Table of Contents
- 1. Mchakato wa Bidhaa
- 2. Uchunguzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi
- 2.1 Viwango vya Juu Kabisa
- 2.2 Electrical & Optical Characteristics
- 3. Binning System Explanation
- 3.1 Forward Voltage Binning
- 3.2 Luminous Intensity Binning
- 3.3 Dominant Wavelength Binning
- 4. Performance Curve Analysis
- 5. Mechanical & Packaging Information
- 5.1 Package Dimensions
- 5.2 Soldering Pad Layout & Polarity
- 5.3 Tape and Reel Specifications
- 6. Soldering & Assembly Guidelines
- 6.1 Profaili ya Uuzaji wa Reflow
- 6.2 Hand Soldering
- 6.3 Cleaning
- 6.4 Tahadhari za Umeme wa Tuli (ESD)
- 7. Storage & Handling Conditions
- 8. Mapendekezo ya Utumiaji
- 8.1 Matukio ya Kawaida ya Utumizi
- 8.2 Mambo ya Kuzingatia katika Ubunifu
- 9. Technical Comparison & Differentiation
- 10. Maswali Yanayoulizwa Mara Kwa Mara (FAQ)
- 10.1 Kuna tofauti gani kati ya Peak Wavelength na Dominant Wavelength?
- 10.2 Je, naweza kuendesha LED hii bila kupinga ya kudhibiti mkondo?
- 10.3 Kwa nini kuna mfumo wa binning, na ni bin gani ninapaswa kuchagua?
- 10.4 Ninawezaje kufasiri hali ya kuuza "260°C kwa sekunde 10"?
- 11. Uchambuzi wa Kesi ya Uundaji wa Vitendo
- 12. Utangulizi wa Kanuni za Teknolojia
- 13. Industry Trends & Developments
1. Mchakato wa Bidhaa
Hati hiki hutoa maelezo ya kina ya kiufundi kwa kifaa cha LED cha aina ya side-looking surface-mount device (SMD). Sehemu hiyo imeundwa kwa matumizi yanayohitaji pembe ya kuona pana na mwangaza wa juu kutoka kwa kifurushi kidogo kinachotoa mwanga kwa upande. Inatumia chip ya semiconductor ya InGaN (Indium Gallium Nitride) kutoa mwanga wa kijani, ikitoa usawa wa ufanisi na utendaji unaofaa kwa mkusanyiko wa kisasa wa elektroniki.
LED imefungwa kwenye mkanda wa milimita 8 ulioviringishwa kwenye reeli zenye kipenyo cha inchi 7, na kufanya iwe sawa kabisa na vifaa vya kiotomatiki vya kasi ya juu vinavyochukua na kuweka vinavyotumika katika uzalishaji wa wingi. Muundo wake unazingatia kifurushi cha kawaida cha EIA (Electronic Industries Alliance), na kuhakikisha upatikanaji mpana ndani ya tasnia.
2. Uchunguzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi
2.1 Viwango vya Juu Kabisa
Vipimo vya juu kabisa hufafanua mipaka ya mkazo ambayo ikiwapitwa, kunaweza kusababisha uharibifu wa kudumu kwa kifaa. Thamani hizi zimebainishwa kwa joto la mazingira (Ta) la 25°C na hazipaswi kuzidi chini ya hali yoyote ya uendeshaji.
- Power Dissipation (Pd): 76 mW. Hii ndiyo kiwango cha juu cha nguvu ambacho kifurushi cha LED kinaweza kutawanya kama joto bila kuzidi mipaka yake ya joto.
- Peak Forward Current (IFP): 100 mA. Hii ndiyo kiwango cha juu cha mkondo wa mbele unaoruhusiwa kwa papo hapo, kwa kawaida huainishwa chini ya hali ya msukumo (mzunguko wa kazi 1/10, upana wa msukumo 0.1ms) ili kuzuia chipu joto kupita kiasi.
- DC Forward Current (IF): 20 mA. Hii ndiyo kiwango cha juu cha mkondo wa mbele unaopendekezwa kwa uendeshaji endelevu wa muda mrefu na wa kuaminika.
- Operating Temperature Range: -20°C to +80°C. The device is guaranteed to function within this ambient temperature range.
- Storage Temperature Range: -30°C to +100°C. The device can be stored without degradation within these limits.
- Infrared Reflow Soldering Condition: 260°C peak temperature for a maximum of 10 seconds. This defines the thermal profile tolerance for lead-free (Pb-free) solder assembly processes.
2.2 Electrical & Optical Characteristics
Tabia sifa za uendeshaji hupimwa kwa Ta=25°C na mkondo wa mbele (IF) wa 20 mA, isipokuwa ikitajwa vinginevyo. Vigezo hivi vinabainisha utendaji unaotarajiwa chini ya matumizi ya kawaida.
- Nguvu ya Mwangaza (Iv): Inaanzia kiwango cha chini cha 71.0 mcd hadi kiwango cha juu cha 450.0 mcd. Nguvu hiyo hupimwa kwa kutumia sensor iliyochujwa ili kufanana na mkunjo wa majibu ya CIE photopic (jicho la binadamu). Thamani halisi kwa kitengo maalum inategemea msimbo wake wa bin (angalia Sehemu ya 3).
- Pembe ya Kuona (2θ1/2): Digrii 130. Hii ndiyo pembe kamili ambayo kiwango cha mwangaza hupungua hadi nusu ya thamani yake kwenye mhimili wa kati (0°). Pembe pana ya kuona ya 130° hufanya LED hii ifae kwa taa za nyuma na matumizi ya viashiria ambapo mwanga unahitajika kuonekana kutoka upande.
- Urefu wa Wimbi la Utoaji wa Kilele (λP): 530 nm. Hii ndiyo urefu wa wimbi ambao pato la nguvu la wigo la LED liko kwenye kiwango chake cha juu zaidi.
- Urefu wa Wimbi Unaotawala (λd): 525 nm. Hii inatokana na mchoro wa rangi wa CIE na inawakilisha urefu wa wimbi mmoja unaoelezea kwa usahihi zaidi rangi inayoonekana ya mwanga unaotolewa. Ni uwakilishi sahihi zaidi wa rangi kuliko urefu wa wimbi wa kilele.
- Upana wa Nusu ya Mstari wa Wigo (Δλ): 35 nm. Kigezo hiki kinaonyesha usafi wa wigo au upana wa bendi ya mwanga unaotolewa, unapimwa kama upana kamili kwenye nusu ya kilele (FWHM) cha wigo wa utoaji.
- Voltage ya Mbele (VF): Kwa kawaida 3.20 V, na anuwai kutoka 2.80 V (Chini) hadi 3.60 V (Juu) kwenye IF=20mA. Hii ni punguzo la voltage kwenye LED inapofanya kazi.
- Reverse Current (IR): 10 μA (Max) when a reverse voltage (VR) of 5V is applied. It is critical to note that this LED is not designed for operation in reverse bias; this test condition is for leakage current characterization only.
3. Binning System Explanation
Ili kuhakikisha uthabiti katika uzalishaji wa wingi, LED zinasagwa katika makundi ya utendaji kulingana na vigezo muhimu. Hii inawawezesha wabunifu kuchagua sehemu zinazokidhi mahitaji maalum ya rangi, mwangaza, na voltage.
3.1 Forward Voltage Binning
Vipimo vimepangwa kulingana na voltage yao ya mbele (VF) kwenye 20mA. Uvumilivu ndani ya kila kundi ni +/-0.1V.
- Kikundi D7: VF = 2.80V - 3.00V
- Kikundi D8: VF = 3.00V - 3.20V
- Bin D9: VF = 3.20V - 3.40V
- Bin D10: VF = 3.40V - 3.60V
3.2 Luminous Intensity Binning
Vitengo vimepangwa kulingana na nguvu ya mwanga (Iv) kwa 20mA. Uvumilivu ndani ya kila bin ni +/-15%.
- Bin Q: Iv = 71.0 mcd - 112.0 mcd
- Bin R: Iv = 112.0 mcd - 180.0 mcd
- Bin S: Iv = 180.0 mcd - 280.0 mcd
- Bin T: Iv = 280.0 mcd - 450.0 mcd
3.3 Dominant Wavelength Binning
Vitengo vinagawanywa kulingana na urefu wao wa wimbi kuu (λd) kwenye 20mA. Uvumilivu ndani ya kila kikundi ni +/-1nm, kuhakikisha uthabiti mkali wa rangi.
- Kikundi AP: λd = 520.0 nm - 525.0 nm
- Bin AQ: λd = 525.0 nm - 530.0 nm
- Bin AR: λd = 530.0 nm - 535.0 nm
Selecting from specific bins allows for precise color matching and brightness uniformity in multi-LED applications, such as displays or backlight arrays.
4. Performance Curve Analysis
Ingawa mikunjo maalum ya michoro inatajwa kwenye karatasi ya data (mfano, Mchoro 1 kwa usambazaji wa wigo, Mchoro 5 kwa pembe ya kutazama), maana zao za kawaida zinachambuliwa hapa. Mikunjo hii ni muhimu sana kwa kuelewa tabia ya kifaa chini ya hali mbalimbali.
Mabadiliko ya Sasa ya Mbele dhidi ya Ukubwa wa Mwanga (Mkunjo wa I-Iv): Mwangaza wa LED unalingana moja kwa moja na mkondo wa mbele, kwa kawaida ukifuata uhusiano wa karibu laini ndani ya anuwai inayopendekezwa ya uendeshaji. Kuzidi kiwango cha juu cha mkondo wa DC hakutaongeza mwangaza kwa mstari tu, bali pia kutengeneza joto la kupita kiasi, kunaweza kupunguza maisha ya taa na kubadilisha urefu wa wimbi kuu.
Mkondo wa Mbele dhidi ya Voltage ya Mbele (Mkunjo wa I-V): Tabia ya I-V ya LED ni ya kielelezo. Ongezeko dogo la voltage zaidi ya voltage ya kawaida ya mbele (k.m., 3.2V) linaweza kusababisha ongezeko kubwa, linaloweza kuharibu, la mkondo ikiwa haujadhibitiwa ipasavyo na mzunguko wa kiendeshi au kipingamizi mfululizo.
Utengamano wa Joto: Utendaji wa LED unategemea joto. Kadiri halijoto ya makutano inavyoongezeka:
- Ukubwa wa Mwangaza hupungua. Halijoto za juu husababisha ufanisi wa ndani wa quantum kupungua, na kusababisha mwanga mdogo kwa mkondo sawa wa umeme.
- Forward Voltage inapungua. Bandgap ya semiconductor inapungua kidogo kwa joto, na hivyo kupunguza voltage inayohitajika kufikia mkondo fulani.
- Dominant Wavelength inabadilika. Kwa kawaida, kwa taa za mwanga za kijani (LED) zinazotegemea InGaN, urefu wa wimbi unaweza kubadilika kidogo kuelekea urefu wa wimbi mrefu zaidi (mabadiliko ya rangi nyekundu) joto linapopanda, jambo linaloathiri mtazamo wa rangi.
5. Mechanical & Packaging Information
5.1 Package Dimensions
LED ina sifa ya kifurushi cha SMD kinachotazama kando. Vipimo vyote muhimu, ikiwa ni pamoja na urefu wa mwili, upana, urefu, na nafasi za pini, zimetolewa kwenye michoro ya datasheet na uvumilivu wa jumla wa ±0.10 mm (0.004"). Usahihi huu unahakikisha kuwekewa na kuuzwa kwa uaminifu kwa mashine zilizobanwa.
5.2 Soldering Pad Layout & Polarity
The datasheet includes a suggested soldering pad footprint for PCB layout. Adhering to these recommendations is crucial for achieving a reliable solder joint and proper alignment. The component has a polarity marking (typically a cathode indicator on the package body). Correct orientation must be observed during assembly, as applying reverse voltage can instantly damage the LED.
5.3 Tape and Reel Specifications
The device is supplied on embossed carrier tape with a protective cover tape, wound onto 7-inch (178 mm) diameter reels. Standard reel quantity is 3000 pieces. Key tape specifications include pocket pitch, tape width, and reel dimensions, which are designed to be compliant with ANSI/EIA-481-1-A standards for automatic handling equipment.
6. Soldering & Assembly Guidelines
6.1 Profaili ya Uuzaji wa Reflow
Mfano wa mchakato wa kuyeyusha (IR reflow) unaopendekezwa kwa mchakato wa kuunganisha bila risasi (Pb-free) umetolewa. Vigezo muhimu vinajumuisha:
- Sehemu ya Kupasha Kabla (Pre-heat Zone): 150°C hadi 200°C, na muda wa juu wa kupasha kabla wa sekunde 120 ili kupokanzwa bodi na vipengele taratibu, kuamilisha flux na kupunguza mshtuko wa joto.
- Joto la Kilele (Peak Temperature): Kikomo cha juu ni 260°C. Sehemu hiyo haipaswi kufikiwa na joto linalozidi kiwango hiki.
- Muda Juu ya Kiowevu (TAL): Muda ambao solder inayeyuka ni muhimu sana kwa uundaji wa kiungo. Mpangilio unapendekeza kiwango cha juu cha sekunde 10 kwenye joto la kilele, na uyeyushaji usifanyike zaidi ya mara mbili.
6.2 Hand Soldering
Ikiwa uuzi wa mkono ni muhimu, tahadhari kubwa lazima ichukuliwe:
- Joto la Chuma: Kiwango cha Juu cha 300°C.
- Muda wa Kuuza: Kiwango cha Juu cha sekunde 3 kwa kiunganishi kilichoouzwa.
- Frequency: Inafanywe mara moja tu ili kuepuka mkazo wa joto kwenye kifurushi cha plastiki na vifungo vya waya vya ndani.
6.3 Cleaning
Ikiwa usafishaji baada ya kuuza umetakiwa, vimumunyisho vilivyobainishwa tu vinapaswa kutumiwa ili kuepuka kuharibu lenzi ya plastiki ya LED na kifurushi. Vyombo vya kusafisha vinavyopendekezwa ni vya msingi wa pombe, kama vile pombe ya ethili au pombe ya isopropili (IPA). LED inapaswa kuzamishwa kwenye joto la kawaida la chumba kwa chini ya dakika moja. Vyombo vikali vya kusafisha vya kemikali au visivyobainishwa lazima vijiepukwe.
6.4 Tahadhari za Umeme wa Tuli (ESD)
LEDs ni nyeti kwa utoaji umeme wa tuli (ESD) na mafuriko ya umeme. Tahadhari za usimamizi ni lazima:
- Tumia mkanda wa mkono uliowekwa ardhini au glavu za kuzuia umeme unaposhughulika na vifaa.
- Hakikisha vituo vyote vya kazi, vifaa, na zana zimewekwa ardhini ipasavyo.
- Hifadhi na usafirishi vipengele kwenye mfuko wa kinga ya ESD.
7. Storage & Handling Conditions
Uhifadhi sahihi ni muhimu ili kudumisha uwezo wa kuuza na uaminifu wa kifaa, hasa kwa vifurushi vya SMD vyenyye unyevunyevu.
- Mfuko Uliofungwa: LEDs zilizo kwenye mfuko wao asilia, usiofunguliwa wa kuzuia unyevunyevu (na dawa ya kukausha) zinapaswa kuhifadhiwa kwa ≤30°C na ≤90% unyevunyevu wa jamaa (RH). Maisha yaliyopendekezwa ya rafu chini ya hali hizi ni mwaka mmoja.
- Mfuko Uliofunguliwa: Mara kifurushi cha kizuizi cha unyevunyevu kimefunguliwa, mazingira ya uhifadhi hayapaswi kuzidi 30°C na 60% RH. Inapendekezwa sana kukamilisha mchakato wa kuunganisha IR reflow ndani ya wiki moja ya kufungua.
- Uhifadhi Uliopanuliwa (Uliofunguliwa): Kwa uhifadhi zaidi ya wiki moja, vipengele vinapaswa kuwekwa kwenye chombo kilichofungwa chenye dawa mpya ya kukausha au kwenye kikaushi kilichosafishwa kwa nitrojeni.
- Kupasha Joto: Ikiwa vipengele vimewekwa wazi kwa hali ya mazingira kwa zaidi ya wiki moja, mchakato wa baking (takriban 60°C kwa angalau saa 20) unapendekezwa kabla ya kuuza ili kuondoa unyevu uliokamatiwa na kuzuia "popcorning" (ufa wa kifurushi) wakati wa reflow.
8. Mapendekezo ya Utumiaji
8.1 Matukio ya Kawaida ya Utumizi
Profaili ya utoaji wa kuangalia kando na pembe ya kuona pana hufanya LED hii bora kwa matumizi kadhaa:
- Viashiria vya Hali kwenye Paneli Wima: Bora kwa vifaa ambapo PCB imewekwa kwa pembe ya kulia na mstari wa mtazamo wa mtumiaji, kama vile katika vifaa vya mtandao, mchanganyiko wa sauti, au paneli za udhibiti wa viwanda.
- Edge-Lit Backlighting: Inaweza kutumika kuangazia viongozi wa mwanga katika skrini ndogo, kibodi, au paneli za mapambo kutoka upande, na kuunda mng'ao sawasawa.
- Consumer Electronics: Taa za mwanga za kiashiria katika simu mahiri, kompyuta kibao, kompyuta mkononi, vifaa vya michezo, na vifaa vya nyumbani.
- Taa za Ndani za Magari: Kwa taa za ndani zisizo muhimu za hali, ikiwa mahitaji ya joto la uendeshaji na uaminifu yametimizwa.
8.2 Mambo ya Kuzingatia katika Ubunifu
- Kizuizi cha Mkondo: Daima endesha LED kwa chanzo cha mkondo thabiti au kizuizi cha mkondo kilichounganishwa mfululizo. Thamani ya kizuizi inaweza kuhesabiwa kwa kutumia fomula: R = (Vsupply - VF) / IF, ambapo VF ni voltage ya mbele ya kawaida au ya juu kutoka kwenye karatasi ya data ili kuhakikisha utendaji salama chini ya hali zote.
- Usimamizi wa Joto: Ingawa utokaji wa nguvu ni mdogo (76 mW), kuhakikisha eneo la kutosha la shaba karibu na sehemu za kuuza bati kwenye bodi ya mzunguko husaidia kutawanya joto, na kudumisha utendaji na umri wa LED, hasa katika hali ya joto kali ya mazingira au katika nafasi zilizofungwa.
- Ubunifu wa Kioo: Zingatia pembe ya kuona ya 130° wakati wa kubuni mabomba ya mwanga, lenzi, au vifaa vya kutawanya mwanga ili kukamata na kuongoza mwanga unaotolewa kwa ufanisi.
- Ulinzi dhidi ya Umeme wa Tuli (ESD) Katika matumizi yanayoweza kukumbwa na tukio la ESD, zingatia kuongeza diodes za kukandamiza voltage ya muda mfupi (TVS) au saketi nyingine ya ulinzi kwenye mistari ya kiendesha LED.
9. Technical Comparison & Differentiation
Ikilinganishwa na taa za kawaida za SMD zinazotoa mwanga kutoka juu, aina hii ya kutazama kando inatoa faida tofauti katika matumizi ambapo nafasi ya bodi ni ndogo kwenye uso wa juu au ambapo mwanga unahitaji kuelekezwa kwa usawa. Vipengele vyake muhimu vinavyotofautisha ni:
- Mwelekeo wa Kutolea Mwanga: Mwanga mkuu hutoka kwenye upande wa kifurushi, sio juu.
- Pembe Pana ya Kutazama: Pembe ya kuona ya 130° kwa kawaida ni pana kuliko LED nyingi zinazotoa mwanga kutoka juu, ikitoa uwanja mpana wa kuonekana.
- Uwezo wa Kufanana: Inadumisha uwezo kamili wa kufanana na michakato ya kawaida ya usanikishaji wa SMD (kutia ala ya reflow, kuchukua-na-kuweka), tofauti na vitoa mwanga vya upande maalum ambavyo vinaweza kuhitaji usanikishaji wa mikono.
- InGaN Technology: Matumizi ya InGaN kwa mwanga wa kijani hutoa ufanisi bora na utulivu bora wa utendaji ikilinganishwa na teknolojia za zamani kama AlInGaP kwa baadhi ya urefu wa mawimbi ya kijani.
10. Maswali Yanayoulizwa Mara Kwa Mara (FAQ)
10.1 Kuna tofauti gani kati ya Peak Wavelength na Dominant Wavelength?
Peak Wavelength (λP) ni urefu wa wimbi moja ambapo LED hutoa nguvu ya mwanga zaidi. Wavelength Kuu (λd) Inakokotwa kutoka kwa viwianishi vya rangi vya CIE na inawakilisha rangi inayoonekana. Kwa LED za rangi moja kama hii ya kijani, mara nyingi ziko karibu, lakini λd ndio kigezo muhimu zaidi katika kubainisha rangi katika matumizi yanayolenga binadamu.
10.2 Je, naweza kuendesha LED hii bila kupinga ya kudhibiti mkondo?
No. The forward voltage of an LED has a negative temperature coefficient and varies from unit to unit (as shown in the binning). Connecting it directly to a voltage source, even one matching its typical VF, will result in uncontrolled current flow, likely exceeding the absolute maximum rating and destroying the device instantly. A series resistor or constant-current driver is mandatory.
10.3 Kwa nini kuna mfumo wa binning, na ni bin gani ninapaswa kuchagua?
Mfumo wa kugawa vipande vya LED unazingatia tofauti za asili katika utengenezaji wa semiconductor. Unakuruhusu kuchagua sehemu zinazokidhi mahitaji yako maalum:
- Chagua Kikundi cha urefu wa wimbi kuu (AP, AQ, AR) kwa usawaziko mkali wa rangi kwenye LED nyingi katika onyesho.
- Chagua kiwango cha juu zaidi Kikundi cha Ukubwa wa Mwanga (S, T) ikiwa mwangaza wa juu zaidi ndio kipaumbele.
- Chagua Kikundi cha Voltage ya Mbele (D7-D10) ikiwa unatengeneza kwa usahihi wa kiwango cha voltage ya usambazaji wa nguvu.
10.4 Ninawezaje kufasiri hali ya kuuza "260°C kwa sekunde 10"?
Hii inamaanisha kuwa wakati wa mchakato wa kuuza reflow, joto lililopimwa kwenye waya au mwili wa kifurushi cha LED halipaswi kuzidi 260°C. Zaidi ya hayo, muda ambao joto liko kwenye au karibu na kilele hiki (kawaida ndani ya 5-10°C ya kilele) haupaswi kuzidi sekunde 10. Kuzidi viwango hivi kunaweza kuharibu kifurushi cha plastiki, kiambatisho cha die cha ndani, au miunganisho ya waya.
11. Uchambuzi wa Kesi ya Uundaji wa Vitendo
Hali: Kubuni kwa kiashiria cha hali kwa kifaa cha matibabu kinachobebeka. PCB imewekwa wima ndani ya kifuniko kijembamba. Kiashiria lazima kiwe kinachoonekana wazi kutoka kwa pembe pana na kuonyesha rangi ya kijani inayolingana.
Implementation:
- Component Selection: LED hii ya kuangalia upande imechaguliwa. Ili kuhakikisha uthabiti wa rangi, muundo unabainisha Bin AQ (525-530nm Urefu wa Mawimbi Unaotawala). Kwa mwangaza wa kutosha, Bin S (180-280 mcd) imechaguliwa.
- Usanifu wa Saketi: Kifaa kinatumia umeme wa mfumo wa 5V. Upinzani wa mfululizo unahesabiwa kwa kutumia VF ya juu kutoka kwenye karatasi ya data kwa usalama: R = (5V - 3.6V) / 0.020A = 70 Ohms. Thamani ya kawaida iliyo karibu zaidi ya 68 Ohms imechaguliwa, na kusababisha mkondo wa takriban (5V - 3.2V)/68Ω ≈ 26.5mA, ambao ni kidogo juu ya kawaida ya 20mA lakini bado ndani ya kiwango cha juu kabisa cha mkondo wa DC. MOSFET ya ishara ndogo inaweza kuongezwa kwa udhibiti wa microcontroller.
- PCB Layout: The suggested soldering pad layout from the datasheet is used. Additional thermal relief copper pours are added to the cathode and anode pads to aid heat dissipation without making hand rework difficult.
- Optical Integration: Mfereji wa mwanga rahisi, uliotengenezwa kwa plastiki uliokandwa, umebuniwa kuelekeza mwanga unaotolewa kwa upande hadi kwenye ufunguzi mdogo kwenye paneli ya mbele ya kifaa. Pembe ya kuona ya 130° ya LED inahakikisha kuunganishwa kwa ufanisi kwenye mfereji wa mwanga.
- Usanikishaji: LED zimehifadhiwa kwenye mifuko yake iliyofungwa hadi wakati wa matumizi. PCB iliyosanishwa hupitishwa kwenye upasuaji wa reflow kwa kutumia wasifu uliothibitishwa ambao unabaki ndani ya kikomo cha 260°C kwa sekunde 10.
12. Utangulizi wa Kanuni za Teknolojia
LED hii inategemea teknolojia ya semikondukta ya InGaN (Indium Gallium Nitride). Kanuni ya msingi ni mwanga wa umeme. Wakati voltage ya mbele inatumiwa kwenye makutano ya p-n ya semikondukta, elektroni kutoka eneo la aina-n na mashimo kutoka eneo la aina-p huingizwa kwenye eneo linalotumika (kisima cha quantum). Hapo, elektroni hujiunga tena na mashimo, na kutolea nishati kwa njia ya fotoni (mwanga). Urefu maalum wa wimbi (rangi) wa mwanga unaotolewa huamuliwa na nishati ya pengo la bendi ya nyenzo ya semikondukta, ambayo inadhibitiwa na muundo halisi wa aloi ya InGaN (uwiano wa Indium na Gallium). Maudhui ya indiamu ya juu kwa ujumla hubadilisha utoaji kuelekea urefu wa wimbi mrefu (k.m., kijani, badala ya bluu). Kifurushi cha kuangalia kando hupatikana kwa kuweka chip ya semikondukta kando ndani ya shimo la fremu ya kuongoza, ili uso wake mkuu wa kutoa mwanga uelekeze nje kupitia upande wa lenzi ya plastiki iliyotengenezwa, badala ya juu.
13. Industry Trends & Developments
Soko la SMD LED linaendelea kubadilika na mienendo kadhaa wazi:
- Ufanisi Ulioongezeka (lm/W): Uboreshaji unaoendelea wa sayansi ya nyenzo na usanifu wa chip hutoa pato la mwanga zaidi kwa kila kitengo cha nguvu ya umeme, na hivyo kupunguza matumizi ya nishati na mzigo wa joto.
- Kupunguzwa kwa Ukubwa: Vifurushi vinaendelea kupungua kwa ukubwa (k.m., kutoka saizi 0603 hadi 0402 hadi 0201) huku vikiweka au kuboresha utendaji wa macho, na hivyo kuwezesha miundo ya elektroniki yenye msongamano mkubwa na kompakt zaidi.
- Improved Color Consistency & Binning: Maendeleo katika ukuaji wa epitaxial na udhibiti wa utengenezaji husababisha usambazaji wa vigezo ulio mkali zaidi, kupunguza hitaji la uchambuzi wa makundi mwingi na kuboresha mavuno.
- Higher Reliability & Lifetime: Uboreshaji katika nyenzo za ufungaji (mfano, plastiki za joto la juu, kiambatisho cha die thabiti) na teknolojia ya chip huongeza maisha ya uendeshaji, na kufanya LEDs zifae kwa matumizi magumu zaidi ya magari, viwanda, na matibabu.
- Suluhisho Zilizounganishwa: Ukuaji katika LEDs zenye madereva vilivyojengwa ndani (ICs za mkondo thabiti), vipengele vya ulinzi (ESD, mawimbi makubwa), au hata vikokotoo vidogo kwa matumizi ya RGB yanayoweza kuanzishwa (mfano, LEDs za aina ya WS2812).
LED Specification Terminology
Complete explanation of LED technical terms
Photoelectric Performance
| Muda | Kipimo/Uwakilishi | Maelezo Rahisi | Kwa Nini Ni Muhimu |
|---|---|---|---|
| Ufanisi wa Mwangaza | lm/W (lumens kwa watt) | Mwanga unaotolewa kwa kila watt ya umeme, thamani kubwa inamaanisha ufanisi zaidi wa nishati. | Huamua kwa moja kiwango cha ufanisi wa nishati na gharama ya umeme. |
| Mfumko wa Mwanga | lm (lumens) | Jumla ya mwanga unaotolewa na chanzo, kwa kawaida huitwa "mwangaza". | Huamua ikiwa mwanga ni mkali wa kutosha. |
| Pembe ya Kuangalia | ° (digrii), mfano, 120° | Pembe ambayo kiwango cha mwanga hupungua hadi nusu, huamua upana wa boriti. | Huathiri anuwai ya mwangaza na usawa. |
| CCT (Joto la Rangi) | K (Kelvin), k.m., 2700K/6500K | Uwanga/baridi wa mwanga, thamani za chini za rangi ya manjano/joto, za juu nyeupe/baridi. | Huamua mazingira ya taa na matukio yanayofaa. |
| CRI / Ra | Hauna kitengo, 0–100 | Uwezo wa kuonyesha rangi za vitu kwa usahihi, Ra≥80 ni nzuri. | Huathiri ukweli wa rangi, hutumika katika maeneo yenye mahitaji makubwa kama vile maduka makubwa, makumbusho. |
| SDCM | Hatua za duaradufu za MacAdam, k.m., "hatua 5" | Kipimo cha uthabiti wa rangi, hatua ndogo zinaashiria rangi thabiti zaidi. | Inahakikisha rangi sawa kwenye kundi moja la LED. |
| Urefu wa Wimbi Kuu | nm (nanometers), mfano, 620nm (nyekundu) | Wavelength inayolingana na rangi ya LEDs zenye rangi. | Huamua rangi ya LEDs za rangi moja nyekundu, manjano, kijani. |
| Usambazaji wa Wigo | Mkunjo wa urefu wa mawimbi dhidi ya ukali | Inaonyesha usambazaji wa ukali kwenye urefu mbalimbali wa mawimbi. | Inaathiri uwasilishaji wa rangi na ubora. |
Vigezo vya Umeme
| Muda | Ishara | Maelezo Rahisi | Mazingatio ya Ubunifu |
|---|---|---|---|
| Voltage ya Mbele | Vf | Voltage ya chini ya kuwasha LED, kama "kizingiti cha kuanza". | Voltage ya kichocheo lazima iwe ≥Vf, voltages hujumlishwa kwa taa za LED zilizounganishwa mfululizo. |
| Forward Current | If | Thamani ya sasa ya uendeshaji wa kawaida wa LED. | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| Msimamo wa juu wa Sasa wa Pigo | Ifp | Sasa ya kilele inayoweza kustahimili kwa muda mfupi, inayotumika kwa kupunguza mwanga au kuwaka mara kwa mara. | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| Reverse Voltage | Vr | Max reverse voltage LED can withstand, beyond may cause breakdown. | Circuit must prevent reverse connection or voltage spikes. |
| Upinzani wa Joto | Rth (°C/W) | Upinzani wa uhamisho joto kutoka chip hadi solder, chini ni bora. | Upinzani wa joto wa juu unahitaji upunguzaji joto wenye nguvu zaidi. |
| ESD Immunity | V (HBM), k.m., 1000V | Uwezo wa kustahimili umeme wa tuli, thamani kubwa inamaanisha usioathirika kwa urahisi. | Hatua za kuzuia umeme zinahitajika katika uzalishaji, hasa kwa LED zenye unyeti. |
Thermal Management & Reliability
| Muda | Kipimo Muhimu | Maelezo Rahisi | Athari |
|---|---|---|---|
| Junction Temperature | Tj (°C) | Halisi ya joto la uendeshaji ndani ya chip ya LED. | Kupungua kwa kila 10°C kunaweza kuongeza maisha ya taa mara mbili; joto la juu sana husababisha kupungua kwa mwanga, na mabadiliko ya rangi. |
| Kupungua kwa Lumeni | L70 / L80 (masaa) | Muda wa mwangaza kupungua hadi asilimia sabini au themanini ya mwanzo. | Inafafanua moja kwa moja "maisha ya huduma" ya LED. |
| Lumen Maintenance | % (mfano, 70%) | Asilimia ya mwangaza uliobakizwa baada ya muda. | Inaonyesha udumishaji wa mwangaza kwa matumizi ya muda mrefu. |
| Mabadiliko ya Rangi | Δu′v′ or MacAdam ellipse | Kiwango cha mabadiliko ya rangi wakati wa matumizi. | Huathiri uthabiti wa rangi katika mandhari ya taa. |
| Uzeo wa Joto | Uharibifu wa Nyenzo | Uharibifu kutokana na joto la juu la muda mrefu. | Inaweza kusababisha kupungua kwa mwangaza, mabadiliko ya rangi, au kushindwa kwa mzunguko wazi. |
Packaging & Materials
| Muda | Aina za Kawaida | Maelezo Rahisi | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| Aina ya Kifurushi | EMC, PPA, Ceramic | Nyenzo ya kifurushi inayolinda chip, ikitoa kiolesura cha mwanga/joto. | EMC: upinzani mzuri wa joto, gharama nafuu; Ceramic: usambazaji bora wa joto, maisha marefu zaidi. |
| Muundo wa Chip | Front, Flip Chip | Chip electrode arrangement. | Flip chip: better heat dissipation, higher efficacy, for high-power. |
| Phosphor Coating | YAG, Silicate, Nitride | Covers blue chip, converts some to yellow/red, mixes to white. | Fosfori tofauti huathiri ufanisi, CCT, na CRI. |
| Lens/Optics | Flat, Microlens, TIR | Optical structure on surface controlling light distribution. | Determines viewing angle and light distribution curve. |
Quality Control & Binning
| Muda | Yaliyomo katika Uwekaji Makundi | Maelezo Rahisi | Madhumuni |
|---|---|---|---|
| Mfumo wa Flux ya Mwanga | Code mfano, 2G, 2H | Imevavanywa kwa mwangaza, kila kikundi kina thamani ya chini/ya juu ya lumen. | Inahakikisha mwangaza sawa katika kundi moja. |
| Voltage Bin | Code e.g., 6W, 6X | Grouped by forward voltage range. | Inarahisisha uendeshaji wa madereva, inaboresha ufanisi wa mfumo. |
| Color Bin | 5-step MacAdam ellipse | Grouped by color coordinates, ensuring tight range. | Guarantees color consistency, avoids uneven color within fixture. |
| CCT Bin | 2700K, 3000K etc. | Imeunganishwa kwa CCT, kila kimoja kina safu ya kuratibu inayolingana. | Inakidhi mahitaji ya CCT ya mandhari tofauti. |
Testing & Certification
| Muda | Kigezo/Majaribio | Maelezo Rahisi | Umuhimu |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Lumen maintenance test | Long-term lighting at constant temperature, recording brightness decay. | Inatumika kukadiria maisha ya LED (kwa TM-21). |
| TM-21 | Kigezo cha Kukadiria Maisha | Inakadiria maisha chini ya hali halisi kulingana na data ya LM-80. | Inatoa utabiri wa kisayansi wa maisha. |
| IESNA | Illuminating Engineering Society | Inashughuli na mbinu za majaribio ya mwanga, umeme na joto. | Msingi wa majaribio unaokubalika katika tasnia. |
| RoHS / REACH | Uthibitisho wa mazingira | Inahakikisha hakuna vitu hatari (risasi, zebaki). | Mahitaji ya ufikiaji wa soko kimataifa. |
| ENERGY STAR / DLC | Uthibitisho wa ufanisi wa nishati. | Uthibitisho wa ufanisi na utendaji wa nishati kwa taa. | Inatumika katika ununuzi wa serikali, programu za ruzuku, inaboresha ushindani. |