SMD LED 0201 ya Rangi ya Bluu - Mwongozo wa Kiufundi: Vipimo 0.6x0.3x0.25mm, Voltage 2.8-3.8V, Nguvu 80mW

1. Muhtasari wa Bidhaa

Hati hii inatoa maelezo ya kina kwa LED ndogo ya aina ya Surface-Mount Device (SMD) katika ukubwa wa kifurushi cha 0201. Sehemu hii imeundwa kwa ajili ya usanikishaji wa bodi ya mzunguko (PCB) kwa taratibu za mashine na ni bora kwa matumizi yenye nafasi ndogo. LED hutoa mwanga wa bluu kwa kutumia nyenzo ya semikondukta ya InGaN (Indiamu Galiamu Nitraidi), lenye lenzi wazi kama maji kwa ajili ya utoaji bora wa mwanga.

1.1 Faida Kuu na Soko Lengwa

Faida kuu za LED hii ni pamoja na ukubwa wake mdogo sana, uwezo wa kufanya kazi na vifaa vya kusanikisha kwa wingi, na ufanisi katika michakato ya kuuza isiyo na risasi (IR). Imeundwa kukidhi viwango vya RoHS (Vizuizi vya Vitu Hatari). Matumizi yake yanajumuisha vifaa vya kielektroniki vya watumiaji na viwanda, kama vile viashiria vya hali, taa za nyuma kwa paneli za mbele na kibodi, taa za ishara katika vifaa vya mawasiliano, vifaa vya otomatiki ofisini, vifaa vya nyumbani, na ishara za ndani. Ukubwa mdogo unaufanya kuwa muhimu sana katika vifaa vinavyobebeka kama simujanja, kompyuta kibao, na teknolojia ya kuvaa.

2. Vigezo vya Kiufundi: Ufafanuzi wa kina

Sehemu hii inatoa maelezo ya kina ya mipaka ya uendeshaji na sifa za utendaji wa LED chini ya hali za kawaida za majaribio.

2.1 Viwango vya Juu Kabisa

Viwango vya Juu Kabisa vinabainisha mipaka ya msongo ambayo kuzidi kunaweza kusababisha uharibifu wa kudumu kwa kifaa. Viwango hivi vimebainishwa kwa joto la mazingira (Ta) la 25°C. Upeo wa mkondo wa mbele wa DC unaoendelea (IF) ni 20 mA. Mkondo wa juu zaidi wa mbele wa 100 mA unaruhusiwa lakini tu chini ya hali za mipigo na mzunguko wa kazi wa 1/10 na upana wa mipigo wa 0.1 ms. Upeo wa nguvu inayotumiwa ni 80 mW. Kifaa kinaweza kufanya kazi katika safu ya joto ya -40°C hadi +85°C na kuhifadhiwa katika mazingira kutoka -40°C hadi +100°C.

2.2 Sifa za Umeme na Mwanga

Sifa za Umeme na Mwanga hupimwa kwa Ta=25°C na mkondo wa mbele (IF) wa 20 mA, isipokuwa ikibainishwa vinginevyo. Ukali wa mwanga (Iv) una safu ya kawaida kutoka 90.0 mcd hadi 224.0 mcd, ikipimwa kwa kutumia sensor iliyochujwa ili kufanana na mkunjo wa jibu la jicho la CIE. Pembe ya kuona (2θ1/2), inayofafanuliwa kama pembe kamili ambapo ukali hupungua hadi nusu ya thamani yake ya mhimili, kwa kawaida ni digrii 110, ikionyesha muundo mpana wa kuona. Urefu wa wimbi la upeo wa utoaji (λp) unazingatia 468 nm. Urefu wa wimbi kuu (λd), unaobainisha rangi inayoonekana, ni kati ya 465 nm hadi 475 nm. Upana wa wigo wa spectral (Δλ) ni takriban 25 nm. Voltage ya mbele (VF) inayohitajika kusukumia 20 mA kupitia LED kwa kawaida ni kati ya 2.8 V na 3.8 V. Mkondo wa nyuma (IR) umebainishwa kuwa 10 μA kiwango cha juu kwa voltage ya nyuma (VR) ya 5V; ni muhimu kukumbuka kuwa kifaa hakijaundwa kufanya kazi chini ya upendeleo wa nyuma.

3. Ufafanuzi wa Mfumo wa Kugawa kwa Makundi

Ili kuhakikisha uthabiti katika uzalishaji, LED zinasagwa katika makundi kulingana na vigezo muhimu. Hii inawawezesha wabunifu kuchagua vipengele vinavyokidhi mahitaji maalum ya rangi, mwangaza, na tabia ya umeme.

3.1 Kugawa kwa Makundi kwa Voltage ya Mbele (VF)

LED zimegawanywa katika makundi matano ya voltage (D7 hadi D11). Kila kikundi kinawakilisha safu ya 0.2 V, kuanzia 2.8-3.0 V (D7) hadi 3.6-3.8 V (D11). Uvumilivu ndani ya kila kikundi ni ±0.10 V. Uainishaji huu husaidia katika kubuni saketi thabiti za kiendeshi cha mkondo, hasa wakati LED nyingi zimeunganishwa kwa mfululizo.

3.2 Kugawa kwa Makundi kwa Ukali wa Mwanga (IV)

Pato la mwangaza linasagwa katika makundi manne ya ukali: Q2 (90.0-112.0 mcd), R1 (112.0-140.0 mcd), R2 (140.0-180.0 mcd), na S1 (180.0-224.0 mcd). Uvumilivu kwa kila kikundi cha ukali ni ±11%. Hii inaruhusu uteuzi kulingana na mahitaji ya mwangaza ya matumizi, na kuhakikisha uthabiti wa kuonekana katika safu za LED nyingi.

3.3 Kugawa kwa Makundi kwa Urefu wa Wimbi Kuu (WD)

Rangi (urefu wa wimbi kuu) inadhibitiwa kupitia makundi mawili: AC (465.0-470.0 nm) na AD (470.0-475.0 nm). Uvumilivu kwa kila kikundi cha urefu wa wimbi ni ±1 nm. Udhibiti huu mkali ni muhimu sana kwa matumizi ambapo mahitaji maalum ya nukta za rangi au kuchanganya rangi yanahitajika.

4. Uchambuzi wa Mkunjo wa Utendaji

Ingawa mikunjo maalum ya picha inarejelewa katika hati ya maelezo (mfano, Mchoro 1 kwa usambazaji wa spectral, Mchoro 5 kwa pembe ya kuona), athari zao za kawaida zinachambuliwa hapa. Mkondo wa mbele dhidi ya voltage ya mbele (I-V) utaonyesha uhusiano wa kielelezo unaoonekana kwa diode. Ukali wa mwanga kwa ujumla ni sawia na mkondo wa mbele ndani ya safu maalum ya uendeshaji. Urefu wa wimbi la upeo wa utoaji unaweza kuonyesha mabadiliko madogo ya hasi na ongezeko la joto la kiunganishi, ikimaanisha mwanga wa bluu unaweza kuwa mfupi kidogo kwa urefu wa wimbi kadiri kifaa kinavyopata joto. Mkunjo mpana wa pembe ya kuona ya digrii 110 unaonyesha muundo wa utoaji wa karibu na Lambertian, na kutoa uonekanaji mzuri wa mbali na mhimili.

5. Maelezo ya Mitambo na Kifurushi

5.1 Vipimo vya Kifurushi

LED inafuata muundo wa kawaida wa kifurushi cha EIA 0201. Vipimo muhimu vinajumuisha urefu wa kawaida wa mwili wa 0.6 mm, upana wa 0.3 mm, na urefu wa 0.25 mm. Uvumilivu wote wa vipimo ni ±0.2 mm isipokuwa ikibainishwa vinginevyo. Kifurushi kina vituo viwili vya anode/cathode kwa ajili ya kuweka kwenye uso.

5.2 Pad Inayopendekezwa ya Kuunganisha kwenye PCB

Muundo wa muundo wa ardhi umetolewa kwa ajili ya kuuza kwa uaminifu. Mpangilio wa pad unaopendekezwa umeboreshwa kwa michakato ya kuyeyusha ya infrared au awamu ya mvuke, na kuhakikisha umbo sahihi la fillet ya solder na uthabiti wa mitambo. Kufuata muundo huu ni muhimu ili kuzuia "kujikunja" (kifaa kusimama kwa mwisho mmoja) wakati wa kuyeyusha, hasa kwa kipengele kidogo kama hiki.

5.3 Utambulisho wa Upeo

Upeo lazima uzingatiwe wakati wa usanikishaji. Hati ya maelezo inapaswa kushaurishwa kwa alama maalum au muundo wa ndani wa die unaobainisha cathode. Muunganisho usio sahihi wa upeo utazuia LED kung'aa na kutumia voltage ya nyuma zaidi ya kiwango cha juu kinaweza kuharibu kifaa.

6. Miongozo ya Kuuza na Usanikishaji

6.1 Profaili ya Kuuza kwa IR Reflow

Profaili ya kuyeyusha inayokubaliana na J-STD-020B kwa michakato isiyo na risasi (Pb-free) imetolewa. Vigezo muhimu vinajumuisha eneo la joto la awali (kwa kawaida 150-200°C kwa hadi sekunde 120), mwinuko unaodhibitiwa hadi joto la kilele lisilozidi 260°C, na wakati juu ya kioevu (TAL) unaofaa kwa wino wa solder uliotumika. Jumla ya wakati kwenye joto la kilele linapaswa kuwa hadi sekunde 10. Inasisitizwa kuwa profaili bora inategemea muundo maalum wa PCB, wino wa solder, na tanuri, kwa hivyo sifa ya kiwango cha bodi inapendekezwa.

6.2 Kuuza kwa Mkono

Ikiwa kuuza kwa mkono ni lazima, tahadhari kubwa lazima ichukuliwe. Joto la ncha ya chuma cha kuuza halipaswi kuzidi 300°C, na wakati wa mguso na terminal ya LED unapaswa kuwa hadi sekunde 3 kwa tukio moja tu la kuuza. Joto la kupita kiasi linaweza kuharibu die ya semikondukta au kifurushi cha plastiki.

6.3 Hali ya Kuhifadhi na Kushughulikia

LED ni nyeti kwa unyevu. Wakati zinahifadhiwa kwenye mfuko wao wa asili uliofungwa na unyevu na dawa ya kukausha, zinapaswa kuhifadhiwa kwa ≤30°C na ≤70% Unyevu wa Jamaa (RH) na kutumika ndani ya mwaka mmoja. Mara mfuko unapofunguliwa, "maisha ya sakafu" ni saa 168 (siku 7) chini ya hali ya ≤30°C na ≤60% RH. Vipengele vilivyo wazi zaidi ya wakati huu vinahitaji utaratibu wa kukaanga (takriban 60°C kwa angalau saa 48) ili kuondoa unyevu uliokamatiwa kabla ya kuyeyusha ili kuzuia "popcorning" au ufa wa kifurushi wakati wa kuuza.

6.4 Kusafisha

Ikiwa kusafisha baada ya kuuza kunahitajika, tu vimumunyisho vilivyobainishwa vinapaswa kutumika. Kuzamisha LED kwenye pombe ya ethyl au isopropyl kwenye joto la kawaida kwa chini ya dakika moja kunakubalika. Matumizi ya kemikali zisizobainishwa au kali yanaweza kuharibu nyenzo za kifurushi, lenzi, au vifungo vya ndani.

7. Ufungaji na Maelezo ya Kuagiza

7.1 Vipimo vya Ukanda na Reel

LED hutolewa zimefungwa kwa ajili ya usanikishaji wa otomatiki. Zimewekwa kwenye ukanda wa kubeba wa 12 mm upana uliochongwa. Ukanda huu umewindwa kwenye reel ya kawaida ya kipenyo cha inchi 7 (178 mm). Kila reel kamili ina vipande 4000. Kwa idadi ndogo ya reel kamili, kiwango cha chini cha pakiti cha vipande 500 kinapatikana. Ufungaji unafuata vipimo vya ANSI/EIA-481.

7.2 Ufafanuzi wa Nambari ya Sehemu

Nambari ya sehemu kwa kawaida inaweka sifa muhimu. Ingawa mkataba kamili wa kuita unaweza kuwa wa kipekee, kwa ujumla unajumuisha ukubwa wa kifurushi (0201), rangi (Bluu, inayoonyeshwa na "B"), na uwezekano wa msimbo wa makundi ya utendaji. Bidhaa halisi inatambuliwa na nambari kamili ya sehemu kama ilivyoorodheshwa kwenye kichwa cha hati ya maelezo.

8. Mapendekezo ya Matumizi

8.1 Saketi za Matumizi ya Kawaida

LED lazima isukumwe na chanzo cha mkondo thabiti, sio voltage thabiti, kwa uendeshaji thabiti na wa kuaminika. Upinzani wa mfululizo rahisi ndio njia ya kawaida ya kuzuia mkondo. Thamani ya upinzani (R) inahesabiwa kama R = (Vsupply - VF) / IF, ambapo VF ni voltage ya mbele kutoka kwa hati ya maelezo (kutumia thamani ya juu zaidi kwa muundo wa kihafidhina) na IF ni mkondo wa mbele unaotaka (mfano, 20 mA). Kwa mfano, kwa usambazaji wa 5V na VF ya 3.8V, R = (5 - 3.8) / 0.02 = 60 Ω. Upinzani wa kawaida wa 62 Ω au 68 Ω ungefaa. Kwa matumizi ya usahihi au yanayotumia betri, IC maalum za kiendeshi cha LED zinapendekezwa.

8.2 Mazingatio ya Ubunifu na Vidokezo

Usimamizi wa Joto:Ingawa matumizi ya nguvu ni ya chini (80 mW upeo), kuhakikisha eneo la kutosha la shaba la PCB karibu na pad husaidia kutawanya joto, na kudumisha ufanisi na umri wa LED, hasa katika mazingira ya joto la juu la mazingira.
Ulinzi wa ESD:Kama vifaa vyote vya semikondukta, LED ni nyeti kwa Utoaji wa Umeme wa Tuli (ESD). Utaratibu sahihi wa kushughulikia ESD unapaswa kufuatwa wakati wa usanikishaji.
Ubunifu wa Mwanga:Lenzi wazi kama maji hutoa chanzo cha mwanga mkali. Kwa pato la mwanga lililotawanyika au lililoundwa, viongozi vya mwanga vya nje, vifaa vya kutawanya, au lenzi vinaweza kujumuishwa kwenye kifurushi cha bidhaa.
Kupunguza Mkondo:Kuendesha LED kwa mikondo chini ya kiwango cha juu (mfano, 15 mA badala ya 20 mA) kunaweza kuboresha sana maisha yake ya uendeshaji na kupunguza msongo wa joto.

9. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

Kifurushi cha 0201 kinawakilisha mojawapo ya ukubwa mdogo zaidi wa SMD LED inayopatikana kibiashara, na kutoa faida kubwa ya ukubwa ikilinganishwa na vifurushi vya 0402 au 0603 kwa miundo midogo sana. Matumizi ya teknolojia ya InGaN hutoa utoaji wa mwanga wa bluu wenye ufanisi wa juu. Mchanganyiko wa pembe mpana ya kuona ya digrii 110 na lenzi wazi huitofautisha na aina zilizo na pembe nyembamba au lenzi zilizotawanyika, na kuifanya ifae kwa matumizi yanayohitaji kuonekana kwa upana. Uwezo wake wa kufanya kazi na profaili za kawaida za kuyeyusha zisizo na risasi unalinganisha na michakato ya kisasa ya utengenezaji inayolingana na RoHS.

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

Q: Je, naweza kusukuma LED hii kwa usambazaji wa 3.3V?
A: Ndiyo, lakini ubunifu wa makini unahitajika. Kwa kuwa voltage ya mbele (2.8-3.8V) iko karibu na voltage ya usambazaji, thamani ya upinzani wa kuzuia mkondo itakuwa ndogo sana, na kufanya mkondo uwe nyeti sana kwa mabadiliko katika VF na Vsupply. Kiendeshi maalum cha mkondo thabiti chenye kushuka chini kinapendekezwa kwa uendeshaji thabiti kutoka kwa reli ya 3.3V.
Q: Ni tofauti gani kati ya urefu wa wimbi la kilele na urefu wa wimbi kuu?
A: Urefu wa wimbi la kilele (λp) ni urefu wa wimbi kwenye sehemu ya juu zaidi katika mkunjo wa pato la spectral la LED. Urefu wa wimbi kuu (λd) ni thamani iliyohesabiwa inayowakilisha urefu wa wimbi mmoja wa mwanga safi wa monochromatic ambao ungeonekana kuwa na rangi sawa kwa jicho la mwanadamu. λd ni muhimu zaidi kwa mtazamo wa rangi na kuendana.
Q: Kwa nini kuna maelezo ya mkondo wa nyuma ikiwa kifaa hakijaundwa kwa uendeshaji wa nyuma?
A: Mkondo wa nyuma (IR) ni maelezo ya uvujaji yaliyojaribiwa chini ya upendeleo wa nyuma wa 5V uliodhibitiwa. Ni jaribio la ubora na kigezo, sio hali ya uendeshaji. Kutumia voltage ya nyuma ndani ya saketi kunaweza kuharibu kifaa.
Q: Ninawezaje kufasiri msimbo wa makundi wakati wa kuagiza?
A: Unaweza kubainisha msimbo wa makundi unayotaka wa VF, IV, na WD (mfano, D9, R2, AC) ili kuhakikisha unapokea LED zenye sifa zilizounganishwa kwa makundi kwa matumizi yako, ingawa hii inaweza kuathiri upatikanaji na gharama.

11. Kesi ya Ubunifu wa Vitendo na Matumizi

Kesi: Kiashiria cha Hali kwenye PCB ya Kifaa cha Kuvaa
Mbunifu anabuni kifaa kidogo cha kufuatilia mazoezi. Nafasi ya bodi ni ndogo sana. LED moja ya bluu inahitajika kuonyesha hali ya kuunganisha Bluetooth na betri ya chini. LED ya 0201 imechaguliwa kwa sababu ya ukubwa wake mdogo sana. Mbunifu anachagua kikundi cha ukali R1 (112-140 mcd) kwa ajili ya kuonekana kwa kutosha. LED inasukumwa na pini ya GPIO kwenye microcontroller ya mfumo kupitia upinzani wa mfululizo wa 100Ω (uliokokotolewa kwa betri ya 3.0V na VF ya kawaida). Mpangilio wa PCB unafuata jiometri ya pad inayopendekezwa. Wakati wa usanikishaji, mtengenezaji hutumia profaili ya kuyeyusha isiyo na risasi iliyotolewa. Vipengele vyenye unyevu vinakaangwa kabla ya matumizi kwa sababu PCB zilihifadhiwa zaidi ya wiki moja baada ya reel kufunguliwa. Bidhaa ya mwisho ina kiashiria cha hali cha kuaminika, chenye mwangaza ambacho hutumia nafasi na nguvu ndogo sana.

12. Utangulizi wa Kanuni ya Uendeshaji

LED ni diode ya semikondukta ya kiunganishi p-n. Wakati voltage ya mbele inatumika, elektroni kutoka kwa eneo la aina-n na mashimo kutoka kwa eneo la aina-p huingizwa kwenye eneo la kiunganishi. Wakati vibeba malipo hivi vinaungana tena, nishati hutolewa kwa njia ya fotoni (mwanga). Rangi (urefu wa wimbi) ya mwanga unaotolewa imedhamiriwa na pengo la bendi ya nishati ya nyenzo ya semikondukta. LED hii maalum hutumia semikondukta ya mchanganyiko ya InGaN (Indiamu Galiamu Nitraidi), ambayo ina pengo la bendi linalolingana na utoaji wa mwanga wa bluu. Lenzi ya epoksi wazi kama maji hufunika die ya semikondukta, hutoa ulinzi wa mitambo, na huunda muundo wa pato la mwanga.

13. Mienendo ya Teknolojia

Mwelekeo katika LED za kiashiria na taa za nyuma unaendelea kuelekea upungufu zaidi wa ukubwa, ufanisi ulioongezeka (pato zaidi la mwanga kwa kila kitengo cha nguvu ya umeme, ikipimwa kwa lumi kwa watt), na uaminifu wa juu zaidi. Miundo ya vifurushi inabadilika ili kuboresha utendaji wa joto, na kuruhusu mikondo ya juu zaidi ya kiendeshi katika vifurushi vidogo. Pia kuna maendeleo endelevu katika uthabiti wa urefu wa wimbi juu ya joto na maisha. Kupitishwa kwa nyenzo za kisasa za semikondukta na mbinu za ukuaji wa epitaxial kunawawezesha udhibiti mkali zaidi wa nukta za rangi na mwangaza wa juu kutoka kwa ukubwa mdogo zaidi wa chip. Ujumuishaji, kama vile kujumuisha upinzani wa kuzuia mkondo au diode za ulinzi ndani ya kifurushi cha LED yenyewe, ni mwelekeo mwingine wa kurahisisha ubunifu wa saketi na kuokoa nafasi ya bodi.