LED ya SMD ya Kujazwa Kinyume ya Rangi ya Chungwa 611nm - Kifurushi cha EIA - 30mA - 75mW - Waraka wa Kiufundi kwa Kiswahili

1. Muhtasari wa Bidhaa

Waraka huu unaelezea kwa kina vipimo vya LED ya SMD yenye mwangaza mkubwa na inayojazwa kinyume. Kifaa hiki hutumia chipu ya semikondukta ya Aluminium Indiamu Galiamu Fosfidi (AlInGaP), inayojulikana kwa ufanisi na utendaji wake katika wigo wa urefu wa wimbi la chungwa-nyekundu. LED imewekwa kwenye kifurushi cha kawaida kinachokubaliana na EIA chenye lenzi wazi, iliyoundwa kwa matumizi yanayohitaji mwanga wa chungwa thabiti na unaoendelea. Faida zake kuu za ubunifu ni pamoja na ulinganifu na mifumo ya usanikishaji ya kiotomatiki ya 'pick-and-place' na ufaafu kwa michakato ya juu ya joto ya kuuza kwa njia ya IR reflow, na kufanya iwe bora kwa utengenezaji wa kisasa wa umeme kwa wingi.

2. Uchambuzi wa Kina wa Vigezo vya Kiufundi

2.1 Viwango vya Juu Kabisa

Mipaka ya uendeshaji ya kifaa hufafanuliwa chini ya halijoto ya mazingira (Ta) ya 25°C. Kuzidi viwango hivi kunaweza kusababisha uharibifu wa kudumu.

• Mtawanyiko wa Nguvu (Pd):75 mW. Hii ndiyo kiwango cha juu cha nguvu ambacho kifaa kinaweza kutawanya kwa usalama kama joto.
• Kilele cha Mwendo wa Mbele (I_FP):80 mA. Mwendo huu unaruhusiwa tu chini ya hali ya mipigo, haswa kwenye mzunguko wa kazi wa 1/10 na upana wa pigo la 0.1ms, na kuruhusu mwonekano mfupi wa kiwango cha juu.
• Mwendo wa Mbele unaoendelea (I_F):30 mA. Hii ndiyo kiwango cha juu cha mwendo unaopendekezwa kwa uendeshaji wa DC unaoendelea, ambacho hufafanua hatua ya kawaida ya uendeshaji kwa vipimo vya nguvu ya mwanga.
• Voltage ya Nyuma (V_R):5 V. Kutumia voltage ya nyuma zaidi ya kikomo hiki kunaweza kuvunja makutano ya PN ya LED.
• Anuwai ya Halijoto ya Uendeshaji na Uhifadhi:-55°C hadi +85°C. Kifaa hiki kimekadiriwa kwa ustahimilivu wa halijoto ya kiwango cha viwanda.
• Kilele cha Halijoto cha Kuuza kwa IR Reflow:260°C kwa upeo wa sekunde 10, ikilingana na mahitaji ya usanikishaji yasiyo na risasi (Pb-free).

2.2 Sifa za Umeme-na-Optiki

Vigezo muhimu vya utendaji hupimwa kwa Ta=25°C na mwendo wa mbele (I_F) wa 20 mA, isipokuwa ikitajwa vinginevyo.

• Nguvu ya Mwanga (I_V):Inaanzia kiwango cha chini cha 45.0 mcd hadi thamani ya kawaida ya 90.0 mcd. Nguvu hupimwa kwa kutumia sensor iliyochujwa ili kufanana na mkunjo wa majibu ya jicho la binadamu la photopic (CIE).
• Pembe ya Kuona (2θ_1/2):Digrii 130. Pembe hii pana ya kuona, iliyofafanuliwa kama pembe kamili ambapo nguvu hushuka hadi nusu ya thamani yake ya mhimili, inaonyesha muundo wa utoaji wa Lambertian au karibu na Lambertian unaofaa kwa taa za eneo au viashiria vinavyohitaji kuonekana kwa upana.
• Urefu wa Wimbi la Kilele (λ_P):611 nm. Hii ndiyo urefu wa wimbi ambapo usambazaji wa nguvu ya wigo hufikia kilele chake.
• Urefu wa Wimbi Kuu (λ_d):605 nm. Inayotokana na kuratibu za rangi za CIE, urefu huu mmoja wa wimbi unawakilisha vyema rangi inayoonekana (chungwa) ya LED.
• Upana wa Wigo wa Wimbi (Δλ):17 nm. Upana huu mwembamba ni sifa ya teknolojia ya AlInGaP, na kutoa usafi wa rangi uliojaa.
• Voltage ya Mbele (V_F):Kwa kawaida 2.4 V, na upeo wa 2.4 V kwa I_F=20mA. Wabunifu lazima wazingatie kushuka kwa voltage hii wakati wa kuhesabu vipinga vya kikomo vya mwendo mfululizo.
• Mwendo wa Nyuma (I_R):Upeo wa 10 μA kwa V_R=5V, ikionyesha ubora mzuri wa makutano.
• Uwezo wa Umeme (C):40 pF kwa bias ya 0V na 1 MHz. Kigezo hiki kina uhusiano na matumizi ya kubadili au kuzidisha mzunguko wa juu.

3. Maelezo ya Mfumo wa Kugawa kwenye Makundi

Ili kuhakikisha uthabiti wa rangi na mwangaza katika uzalishaji, LED zinasagwa na kuwekwa kwenye makundi kulingana na nguvu ya mwanga iliyopimwa kwa 20mA.

• Msimbo wa Kikundi P:45.0 – 71.0 mcd
• Msimbo wa Kikundi Q:71.0 – 112.0 mcd
• Msimbo wa Kikundi R:112.0 – 180.0 mcd
• Msimbo wa Kikundi S:180.0 – 280.0 mcd

Toleo la +/-15% linatumika ndani ya kila kikundi cha nguvu. Waraka haujataja makundi tofauti ya urefu wa wimbi au voltage ya mbele kwa nambari hii ya sehemu, ikionyesha udhibiti mkali kwenye vigezo hivyo au utoaji wa kikundi kimoja.

4. Uchambuzi wa Mkunjo wa Utendaji

Wakati mikunjo maalum ya picha inarejelewa lakini haionyeshwi katika maandishi yaliyotolewa, uhusiano wa kawaida kwa LED kama hizi unaweza kudhaniwa na ni muhimu kwa ubunifu:

• Mkunjo wa I-V (Mwendo-Voltage):Inaonyesha sifa ya kawaida ya diode ya kielelezo. Voltage ya mbele ina mgawo hasi wa halijoto, ikimaanisha V_Fhupungua kidogo halijoto ya makutano inapopanda.
• Nguvu ya Mwanga dhidi ya Mwendo wa Mbele:Nguvu ni takriban sawia na mwendo wa mbele katika anuwai ya kawaida ya uendeshaji lakini itajaa kwa mikondo ya juu sana kutokana na kushuka kwa joto na ufanisi.
• Nguvu ya Mwanga dhidi ya Halijoto ya Mazingira:Kwa LED za AlInGaP, nguvu ya mwangaza kwa kawaida hupungua halijoto ya mazingira (na makutano) inapopanda. Kupunguzwa huku kwa joto lazima kuzingatiwe katika mazingira ya halijoto ya juu.
• Usambazaji wa Wigo:Mkunjo mwembamba, kama wa Gaussian uliokuzunguka 611 nm (kilele) na nusu-upana wa 17 nm, ukithibitisha utoaji wake wa chungwa wa rangi moja.

5. Taarifa za Mitambo na Kifurushi

5.1 Vipimo vya Kifurushi na Ubaguzi wa Miguu

The LED conforms to a standard EIA package outline. Key dimensional notes include:

• Vipimo vyote vinatolewa kwa milimita, na toleo la jumla la ±0.10 mm isipokuwa ikitajwa vinginevyo.
• Uteuzi wa "kujazwa kinyume" kwa kawaida unaonyesha kuwa LED imewekwa na uso wake mkuu wa kutolea mwanga ukiangalia bodi ya mzunguko wa kuchapishwa (PCB), na mwanga ukitoka kupitia ufunguzi au kuakisiwa. Mchoro halisi wa mitambo ungefafanua mwelekeo wa lenzi kuhusiana na pad.
• Ubaguzi wa miguu unaonyeshwa kwenye kifurushi cha kifaa (mfano, alama ya cathode, mkono, au nukta) na lazima iendane kwa usahihi na mchoro wa PCB.

5.2 Muundo Unaopendekezwa wa Pad ya Kuuza

Muundo unaopendekezwa wa ardhi ya pad ya kuuza hutolewa ili kuhakikisha kuuza sahihi, uthabiti wa mitambo, na upunguzaji wa joto wakati wa reflow. Kufuata mchoro huu ni muhimu ili kuzuia "tombstoning" (kifaa kusimama) au uundaji duni wa viungo vya kuuza.

6. Miongozo ya Usanikishaji na Ushughulikiaji

6.1 Mchakato wa Kuuza

Kifaa hiki kinaendana kabisa na michakato ya kuuza ya IR reflow kwa kutumia solder isiyo na risasi (Pb-free). Profaili ya reflow inayopendekezwa hutolewa, ikizingatia viwango vya JEDEC.

• Jokofu:150–200°C kwa upeo wa sekunde 120 ili kupokanzwa bodi hatua kwa hatua na kuamilisha flux.
• Halijoto ya Kilele:Upeo wa 260°C. Kifaa hakipaswi kuzidi halijoto hii.
• Muda Juu ya Liquidus:Profaili inapaswa kudhibiti muda ambao kifaa hutumia juu ya kiwango cha kuyeyuka cha solder kwa kile kinachohitajika kwa kiungo cha kuaminika, kwa kawaida karibu sekunde 10 za upeo kwenye halijoto ya kilele.
• Chuma cha Kuuza:Ikiwa kuuza kwa mkono kunahitajika kwa matengenezo, halijoto ya juu ya ncha ya 300°C na muda wa mguso wa sekunde 3 au chini inapendekezwa, na mara moja tu.

6.2 Kusafisha

Ikiwa kusafisha baada ya kuuza kunahitajika, vimumunyisho vilivyobainishwa tu vinapaswa kutumika. Wakala unaopendekezwa ni pombe ya ethyl au pombe ya isopropyl kwenye halijoto ya kawaida, na muda wa kuzamishwa chini ya dakika moja. Kemikali zisizobainishwa zinaweza kuharibu lenzi ya epoxy au kifurushi.

6.3 Uhifadhi na Uvumilivu wa Unyevu

LED hizi ni nyeti kwa unyevu (MSL 2a).

• Mfuko Uliofungwa:Hifadhi kwa ≤30°C na ≤90% RH. Maisha ya rafu ni mwaka mmoja wakati mfuko wa asili wa kizuizi cha unyevu na dawa ya kukausha haujafunguliwa.
• Mfuko Uliofunguliwa:Baada ya kufungua, mazingira ya uhifadhi hayapaswi kuzidi 30°C / 60% RH. Vipengele vinapaswa kupitishwa kwenye IR reflow ndani ya saa 672 (siku 28).
• Mfiduo Ulioongezeka:Kwa uhifadhi zaidi ya saa 672 nje ya mfuko wa asili, oka kwa takriban 60°C kwa angalau saa 20 kabla ya kuuza ili kuondoa unyevu uliokwama na kuzuia "popcorning" (kifurushi kuvunjika wakati wa reflow).

6.4 Tahadhari za Kutokwa na Umeme tuli (ESD)

LED zinaathirika na uharibifu kutokana na kutokwa kwa umeme tuli. Tahadhari za ushughulikiaji ni pamoja na kutumia mikanda ya mkono iliyowekwa ardhini, glavu za kupinga umeme tuli, na kuhakikisha vifaa vyote na nyuso za kazi zimewekwa ardhini ipasavyo.

7. Ufungaji na Kuagiza

• Utepe na Reel:Vifaa vinatolewa kwenye utepe wa kubeba uliochongwa wenye upana wa 8mm ulioviringishwa kwenye reeli zenye kipenyo cha inchi 7 (178mm).
• Idadi kwa Reel:Vipande 3000.
• Kiwango cha Chini cha Kuagiza (MOQ):Vipande 500 kwa idadi iliyobaki.
• Viwango vya Ufungaji:Inalingana na vipimo vya ANSI/EIA-481. Utepe una muhuri wa kifuniko, na upeo wa mifuko miwili mfululizo tupu inaruhusiwa.

8. Vidokezo vya Utumizi na Mazingatio ya Ubunifu

8.1 Mazingira ya Kawaida ya Utumizi

LED hii ya chungwa inafaa kwa anuwai pana ya matumizi ya kiashiria na mwanga, ikiwa ni pamoja na lakini sio mdogo kwa:

• Viashiria vya hali kwenye umeme wa watumiaji, paneli za udhibiti wa viwanda, na vifaa vya mtandao.
• Mwanga wa nyuma kwa maandishi kwenye swichi, kibodi, au paneli za utando.
• Taa za ndani za magari (zisizo muhimu).
• Alama na taa za mapambo ambapo rangi ya chungwa inahitajika.

Tangazo Muhimu:Kifaa hiki kinakusudiwa kwa vifaa vya kawaida vya umeme. Matumizi yanayohitaji uaminifu wa kipekee ambapo kushindwa kunaweza kuhatarisha maisha au afya (mfano, usafiri wa anga, misaada ya maisha ya matibabu, mifumo ya usalama wa usafiri) yanahitaji mashauriano na utambuzi wa awali.

8.2 Ubunifu wa Saketi ya Kuendesha

LED ni kifaa kinachoendeshwa na mwendo. Kipinga cha kikomo cha mwendo mfululizo ni lazima wakati wa kuendesha kutoka kwa chanzo cha voltage ili kuweka mwendo unaotaka wa uendeshaji na kuzuia kukimbia kwa joto. Thamani ya kipinga (R_s) inaweza kuhesabiwa kwa kutumia Sheria ya Ohm: R_s= (V_usambazaji- V_F) / I_F. Kwa uendeshaji thabiti juu ya halijoto, viendeshi vya mwendo thabiti vinapendekezwa, hasa kwa miundo inayofanya kazi karibu na viwango vya juu kabisa au katika mazingira tofauti ya joto.

8.3 Usimamizi wa Joto

Ingawa kifurushi ni kidogo, kusimamia mtawanyiko wa nguvu wa juu wa 75mW ni muhimu kwa muda mrefu na kudumisha pato la mwanga. Eneo la shaba linalotoshea kwenye PCB lililounganishwa na pad za joto (ikiwa zipo) au viungo vya kuuza vya LED husaidia kuongoza joto mbali na makutano. Kufanya kazi kwa mikondo ya chini kuliko upeo wa 30mA hupunguza kwa kiasi kikubwa mtawanyiko wa nguvu na halijoto ya makutano, na kuongeza maisha ya uendeshaji.

9. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

Faida kuu za jukwaa hili maalum la LED ni pamoja na:

• Uwezo wa Kujazwa Kinyume:Hutoa kubadilika kwa ubunifu kwa kuunda athari maalum za optiki au kufikia usakinishaji wa wastani ambapo chanzo cha mwanga kimefichwa.
• Teknolojia ya AlInGaP:Hutoa ufanisi wa juu na uthabiti bora wa halijoto kwa rangi za chungwa/nyekundu ikilinganishwa na teknolojia za zamani kama GaAsP.
• Pembe Pana ya Kuona (130°):Hutoa mwanga mpana, sawa unaofaa kwa viashiria vya paneli.
• Ulinganifu Imara wa Usanikishaji:Imethibitishwa kwa uwekaji wa kiotomatiki na profaili za kawaida za IR reflow zisizo na risasi, na kupunguza utata na gharama ya utengenezaji.

10. Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara (FAQ)

Q1: Kuna tofauti gani kati ya urefu wa wimbi la kilele (611nm) na urefu wa wimbi kuu (605nm)?

A1: Urefu wa wimbi la kilele ndio kilele cha kimwili cha wigo wa mwanga unaotolewa. Urefu wa wimbi kuu ni thamani iliyohesabiwa kulingana na mtazamo wa rangi wa binadamu (chati ya CIE) ambayo inalingana zaidi na hue inayoonekana. Kwa LED za rangi moja kama hii, ziko karibu lakini si sawa.

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

A2: Ndio, 30mA ndiyo kiwango cha juu cha mwendo wa mbele wa DC unaoendelea. Hata hivyo, kwa maisha bora na uaminifu, kuendesha kwa mwendo wa chini (mfano, 20mA) mara nyingi kunapendekezwa, kwani hupunguza halijoto ya makutano na mkazo.

Q3: Kwa nini kuna mfumo wa kugawa kwenye makundi kwa nguvu ya mwanga?

A3: Tofauti za utengenezaji husababisha tofauti ndogo katika pato la mwanga. Kugawa kwenye makundi husaga LED na kuwaweka katika makundi yenye utendaji sawa, na kuwaruhusu wabunifu kuchagua kikundi kinachokidhi mahitaji yao ya mwangaza na kuhakikisha uthabiti katika vitengo vingi vya bidhaa.

Q4: Ni muhimu kiasi gani maisha ya sakafu ya saa 672 baada ya kufungua mfuko?

A4: Ni muhimu sana kwa kuuza kwa kuaminika. Kuzidi muda huu wa mfiduo bila mzunguko wa kukausha kunaweza kusababisha unyevu uliokwama kuwa mvuke wakati wa reflow, na kusababisha uharibifu wa ndani au mivunjiko kwenye kifurushi cha LED.

11. Uchambuzi wa Kesi ya Ubunifu na Matumizi

Hali: Kubuni Paneli ya Kiashiria cha Hali kwa Ruta ya Viwanda.

Mbunifu anahitaji LED nyingi za chungwa za "Shughuli" kwenye paneli ya mbele. Wanachagua LED hii kwa mwangaza wake, pembe pana ya kuona, na ulinganifu na usanikishaji wa kiotomatiki. Ubunifu hutumia reli ya usambazaji ya 3.3V. Kwa lengo la mwendo wa kawaida wa uendeshaji wa 20mA, kipinga cha mfululizo kinahesabiwa: R = (3.3V - 2.4V) / 0.020A = 45 Ohms. Kipinga cha kawaida cha 47-ohm kinachaguliwa. Mpangilio wa PCB hutumia mchoro unaopendekezwa wa pad ya kuuza na unajumuisha muunganisho mdogo wa upunguzaji wa joto kwa ndege ya ardhini kwa ajili ya kutawanya joto. LED zimebainishwa kutoka kwa Msimbo wa Kikundi Q (71-112 mcd) ili kuhakikisha mwangaza wa kutosha na sawa. Bodi zilizosanikishwa hupitia tanuri ya kawaida ya reflow isiyo na risasi kwa kutumia profaili inayolingana na JEDEC, na kusababisha viungo vya kuuza vya kuaminika bila uharibifu wa joto kwa vipengele.

12. Utangulizi wa Kanuni ya Teknolojia

LED hii inategemea nyenzo ya semikondukta ya Aluminium Indiamu Galiamu Fosfidi (AlInGaP) iliyokua kwenye msingi. Wakati voltage ya mbele inatumiwa kwenye makutano ya PN, elektroni na mashimo hujumuishwa tena katika eneo lenye shughuli, na kutolea nishati kwa njia ya fotoni - mchakato unaoitwa electroluminescence. Uwiano maalum wa aluminium, indiamu, na galiamu katika kimiani cha fuwele huamua nishati ya pengo la bendi, ambayo inafafanua moja kwa moja urefu wa wimbi (rangi) ya mwanga unaotolewa - katika kesi hii, chungwa (~605-611 nm). Lenzi wazi ya epoxy hufunga chipu, na kutoa ulinzi wa mitambo, kuunda boriti ya pato la mwanga (pembe ya kuona ya 130°), na kuongeza ufanisi wa uchimbaji wa mwanga.

13. Mienendo na Maendeleo ya Sekta

Mwelekeo katika LED za kiashiria za SMD unaendelea kuelekea ufanisi wa juu zaidi (pato zaidi la mwanga kwa kila kitengo cha pembejeo ya umeme), uboreshaji wa uthabiti wa rangi kupitia kugawa kwenye makundi kwa ukali, na uboreshaji wa uaminifu chini ya hali ya juu ya joto ya kuuza na uendeshaji. Pia kuna juhudi za kupunguza ukubwa huku ukidumisha au kuongeza utendaji wa optiki. Zaidi ya hayo, ushirikiano na umeme wa bodini (kama vipinga vya kikomo vya mwondo vilivyojengwa ndani au IC za kuendesha) katika vifurushi vya hali ya juu zaidi vinakuwa vya kawaida zaidi kwa ubunifu uliorahisishwa. Matumizi ya AlInGaP kwa rangi za chungwa/nyekundu/ya manjano bado ndiyo teknolojia kuu ya utendaji wa juu, ingawa utafiti unaoendelea kwenye nyenzo mpya kama perovskites unaweza kutoa njia mbadala za baadaye.