Hati ya Uchambuzi wa LED ya SMD LTST-C990NRKT-PO - AlInGaP Nyekundu - 20mA - 900-2240mcd - Hati ya Kiufundi ya Kiswahili

1. Muhtasari wa Bidhaa

Hati hii inatoa maelezo kamili ya kiufundi ya taa ya LED ya kifaa cha kushikiliwa kwenye uso (SMD). Sehemu hii imeundwa kwa ajili ya usanikishaji wa bodi ya mzunguko wa kuchapishwa (PCB) kiotomatiki, ikiwa na umbo dogo linalofaa kwa matumizi yenye nafasi ndogo. Kazi yake kuu ni kutumika kama kiashiria cha kuona au chanzo cha mwanga wa nyuma katika aina mbalimbali za vifaa vya elektroniki.

1.1 Faida za Msingi na Soko Lengwa

LED hutoa faida kadhaa muhimu kwa utengenezaji wa elektroniki wa kisasa. Inatumia chipu ya AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Phosphide) yenye Mwangaza Mkubwa Sana, ambayo hutoa ufanisi mkubwa wa mwanga kwa utoaji wa rangi nyekundu. Kifaa hiki kimefungwa kwenye mkanda wa mm 8 uliowekwa kwenye reeli yenye kipenyo cha inchi 7, ukifuata viwango vya EIA, na kufanya iwe sawa kabisa na vifaa vya kiotomatiki vya kasi ya juu vya kuchukua-na-kuweka. Zaidi ya hayo, imeundwa kustahimili michakato ya kawaida ya kuuza kwa kuyeyusha kwa mionzi ya infrared (IR) inayotumika kwenye laini za usanikishaji zisizo na risasi (Pb), na kuhakikisha ushikamano thabiti kwenye PCB. Bidhaa hii inafuata amri ya Kuzuia Vitu Hatari (RoHS).

Matumizi yanayolengwa ni mapana, yanajumuisha vifaa vya mawasiliano, vifaa vya otomatiki ya ofisi, vifaa vya nyumbani, na mifumo ya udhibiti wa viwanda. Matumizi maalum yanajumuisha mwanga wa nyuma wa vibonyezo na kibodi, taa za kiashiria cha hali, kuunganishwa kwenye maonyesho madogo, na mwanga wa jumla wa ishara au alama.

2. Uchambuzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi

Sehemu hii inaelezea kwa kina mipaka kamili na sifa za uendeshaji za LED. Vigezo vyote vimefafanuliwa kwa joto la mazingira (Ta) la 25°C isipokuwa ikiwa imebainishwa vinginevyo.

2.1 Viwango Vya Juu Kabisa

Viwango hivi vinafafanua mipaka ya mkazo ambayo inaweza kusababisha uharibifu wa kudumu kwa kifaa. Hakuna uhakikisho wa uendeshaji chini ya au kwenye mipaka hii.

• Mtawanyiko wa Nguvu (Pd):62.5 mW. Hii ndiyo kiwango cha juu cha nguvu ambayo kifurushi cha LED kinaweza kutawanya kama joto.
• Kilele cha Sasa cha Mbele (I_F(PEAK)):60 mA. Hii ndiyo kiwango cha juu cha sasa cha papo hapo cha mbele kinachoruhusiwa, kwa kawaida hubainishwa chini ya hali ya mipigo (mzunguko wa kazi 1/10, upana wa pigo 0.1ms) ili kudhibiti mkazo wa joto.
• Sasa ya DC ya Mbele ya Endelea (I_F):25 mA. Hii ndiyo sasa inayopendekezwa kwa uendeshaji endelevu.
• Voltage ya Nyuma (V_R):5 V. Kutumia voltage ya nyuma inayozidi thamani hii inaweza kusababisha kuvunjika na kushindwa.
• Safu ya Joto la Uendeshaji:-30°C hadi +85°C. Safu ya joto la mazingira ambayo LED imeundwa kufanya kazi ndani yake.
• Safu ya Joto la Hifadhi:-40°C hadi +85°C. Safu ya joto kwa ajili ya hifadhi isiyo ya uendeshaji.
• Hali ya Kuuza kwa Infrared:260°C kwa sekunde 10. Profaili ya juu ya joto ambayo kifurushi kinaweza kustahimili wakati wa kuuza kwa kuyeyusha upya.

2.2 Sifa za Umeme na Mwanga

Hizi ni vigezo vya kawaida vya utendaji vinavyopimwa chini ya hali za kawaida za majaribio.

• Ukali wa Mwanga (I_V):900.0 - 2240.0 mcd (millicandela). Inapimwa kwa sasa ya mbele (I_F) ya 20mA. Ukali huo hupimwa kwa kutumia mchanganyiko wa sensor na kichujio kinachokaribia mkunjo wa jicho (majibu ya jicho la CIE). Safu mpana inaonyesha mfumo wa uainishaji unatumiwa (angalia Sehemu ya 4).
• Pembe ya Kuona (2θ_1/2):Digrii 75. Hii ndiyo pembe kamili ambayo ukali wa mwanga ni nusu ya thamani iliyopimwa kwenye mhimili wa kati (0°). Pembe ya digrii 75 hutoa koni ya kuona pana kiasi.
• Urefu wa Wimbi la Kilele cha Utoaji (λ_P):639 nm (nanomita). Hii ndiyo urefu wa wimbi ambapo usambazaji wa nguvu ya wigo wa mwanga uliotolewa uko kwenye kiwango cha juu zaidi.
• Urefu wa Wimbi Kuu (λ_d):624.0 - 632.0 nm. Hii inatokana na mchoro wa rangi wa CIE na inawakilisha rangi inayoonwa ya LED, ambayo iko katika eneo nyekundu la wigo.
• Upana wa Nusu ya Mstari wa Wigo (Δλ):20 nm. Hii inaonyesha upana wa wigo, unaopimwa kama upana kamili kwenye nusu ya kilele cha utoaji. Thamani ya 20nm ni ya kawaida kwa LED nyekundu ya AlInGaP ya rangi moja.
• Voltage ya Mbele (V_F):1.7 - 2.5 V. Kupungua kwa voltage kwenye LED inapotumika kwa 20mA. Safu hii inazingatia tofauti za kawaida za utengenezaji katika chipu ya semikondukta.
• Sasa ya Nyuma (I_R):10 μA (upeo). Sasa ndogo ya uvujaji inayotiririka wakati voltage ya juu ya nyuma (5V) inatumiwa.

3. Maelezo ya Mfumo wa Uainishaji

Ili kuhakikisha uthabiti katika matumizi, LED hupangwa (kwa makundi) kulingana na vigezo muhimu vya mwanga baada ya utengenezaji.

3.1 Uainishaji wa Ukali wa Mwanga

Kigezo kikuu cha uainishaji kwa LED hii ni ukali wake wa mwanga. Bidhaa hii imegawanywa katika makundi kadhaa, kila moja ikiwa na thamani ya chini na ya juu ya ukali inapotumiwa kwa 20mA. Msimbo wa kikundi, unaochapishwa kwenye reeli au kifurushi, huruhusu wabunifu kuchagua LED zenye mwangaza thabiti kwa matumizi yao. Uvumilivu ndani ya kila kikundi ni +/- 15%. Orodha ya makundi ni kama ifuatavyo:

• Msimbo wa Kikundi V2:900.0 - 1120.0 mcd
• Msimbo wa Kikundi W1:1120.0 - 1400.0 mcd
• Msimbo wa Kikundi W2:1400.0 - 1800.0 mcd
• Msimbo wa Kikundi X1:1800.0 - 2240.0 mcd

Kuchagua msimbo wa kikundi wa juu zaidi (k.m., X1) kunahakikisha mwangaza wa chini wa juu zaidi, ambao ni muhimu kwa matumizi yanayohitaji mwangaza wa juu sawa au ambapo sasa ya kuendesha inaweza kuwa ndogo.

4. Uchambuzi wa Mkunjo wa Utendaji

Data ya michoro hutoa ufahamu wa kina zaidi juu ya tabia ya LED chini ya hali tofauti. Mikunjo ya kawaida iliyojumuishwa kwenye hati ya maelezo inaonyesha uhusiano kati ya vigezo muhimu.

4.1 Sasa ya Mbele dhidi ya Voltage ya Mbele (Mkunjo wa I-V)

Mkunjo huu unaonyesha uhusiano usio wa mstari kati ya sasa inayotiririka kupitia LED na voltage kwenye hiyo. 'Goti' la mkunjo, kwa kawaida karibu na 1.7V hadi 2.0V kwa kifaa hiki, ndipo LED huanza kutoa mwanga kwa kiasi kikubwa. Juu ya goti hili, ongezeko dogo la voltage husababisha ongezeko kubwa la sasa. Kwa hivyo, LED daima huendeshwa na utaratibu wa kuzuia sasa, sio chanzo cha voltage thabiti.

4.2 Ukali wa Mwanga dhidi ya Sasa ya Mbele

Grafu hii inaonyesha jinsi pato la mwanga linavyoongezeka kwa sasa ya kuendesha. Kwa LED nyingi, uhusiano huo ni takriban mstari ndani ya safu inayopendekezwa ya uendeshaji (hadi 25mA kwa kifaa hiki). Kuendesha LED zaidi ya kiwango chake cha juu cha sasa endelevu hakitaunda mwanga zaidi kwa uwiano na kutoa joto la ziada, na kupunguza maisha ya huduma na uaminifu.

4.3 Usambazaji wa Wigo

Picha ya wigo inaonyesha nguvu ya jamaa ya mionzi inayotolewa kwenye urefu tofauti wa mawimbi. Itakuwa na kilele kimoja, kikuu kilichozingatia karibu na 639 nm (urefu wa wimbi la kilele) na umbo la sifa lililofafanuliwa na upana wa nusu wa 20 nm. Hii inathibitisha pato la rangi nyekundu ya rangi moja.

5. Taarifa ya Mitambo na Ufungaji

5.1 Vipimo vya Kifaa na Ubaguzi

Kifurushi cha LED kina vipimo maalum vya kimwili muhimu kwa muundo wa alama ya PCB. Hati ya maelezo hutoa mchoro wa kina wa vipimo. Vipengele muhimu vinajumuisha urefu wa jumla, upana, na urefu. Kifurushi pia kina kiashiria cha ubaguzi, kwa kawaida mwanya, nukta ya kijani, au alama ya cathode kwenye mwisho mmoja, ambayo lazima iunganishwe kwa usahihi na alama ya PCB ili kuhakikisha muunganisho sahihi wa umeme (anode dhidi ya cathode).

5.2 Mpango wa Pad ya Kiambatisho cha PCB Inayopendekezwa

Muundo ulipendekezwa wa ardhi (mpango wa pad za shaba) kwa PCB umetolewa. Muundo huu umeundwa ili kuhakikisha muunganisho thabiti wa solder wakati wa kuyeyusha upya, kutoa utulivu wa joto wa kutosha, na kuzuia daraja la solder. Kufuata pendekezo hili ni muhimu kwa usanikishaji mafanikio na utulivu wa muda mrefu wa mitambo.

5.3 Vipimo vya Ufungaji wa Mkanda na Reeli

Kwa usanikishaji kiotomatiki, vipengele vinapatikana kwenye mkanda wa kubeba kwenye reeli. Hati ya maelezo inabainisha vipimo vya mifuko ya mkanda inayoshikilia kila LED, upana wa mkanda, na vipimo vya reeli (kipenyo cha inchi 7). Idadi ya kawaida ya reeli ni vipande 3000. Ufungaji unafuata vipimo vya ANSI/EIA-481. Vidokezo vinajumuisha maelezo juu ya mkanda wa kifuniko, vipengele vya juu vinavyokosekana mfululizo (2), na idadi ya chini ya maagizo ya mabaki (vipande 500).

6. Miongozo ya Kuuza, Usanikishaji, na Ushughulikiaji

6.1 Profaili ya Kuyeyusha Upya ya IR Inayopendekezwa

Kwa michakato ya kuuza isiyo na risasi, profaili maalum ya joto inapendekezwa ili kuzuia uharibifu. Vigezo muhimu vinajumuisha:

• Joto la Kabla ya Kupokanzwa:150-200°C
• Muda wa Kabla ya Kupokanzwa:Upeo wa sekunde 120
• Joto la Juu la Mwili:Upeo wa 260°C
• Muda Juu ya 260°C:Upeo wa sekunde 10 (mzunguko wa juu wa kuyeyusha upya mbili unaruhusiwa)

Profaili inapaswa kuundwa kulingana na viwango vya JEDEC na kuthibitishwa na muundo maalum wa PCB, mchanga wa solder, na tanuri inayotumiwa katika uzalishaji.

6.2 Hali za Hifadhi

Hifadhi sahihi ni muhimu sana kwa sababu ya unyeti wa unyevu wa kifurushi cha plastiki (MSL 3).

• Kifurushi Kilichofungwa:Hifadhi kwa ≤30°C na ≤90% RH. Tumia ndani ya mwaka mmoja wa tarehe ya kufunga.
• Kifurushi Kilichofunguliwa:Kwa vipengele vilivyotolewa kwenye mfuko wao wa kuzuia unyevu, mazingira hayapaswi kuzidi 30°C na 60% RH. Inapendekezwa kukamilisha kuyeyusha upya kwa IR ndani ya wiki moja. Kwa hifadhi zaidi ya wiki moja, oka LED kwa 60°C kwa angalau saa 20 kabla ya kuuza ili kuondoa unyevu uliokamatiwa na kuzuia 'popcorning' wakati wa kuyeyusha upya.

6.3 Kusafisha

Ikiwa kusafisha baada ya kuuza kunahitajika, tumia vimumunyisho vilivyoidhinishwa pekee. Kuzamisha LED kwenye pombe ya ethyl au isopropyl kwa joto la kawaida kwa chini ya dakika moja kunabainishwa. Kemikali kali au zisizobainishwa zinaweza kuharibu lenzi ya plastiki na kifurushi.

6.4 Tahadhari ya Utoaji Umeme wa Tuli (ESD)

Chipu ya semikondukta ndani ya LED ni nyeti kwa utoaji umeme wa tuli na mafuriko ya voltage. Tahadhari za usimamizi zinahitajika: tumia mkanda wa mkono uliowekwa ardhini au glavu za kuzuia umeme tuli, na hakikisha vifaa vyote na nyuso za kazi zimewekwa ardhini ipasavyo.

7. Mazingatio ya Muundo wa Matumizi

7.1 Muundo wa Mzunguko wa Kuendesha

LED ni vifaa vinavyotumika na sasa. Kipengele muhimu zaidi cha mzunguko wa kuendesha ni udhibiti wa sasa. Ili kuhakikisha mwangaza sawa, hasa wakati LED nyingi zimeunganishwa sambamba, kizuizi cha sasa kinapaswa kuwekwa mfululizo nakila LED binafsi. Mzunguko rahisi wa kuendesha una chanzo cha voltage (V_CC), LED, na kizuizi cha mfululizo (R_S). Thamani ya kizuizi huhesabiwa kwa kutumia Sheria ya Ohm: R_S= (V_CC- V_F) / I_F, ambapo V_Fni voltage ya mbele ya LED kwa sasa inayotaka I_F(k.m., 20mA). Kutumia kizuizi kwa kila LED hulipa fidia kwa tofauti ndogo katika V_Fkutoka kifaa hadi kifaa.

7.2 Usimamizi wa Joto

Ingawa mtawanyiko wa nguvu ni mdogo (62.5 mW upeo), usimamizi bora wa joto huongeza maisha ya LED na kudumisha pato thabiti la mwanga. PCB yenyewe hufanya kama kizuizi cha joto. Kuhakikisha muunganisho mzuri wa joto kutoka kwa pad za solder za LED hadi ndege za shaba kwenye PCB husaidia kutawanya joto. Epuka kuendesha LED kwenye kiwango chake cha juu kabisa cha sasa na mipaka ya joto kwa muda mrefu.

7.3 Upeo na Vikwazo vya Matumizi

LED hii imekusudiwa kwa vifaa vya jumla vya elektroniki. Kwa matumizi yanayohitaji uaminifu wa kipekee ambapo kushindwa kunaweza kuhatarisha usalama (k.m., usafiri wa anga, usaidizi wa maisha ya matibabu, mifumo ya usalama wa usafiri), uthibitishaji wa ziada na mashauriano na mtengenezaji wa sehemu ni muhimu kabla ya kubuni.

8. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

Ikilinganishwa na teknolojia za zamani kama vile LED nyekundu za GaAsP (Gallium Arsenide Phosphide), chipu ya AlInGaP inayotumiwa hapa inatoa ufanisi mkubwa zaidi wa mwanga, na kusababisha mwangaza mkubwa kwa sasa sawa ya kuendesha. Muundo wa lenzi ya kuba husaidia kufikia pembe maalum ya kuona ya digrii 75, na kutoa usawa mzuri kati ya mwangaza wa mhimili na kuonekana kwa mhimili. Upatanisho na uwekaji kiotomatiki na kuyeyusha upya kwa IR hufanya iwe chaguo la gharama nafuu kwa utengenezaji wa kiasi kikubwa, na kuitofautisha na LED zinazohitaji kuuza kwa mikono.

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

Q: Kwa nini LED yangu ni hafifu au ina mwangaza usio sawa ikilinganishwa na zingine kwenye bodi?

A: Sababu ya kawaida zaidi ni kutotumia vizuizi vya sasa vya kibinafsi kwa kila LED wakati zimeunganishwa sambamba. Tofauti ndogo katika voltage ya mbele (V_F) husababisha ushiriki wa sasa kuwa usio sawa. Daima tumia kizuizi cha mfululizo kwa kila LED. Pia, hakikisha unatumia LED kutoka kwenye kikundi kimoja cha ukali wa mwanga.

Q: Je, naweza kuendesha LED hii na 3.3V bila kizuizi?

A: Hapana. Kuunganisha LED moja kwa moja kwenye chanzo cha voltage kama 3.3V kungesababisha sasa nyingi kupita, na kwa uwezekano mkubwa kuzidi kiwango cha juu cha sasa endelevu cha mbele (25mA) na kuharibu kifaa. Kizuizi cha mfululizo ni lazima ili kuzuia sasa kwa thamani salama (k.m., 20mA).

Q: Hati ya maelezo inaonyesha safu ya voltage ya mbele ya 1.7V hadi 2.5V. Thamani gani ninapaswa kutumia kwa hesabu yangu ya kizuizi?

A: Kwa muundo wa kihafidhina unaohakikisha sasa haizidi lengo lako (k.m., 20mA) hata kwa LED ya V_Fya chini, tumia thamani ya chini ya V_F(1.7V) katika hesabu yako. Hii husababisha thamani ya kizuizi juu kidogo na sasa chini kidogo kwa LED zenye V_Fya juu, lakini inahakikisha usalama kwa vifaa vyote.

Q: 'MSL 3' inamaanisha nini kwa hifadhi?

A> Kiwango cha Unyeti wa Unyevu 3 kinaonyesha kuwa kifurushi kinaweza kufichuliwa kwa hali za sakafu ya kiwanda (≤30°C/60% RH) kwa hadi saa 168 (wiki moja) kabla ya kuhitaji kuokwa kabla ya kuuza kwa kuyeyusha upya. Kuzidi muda huu kuna hatari ya uharibifu wa ndani wa kifurushi wakati wa mchakato wa joto la juu wa kuyeyusha upya.

10. Utafiti wa Kesi ya Kubuni na Matumizi

Hali: Kubuni jopo la kiashiria cha hali lenye LED 10 nyekundu zenye mwangaza sawa.

1. Muundo wa Mzunguko:Tumia reli ya usambazaji wa 5V. Lengo I_F= 20mA. Kwa kudhania V_Fya kawaida ya 2.1V, hesabu R_S= (5V - 2.1V) / 0.020A = 145 Ohms. Thamani ya kawaida iliyo karibu ni 150 Ohms. Weka kizuizi kimoja cha ohm 150 mfululizo na anode ya kila moja ya LED 10. Unganisha pande zote za cathode kwenye ardhi.

2. Mpangilio wa PCB:Tumia muundo wa ardhi ulipendekezwa kutoka kwenye hati ya maelezo. Hakikisha alama za ubaguzi kwenye silkscreen ya PCB zinalingana na kiashiria cha ubaguzi cha LED. Toa ndege thabiti ya ardhi kwa ajili ya kutawanya joto na kurudi kwa umeme.

3. Ununuzi:Bainisha msimbo wa kikundi cha ukali wa mwanga unaohitajika (k.m., W2 kwa 1400-1800 mcd) kwa msambazaji ili kuhakikisha LED zote 10 zina mwangaza sawa.

4. Usanikishaji:Fuata profaili ya kuyeyusha upya ya IR inayopendekezwa. Baada ya usanikishaji, ikiwa kusafisha kunahitajika, tumia pombe ya isopropyl.

Njia hii inahakikisha uendeshaji thabiti, muonekano thabiti wa kuona, na utulivu wa muda mrefu kwa jopo la kiashiria.

11. Utangulizi wa Kanuni ya Uendeshaji

LED ni diode ya semikondukta. Msingi wake ni makutano ya p-n yaliyotengenezwa kutoka kwa vifaa vya pengo la bendi moja kwa moja kama AlInGaP. Wakati voltage ya mbele inatumiwa, elektroni kutoka eneo la aina-n na mashimo kutoka eneo la aina-p huingizwa kwenye eneo la makutano. Wakati elektroni inaungana tena na shimo, nishati hutolewa. Katika LED, nishati hii hutolewa kwa njia ya fotoni (chembe ya mwanga). Urefu wa wimbi (rangi) wa fotoni inayotolewa imedhamiriwa na nishati ya pengo la bendi ya nyenzo ya semikondukta. AlInGaP ina pengo la bendi linalolingana na mwanga nyekundu. Lenzi ya kuba ya epoxy inatumika kulinda chipu ya semikondukta na kuunda boriti ya pato la mwanga, ikitoa mwanga zaidi kutoka kwenye chipu na kufafanua pembe ya kuona.

12. Mienendo ya Teknolojia

Mwelekeo wa jumla katika LED za kiashiria za SMD unaendelea kuelekea ufanisi wa juu zaidi, saizi ndogo zaidi za kifurushi, na uaminifu ulioongezeka. Ingawa AlInGaP inabaki teknolojia kuu kwa LED nyekundu na za manjano zenye ufanisi wa juu, vifaa vingine kama InGaN (Indium Gallium Nitride) vinashughulikia wigo wa bluu, kijani kibichi, na nyeupe. Kuna maendeleo endelevu katika ufungaji wa kiwango cha chipu (CSP) ambapo chipu ya LED inashikiliwa moja kwa moja bila kifurushi cha kawaida cha plastiki, na kuwezesha umbo dogo zaidi. Zaidi ya hayo, kuunganishwa kwa elektroniki ya udhibiti, kama vile madereva ya sasa thabiti, ndani ya kifurushi cha LED yenyewe ni mwelekeo unaokua ili kurahisisha muundo wa mzunguko na kuboresha uthabiti wa utendaji.