SMD LED 0201 Rangi ya Bluu - Maelezo ya Kiufundi - Vipimo 0.6x0.3x0.25mm - Voltage 2.4-3.3V - Nguvu 99mW

1. Muhtasari wa Bidhaa

Hati hii inaelezea kwa kina maelezo ya LED ndogo ya aina ya Surface-Mount Device (SMD) katika umbo la kifurushi cha 0201. Kifaa hiki kimeundwa kwa ajili ya usanikishaji wa bodi ya mzunguko wa kuchapishwa (PCB) kiotomatiki na kinafaa kwa matumizi yenye nafasi ndogo. Kinafanya kutumia nyenzo ya semiconductor ya InGaN (Indium Gallium Nitride) kutoa mwanga wa bluu lenye lenzi wazi kama maji, na kutoa pembe pana ya kutazama inayofaa kwa madhumuni mbalimbali ya kiashiria na taa ya nyuma.

1.1 Vipengele

• Inatii maagizo ya RoHS (Vizuizi vya Vitu hatari).
• Imejengwa kwenye mkanda wa milimita 12 ulioviringishwa kwenye reeli yenye kipenyo cha inchi 7 kwa ajili ya usanikishaji wa kiotomatiki wa kuchukua-na-kuweka.
• Umbizo la kawaida la EIA (Muungano wa Viwanda vya Elektroniki) la kifurushi.
• Ingizo linalolingana na viwango vya mantiki ya mzunguko uliojumuishwa (IC).
• Imeundwa kwa ulinganifu na vifaa vya kiotomatiki vya kuweka kwenye uso.
• Inafaa kutumika katika michakato ya kuuza kwa njia ya infrared (IR) reflow.
• Imetayarishwa mapema kuharakisha hadi Kiwango cha Unyevu 3 cha JEDEC (Baraza la Uhandisi wa Vifaa vya Elektroni).

1.2 Matumizi

LED hii inalengwa kwa aina mbalimbali za vifaa vya elektroniki ambapo kiashiria cha hali kinachohitajika kina uhakika na kina ukubwa mdogo. Maeneo ya kawaida ya matumizi ni pamoja na:

• Vifaa vya mawasiliano (mfano, simu zisizo na waya, simu za mkononi).
• Vifaa vya otomatiki ya ofisi (mfano, kompyuta za mkononi, mifumo ya mtandao).
• Vifaa vya nyumbani na elektroniki za watumiaji.
• Vifaa vya udhibiti na ufuatiliaji wa viwanda.
• Viashiria vya hali na nguvu.
• Mwanga wa ishara na wa mfano.
• Mwanga wa nyuma wa paneli ya mbele na kibodi.

2. Ufafanuzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi

2.1 Vipimo vya Juu Kabisa

Vigezo vifuatavyo vinabainisha mipaka ambayo kifaa kinaweza kuharibika kabisa. Uendeshaji chini ya hali hizi hauhakikishwi.

• Mtawanyiko wa Nguvu (Pd):99 mW. Hii ndiyo kiwango cha juu cha nguvu ambacho kifurushi cha LED kinaweza kutawanya kama joto bila kuzidi joto lake la juu la kiungo.
• Mkondo wa Mbele wa Kilele (I_FP):100 mA. Hii ndiyo kiwango cha juu cha mkondo wa mbele wa papo hapo unaoruhusiwa, kwa kawaida hubainishwa chini ya hali ya mipigo (mzunguko wa kazi 1/10, upana wa mshipa 0.1ms) ili kuzuia joto kupita kiasi.
• Mkondo wa Mbele wa DC (I_F):30 mA. Hii ndiyo kiwango cha juu cha mkondo wa mbele unaoendelea unaopendekezwa kwa uendeshaji wa muda mrefu wenye uhakika.
• Safu ya Joto la Uendeshaji (T_opr):-40°C hadi +85°C. Safu ya joto la mazingira ambayo kifaa kimeundwa kufanya kazi ipasavyo.
• Safu ya Joto la Hifadhi (T_stg):-40°C hadi +100°C. Safu ya joto ya kuhifadhi kifaa wakati hakijaunganishwa na umeme.

2.2 Sifa za Umeme / Mwanga

Vigezo hivi hupimwa kwa joto la kawaida la mazingira (T_a) la 25°C na hubainisha utendaji wa kawaida wa kifaa.

• Uzito wa Mwanga (I_V):400 - 1040 mcd (millicandela) kwa I_F= 20mA. Hii hupima mwangaza unaoonwa wa LED kwa jicho la mwanadamu, uliochujwa ili kufanana na mkunjo wa majibu ya mwanga wa CIE. Safu pana inaonyesha mfumo wa kugawa daraja unatumika.
• Pembe ya Kutazama (2θ_1/2):Digrii 110 (kawaida). Hii ndiyo pembe kamili ambayo uzito wa mwanga ni nusu ya thamani yake ya juu ya mhimili. Pembe ya 110° hutoa muundo mpana sana wa utoaji mwanga.
• Urefu wa Wimbi la Kilele la Utoaji (λ_P):466 nm (kawaida). Urefu wa wimbi ambapo nguvu ya pato la mwanga ni ya juu zaidi.
• Urefu wa Wimbi Kuu (λ_d):466 - 476 nm kwa I_F= 20mA. Hii ndiyo urefu wa wimbi mmoja unaowakilisha vyema rangi ya mwanga inayoonekana, inayotokana na mchoro wa rangi wa CIE.
• Upana wa Nusu ya Mstari wa Wigo (Δλ):35 nm (kawaida). Upana wa wigo uliopimwa kwa nusu ya uzito wa juu (Upana Kamili kwa Nusu ya Juu - FWHM). Thamani ya 35nm ni sifa ya LED za bluu za InGaN.
• Voltage ya Mbele (V_F):2.4 - 3.3 V kwa I_F= 20mA. Kupungua kwa voltage kwenye LED inapofanya kazi kwa mkondo uliobainishwa. Safu hiyo inaashiria daraja tofauti za voltage.
• Mkondo wa Nyuma (I_R):10 μA (upeo) kwa V_R= 5V. Mkondo mdogo wa uvujaji wakati upendeleo wa nyuma unatumika. Kifaa hakijaundwa kwa uendeshaji wa nyuma; kigezo hiki kimsingi ni kwa ajili ya uthibitishaji wa mtihani wa IR.

3. Ufafanuzi wa Mfumo wa Kugawa Daraja

Ili kuhakikisha uthabiti katika uzalishaji, LED zinasagwa na kugawanywa katika daraja kulingana na vigezo muhimu. Hii inawaruhusu wabunifu kuchagua sehemu zinazokidhi mahitaji maalum ya rangi, mwangaza, na voltage ya mbele.

3.1 Daraja la Voltage ya Mbele (V_F)

Imegawanywa daraja kwa mkondo wa mtihani wa 20mA. Uvumilivu kwa kila daraja ni ±0.1V.

• Daraja F4:2.4V (Chini) hadi 2.7V (Juu)
• Daraja F5:2.7V (Chini) hadi 3.0V (Juu)
• Daraja F6:3.0V (Chini) hadi 3.3V (Juu)

3.2 Daraja la Uzito wa Mwanga (I_V)

Imegawanywa daraja kwa mkondo wa mtihani wa 20mA. Uvumilivu kwa kila daraja la uzito ni ±11%.

• Daraja T2:400.0 mcd (Chini) hadi 540.0 mcd (Juu)
• Daraja U1:540.0 mcd (Chini) hadi 750.0 mcd (Juu)
• Daraja U2:750.0 mcd (Chini) hadi 1040.0 mcd (Juu)

3.3 Daraja la Rangi (Urefu wa Wimbi Kuu)

Imegawanywa daraja kwa mkondo wa mtihani wa 20mA. Uvumilivu kwa kila daraja ni ±1nm.

• Daraja AC:466.0 nm (Chini) hadi 471.0 nm (Juu)
• Daraja AD:471.0 nm (Chini) hadi 476.0 nm (Juu)

4. Uchambuzi wa Mkunjo wa Utendaji

Hati ya maelezo inarejelea mikunjo ya kawaida ya utendaji ambayo ni muhimu kwa kuelewa tabia ya kifaa chini ya hali tofauti. Ingawa grafu maalum hazijarudiwa kwa maandishi, athari zao zimechambuliwa hapa chini.

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

Tabia ya I-V sio ya mstari, kama kawaida ya diode. Voltage ya mbele (V_F) ina mgawo chanya wa joto, ikimaanisha inapungua kidogo joto la kiungo linapoinuka kwa mkondo fulani. Wabunifu lazima wazingatie hili wakati wa kubuni mizunguko ya kuzuia mkondo ili kuhakikisha uendeshaji thabiti katika safu ya joto.

4.2 Uzito wa Mwanga dhidi ya Mkondo wa Mbele

Uzito wa mwanga kwa ujumla unalingana na mkondo wa mbele ndani ya eneo salama la uendeshaji. Hata hivyo, ufanisi unaweza kupungua kwa mikondo ya juu sana kwa sababu ya ongezeko la joto (athari ya kushuka). Kufanya kazi kwa au chini ya 20mA inayopendekezwa huhakikisha ufanisi bora na umri mrefu.

4.3 Usambazaji wa Wigo

Mkunjo wa pato la wigo unazunguka urefu wa wimbi la kilele la 466nm na FWHM ya takriban 35nm. Hii inabainisha usafi wa rangi ya bluu. Urefu wa wimbi kuu, unaotumika kwa kugawa daraja, huhesabiwa kutoka kwa wigo huu uliozidishwa kwa usikivu wa jicho la mwanadamu.

4.4 Sifa za Joto

Utendaji wa LED unategemea joto. Uzito wa mwanga kwa kawaida hupungua joto la kiungo linapoinuka. Safu za joto la uendeshaji na la hifadhi (-40°C hadi +85°C na -100°C mtawalia) huhakikisha nyenzo ya semiconductor na uadilifu wa kifurushi vinadumishwa.

5. Maelezo ya Mitambo na Ufungaji

5.1 Vipimo vya Kifurushi

Kifaa hiki kinatii kiwango cha kifurushi cha 0201. Vipimo muhimu (kwa milimita) ni pamoja na urefu wa mwili wa takriban 0.6mm, upana wa 0.3mm, na urefu wa 0.25mm. Uvumilivu wote wa vipimo ni ±0.2mm isipokuwa imebainishwa vinginevyo. Vituo vya anode na cathode vimebainishwa wazi kwa mwelekeo sahihi wa PCB.

5.2 Pad Inayopendekezwa ya Kuunganisha PCB

Muundo wa ardhi (ukubwa wa mguu) umetolewa kwa ajili ya kuuza kwa njia ya infrared au reflow ya awamu ya mvuke. Kufuata muundo huu uliopendekezwa wa pad ni muhimu sana kwa kufikia viunganishi vya kuuza vyenye uhakika, usawa sahihi wakati wa reflow, na utawanyiko bora wa joto kutoka kwa die ya LED.

5.3 Ufungaji wa Mkanda na Reeli

LED hutolewa kwenye mkanda wa kubeba uliochorwa na upana wa 12mm. Mkanda huo umeviringishwa kwenye reeli zenye kipenyo cha inchi 7 (178mm). Idadi ya kawaida ya reeli ni vipande 4000 kwa kila reeli, na idadi ya chini ya kufunga ya vipande 500 kwa mabaki ya kundi. Ufungaji hufuata vipimo vya ANSI/EIA-481 ili kuhakikisha ulinganifu na vifaa vya usanikishaji vya kiotomatiki.

6. Miongozo ya Kuuza na Usanikishaji

6.1 Profaili ya Kuuza kwa Njia ya IR Reflow

Profaili inayopendekezwa ya reflow inayolingana na J-STD-020B kwa michakato isiyo na risasi imetolewa. Vigezo muhimu ni pamoja na:

• Joto la Awali:150-200°C upeo.
• Muda wa Joto la Awali:Sekunde 120 upeo.
• Joto la Kilele:260°C upeo.
• Muda Juu ya Kiowevu:Sekunde 10 upeo (inapendekezwa kwa mzunguko wa juu wa reflow mbili).

Ni muhimu kuzingatia kwamba profaili bora inategemea muundo maalum wa PCB, mchanga wa kuuza, na tanuri. Profaili iliyotolewa hutumika kama lengo la jumla kulingana na viwango vya JEDEC.

6.2 Kuuza kwa Mkono

Ikiwa kuuza kwa mkono kunahitajika, tahadhari kubwa lazima ichukuliwe kwa sababu ya ukubwa mdogo. Mapendekezo ni pamoja na:

• Joto la Chuma:300°C upeo.
• Muda wa Kuuza:Sekunde 3 upeo kwa kila kiungo.
• Tumia joto kwenye pad ya PCB, sio moja kwa moja kwenye mwili wa LED.

6.3 Kusafisha

Ikiwa kusafisha baada ya kuuza kunahitajika, vimumunyisho vilivyobainishwa pekee vinapaswa kutumika. Kuzamisha LED kwenye pombe ya ethyl au isopropyl kwa joto la kawaida kwa chini ya dakika moja kunakubalika. Kemikali zisizobainishwa zinaweza kuharibu lenzi ya epoxy au kifurushi.

6.4 Hifadhi na Usikivu wa Unyevu

LED hizi zina usikivu wa unyevu (MSL 3).

• Kifurushi Kilichofungwa:Hifadhi kwa ≤30°C na ≤70% Unyevu wa Jamaa (RH). Tumia ndani ya mwaka mmoja kutoka tarehe ya kufunga.
• Kifurushi Kilichofunguliwa:Hifadhi kwa ≤30°C na ≤60% RH. Inapendekezwa kukamilisha reflow ya IR ndani ya masaa 168 (siku 7) ya kufungua.
• Hifadhi ya Muda Mrefu (Iliyofunguliwa):Hifadhi kwenye chombo kilichofungwa chenye kikaushi au kwenye kikaushi cha nitrojeni.
• Mfiduo >168hrs:LED lazima zipikwe kwa takriban 60°C kwa angalau masaa 48 kabla ya kuuza ili kuondoa unyevu uliokwama na kuzuia \"popcorning\" wakati wa reflow.

7. Mapendekezo ya Matumizi

7.1 Mzunguko wa Kawaida wa Matumizi

LED hii inahitaji utaratibu wa kuzuia mkondo inapotumika kutoka kwa chanzo cha voltage kilicho juu ya voltage yake ya mbele. Njia rahisi zaidi ni kupinga mfululizo. Thamani ya kupinga (R_s) inaweza kuhesabiwa kwa kutumia Sheria ya Ohm: R_s= (V_supply- V_F) / I_F. Kwa mfano, kwa usambazaji wa 5V, V_Fya 3.0V (kawaida), na I_Finayotakiwa ya 20mA, R_s= (5V - 3.0V) / 0.020A = 100 Ω. Kiwango cha nguvu cha kupinga kinapaswa kuwa angalau I_F²* R_s.

7.2 Mambo ya Kuzingatia katika Ubunifu

• Kuendesha Mkondo:Daima endesha LED kwa mkondo wa kudumu au chanzo cha voltage chenye kupinga mfululizo. Kuunganishwa moja kwa moja kwenye chanzo cha voltage kinachozidi V_Fkitasababisha mkondo kupita kiasi na kushindwa haraka.
• Usimamizi wa Joto:Ingawa mtawanyiko wa nguvu ni mdogo, kuhakikisha eneo la kutosha la shaba la PCB karibu na pad husaidia kutawanya joto, hasa katika mazingira yenye joto la juu la mazingira au inapotumiwa kwa mikondo ya juu.
• Ulinzi wa ESD:Ingawa haijasemwa wazi kuwa nyeti, kushughulikia vifaa vyote vya semiconductor kwa tahadhari sahihi za ESD (Utoaji Umeme wa Tuli) ni mazoea mazuri.
• Ubunifu wa Mwanga:Pembe mpana ya kutazama ya 110° inafanya ifae kwa matumizi yanayohitaji kuonekana kwa upana. Kwa mwanga uliolengwa, lenzi za nje au viongozi vya mwanga vinaweza kuhitajika.

8. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

Sababu kuu za kutofautisha kwa LED hii ni ukubwa wake mdogo sana wa 0201 na hatua yake maalum ya rangi ya bluu (urefu wa wimbi kuu wa 466-476nm). Ikilinganishwa na vifurushi vikubwa zaidi (mfano, 0603, 0805), 0201 hutoa akiba kubwa ya nafasi kwenye PCB, na kuwezesha miundo yenye msongamano mkubwa. Teknolojia ya InGaN hutoa utoaji bora wa mwanga wa bluu. Mchanganyiko wa pembe pana ya kutazama na lenzi wazi husababisha chanzo cha mwanga chenye mwangaza na chenye kutawanyika, kinachofaa kwa viashiria vya hali ambapo pembe ya kutazama haizuiliwi. Mfumo wa kina wa kugawa daraja unaruhusu uteuzi sahihi katika matumizi yanayohitaji mechi ya rangi au mwangaza mwembamba kati ya LED nyingi.

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

9.1 Kuna tofauti gani kati ya Urefu wa Wimbi la Kilele na Urefu wa Wimbi Kuu?

Urefu wa Wimbi la Kilele (λ_P) ni urefu wa wimbi halisi ambapo LED hutoa nguvu nyingi zaidi ya mwanga. Urefu wa Wimbi Kuu (λ_d) ni thamani iliyohesabiwa inayowakilisha urefu wa wimbi mmoja wa mwanga wa rangi moja ambao ungeonekana kuwa na rangi sawa na pato la LED kwa jicho la mwanadamu. λ_dkwa hivyo inafaa zaidi kwa ubainishaji wa rangi na kugawa daraja.

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

Ingawa Kipimo cha Juu Kabisa cha Mkondo wa Mbele wa DC ni 30mA, hali ya kawaida ya mtihani na hatua inayopendekezwa ya uendeshaji kwa maelezo ya mwanga yaliyochapishwa ni 20mA. Kufanya kazi kwa 30mA kunaweza kutoa pato la mwanga la juu zaidi lakini litazalisha joto zaidi, na kwa uwezekano kupunguza maisha na kubadilisha rangi. Kwa uendeshaji wa muda mrefu wenye uhakika, inashauriwa kubuni mzunguko kwa 20mA au chini.

9.3 Kwa nini kuna ubainishaji wa mkondo wa nyuma ikiwa kifaa hakifanyi kazi kwa nyuma?

Ubainishaji wa Mkondo wa Nyuma (I_R) ni kigezo cha udhibiti wa ubora kinachopimwa wakati wa mtihani wa uzalishaji (mtihani wa IR). Kinahakikisha uadilifu wa kiungo cha semiconductor. Katika matumizi, voltage ya nyuma haipaswi kamwe kutumika kwa makusudi, kwani haijaundwa kuzuia voltage ya nyuma muhimu na inaweza kuharibika.

9.4 Ninawezaje kufasiri msimbo wa daraja ninapokuagiza?

Ili kuhakikisha unapokea LED zenye utendaji thabiti, unapaswa kubainisha msimbo wa daraja kwa Voltage ya Mbele (F4/F5/F6), Uzito wa Mwanga (T2/U1/U2), na Urefu wa Wimbi Kuu (AC/AD) kulingana na mahitaji yako ya ubunifu. Kwa mfano, agizo linaweza kubainisha sehemu kutoka kwa daraja F5, U1, AC kwa voltage ya kati, mwangaza wa kati-kati, na rangi ya bluu zaidi.

10. Kesi ya Matumizi ya Vitendo

Hali: Kubuni kiashiria cha hali cha kifaa kidogo cha kuvaliwa.Kifaa kina PCB ndogo yenye nafasi ndogo. Kiashiria cha kuwasha cha bluu kinahitajika. LED ya 0201 imechaguliwa kwa sababu ya ukubwa mdogo wa mguu wake. Ubunifu hutumia pini ya GPIO ya microcontroller ya 3.3V kudhibiti LED. Kupinga mfululizo kunahesabiwa kwa kutumia V_Fya juu kutoka kwa daraja la voltage lililochaguliwa (mfano, Daraja F6 la juu la 3.3V) ili kuhakikisha mkondo wa kutosha hata kwa V_Fya hali mbaya zaidi: R_s= (3.3V - 3.3V) / 0.020A = 0 Ω. Hii haiwezekani. Kwa hivyo, daraja la V_Fya chini (F4 au F5) lazima lichaguliwe, au voltage ya usambazaji iongezwe. Kuchagua Daraja F5 (V_Fya juu =3.0V) na kuongeza kigeuzi cha kuongeza kidogo kutoa 3.6V huruhusu R_s= (3.6V - 3.0V) / 0.020A = 30 Ω. Mpangilio wa PCB hutoa mifuko ya shaba ya wastani kwenye pad za LED kwa ajili ya kupoteza joto. LED huwekwa kwenye bodi kwa kutumia kiotomatiki cha kuchukua-na-kuweka kutoka kwa reeli ya mkanda wa 12mm.

11. Utangulizi wa Kanuni

LED hii ni kifaa cha fotoni cha semiconductor. Inategemea muundo wa kiungo tofauti wa Indium Gallium Nitride (InGaN). Wakati voltage ya upendeleo wa mbele inatumika, elektroni na mashimo huingizwa kwenye eneo lenye shughuli kutoka kwa tabaka za semiconductor za aina-n na aina-p, mtawalia. Vibeba malipo hivi hujumuishwa tena kwa mionzi, na kutolewa kwa nishati kwa namna ya fotoni. Muundo maalum wa aloi ya InGaN huamua nishati ya pengo la bendi, ambayo kwa upande huamua urefu wa wimbi (rangi) ya mwanga unaotolewa—katika kesi hii, bluu. Lenzi ya epoxy wazi kama maji hufunga die ya semiconductor, hutoa ulinzi wa mitambo, na huunda muundo wa pato la mwanga ili kufikia pembe maalum ya kutazama ya digrii 110.

12. Mienendo ya Maendeleo

Mwelekeo katika LED za SMD kwa matumizi ya kiashiria unaendelea kuelekea upunguzaji wa ukubwa, kuongezeka kwa ufanisi, na uaminifu wa juu zaidi. Ukubwa wa vifurushi umekuwa ukikua kutoka 0603 hadi 0402, na sasa hadi 0201 na hata sawa ndogo zaidi ya metri kama 01005. Uboreshaji wa ufanisi (lumeni zaidi kwa kila watt) huruhusu mwangaza wa kutosha kwa mikondo ya chini ya kuendesha, na hivyo kupunguza matumizi ya nguvu na mzigo wa joto. Maendeleo katika nyenzo za ufungaji na teknolojia za kuunganisha die huongeza uaminifu wa muda mrefu na upinzani wa mzunguko wa joto. Zaidi ya hayo, kuna msisitizo unaoongezeka kwenye uvumilivu mwembamba wa kugawa daraja na uwezo wa kisasa zaidi wa kuchanganya rangi kwa matumizi yanayohitaji utoaji sahihi wa rangi au mwanga mweupe unaoweza kubadilishwa, ingawa kifaa hiki maalum ni kitoa mwanga wa rangi moja ya bluu.