Nguvu kwenye LED: P_LED= V_F* I_F= 2.4V * 0.01A = 24 mW, chini kabisa ya upeo wa 75 mW. Nguvu kwenye kizuizi: P_R= (0.01A)^2 * 91Ω = 9.1 mW.
4. Mpangilio wa PCB:Fuata vipimo vipendekezavyo vya pedi ya solder kutoka kwenye karatasi ya data. Hakikisha alama ya polarity kwenye alama ya mguu inalingana na alama ya cathode ya LED. Ikiwa unatumia kipengele cha kufunga kinyume, buni ufunguzi unaofaa kwenye PCB chini ya eneo la LED.
5. ESD & Usanikishaji:Bainisha tahadhari za ESD kwenye mwongozo wa usanikishaji. Tumia vigezo vya profaili ya reflow inayopendekezwa kama hatua ya kuanzia kwa uthibitishaji wa mchakato.

11. Utangulizi wa Kanuni ya Teknolojia

LED inategemea nyenzo za semikondukta za AlInGaP zilizokua kwenye msingi. Wakati voltage ya mbele inatumiwa kwenye kiungo cha p-n, elektroni na mashimo huingizwa kwenye eneo lenye shughuli ambapo huchanganyika tena. Katika nyenzo zenye pengo la bandi moja kwa moja kama AlInGaP, uchanganyiko huu huruhusu nishati kwa njia ya fotoni (mwanga). Wavelength maalum ya mwanga wa manjano (~587-588 nm) imedhamiriwa na nishati ya pengo la bandi ya muundo wa AlInGaP. Lenzi la epoksi wazi la maji hufunika chip, na kutoa ulinzi wa mitambo, kuunda pato la mwanga (pembe ya kuona ya digrii 130), na kuongeza ufanisi wa kutoa mwanga.

12. Mienendo ya Sekta

Soko la LED za SMD linaendelea kubadilika kuelekea:

• Ufanisi wa Juu Zaidi:Lumeni zaidi kwa watt (lm/W), na kupunguza matumizi ya nishati kwa pato sawa la mwanga.
• Ufinyu:Ukubwa mdogo wa kifurushi (mfano, 0402, 0201) unaowezesha msongamano wa juu kwenye PCB.
• Uboreshaji wa Uthabiti wa Rangi:Uvumilivu mkali zaidi wa uainishaji kwa ukali na kuratibu za rangi, muhimu kwa matumizi yanayohitaji muonekano sawa.
• Uaminifu Ulioimarishwa:Utendaji bora chini ya joto na unyevu wa juu, na kupanua maisha ya uendeshaji katika mazingira magumu kama ya magari.
• Suluhisho Zilizojumuishwa:LED zenye vizuizi vya mkondo vilivyojengwa ndani, diode za Zener kwa ulinzi wa ESD, au hata IC za kuendesha, na kurahisisha ubunifu wa saketi.

LED hii ya AlInGaP ya kufunga kinyume inawakilisha suluhisho lililokomaa na la kuaminika ndani ya mwenendo huu mpana, na kutoa usawa wa utendaji, gharama, na uwezekano wa kutengenezwa kwa anuwai ya matumizi ya viashiria.