Hati ya Uchambuzi wa Kiufundi ya SMD LED LTST-108TBKT - Ukubwa 3.2x2.8x1.9mm - Voltage 2.8-3.8V - Nguvu 80mW - InGaN ya Bluu

1. Muhtasari wa Bidhaa

Hati hii inatoa maelezo kamili ya kiufundi ya Kifaa cha Kukazwa kwenye Uso (SMD) cha Diodi Inayotoa Mwanga (LED). Sehemu hii imeundwa kwa ajili ya michakato ya usanikishaji wa bodi ya mzunguko wa kuchapishwa (PCB) kiotomatiki, na kufanya iweze kutumika katika uzalishaji wa wingi. Ukubwa wake mdogo unakidhi mahitaji ya matumizi yenye nafasi ndogo katika sekta mbalimbali za elektroniki.

1.1 Sifa

• Inatii maagizo ya RoHS (Vizuizi vya Vitu hatari).
• Imeingizwa kwenye mkanda wa mm 8 kwenye reeli yenye kipenyo cha inchi 7 kwa ajili ya vifaa vya kuchukua-na-kuweka kiotomatiki.
• Muundo wa kifurushi uliostandardishwa wa EIA kwa ushirikiano wa muundo.
• Inaendana na mantiki ya pembejeo, inafaa kwa kuendeshwa moja kwa moja kutoka kwa mizunguko ya dijiti ya kawaida.
• Imeundwa kwa ushirikiano na michakato ya kuweka kiotomatiki na kuuza kwa kuyeyusha kwa mionzi ya infrared (IR).
• Imetayarishwa kwa kiwango cha unyevu cha JEDEC cha 3.

1.2 Matumizi

LED hii imekusudiwa kutumika kama kiashiria cha hali, kipengele cha taa ya nyuma, au taa ya ishara katika aina mbalimbali za vifaa vya elektroniki. Sehemu za kawaida za 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 vya watumiaji.
• Vifaa vya udhibiti na ufuatiliaji wa viwanda.
• Bodi za ishara za ndani na mwanga wa paneli ya mbele.

2. Vigezo vya Kiufundi: Ufafanuzi wa kina na Lengo

Sehemu zifuatazo zinaelezea kwa kina vigezo muhimu vya umeme, macho, na mazingira ambavyo vinabainisha utendakazi na mipaka ya uendeshaji wa sehemu hii.

2.1 Vipimo vya Juu Kabisa

Vipimo hivi vinabainisha mipaka ya mkazo ambayo kuzidi kunaweza kusababisha uharibifu wa kudumu kwa kifaa. Uendeshaji chini ya au kwenye mipaka hii hauhakikishwi. Thamani zote zimebainishwa kwa joto la mazingira (Ta) la 25°C.

• Matumizi ya Nguvu (Pd):80 mW. Hii ndiyo nguvu ya juu inayoruhusiwa inayopotea ndani ya kifaa, hasa kama joto kutoka kwa mkondo wa mbele.
• Mkondo wa Mbele wa Kilele (I_F(PEAK)):100 mA. Hii ndiyo mkondo wa mbele wa papo hapo wa juu kabisa, unaoruhusiwa tu chini ya hali ya mipigo (mzunguko wa kazi 1/10, upana wa mipigo 0.1ms).
• Mkondo wa Mbele wa DC (I_F):20 mA. Hii ndiyo mkondo wa mbele wa kuendelea wa juu unaopendekezwa kwa uendeshaji wa muda mrefu unaotegemewa.
• Safu ya Joto la Uendeshaji (T_opr):-40°C hadi +85°C. Safu ya joto la mazingira ambayo kifaa kimeundwa kufanya kazi ndani yake.
• Safu ya Joto la Hifadhi (T_stg):-40°C hadi +100°C. Safu ya joto kwa ajili ya hifadhi isiyo ya uendeshaji.

2.2 Tabia za Umeme-Macho

Tabia hizi hupimwa chini ya hali za kawaida za majaribio (Ta=25°C, I_F=20mA) na zinawakilisha utendakazi wa kawaida.

• Ukali wa Mwanga (I_V):112.0 - 280.0 mcd (millicandela). Mwangaza unaoonwa wa LED kama ilivyopimwa na sensor iliyochujwa kwa majibu ya jicho la CIE photopic. Safu mpana inadhibitiwa kupitia mfumo wa kugawa kwenye makundi.
• Pembe ya Kuona (2θ_1/2):110° (kawaida). Inafafanuliwa kama pembe kamili ambapo ukali wa mwanga hupungua hadi nusu ya thamani yake ya mhimili (kwenye mhimili). Pembe ya 110° inaonyesha muundo wa utoaji mpana, uliosambaa unaofaa kwa matumizi ya viashiria.
• Urefu wa Wimbi la Utoaji wa Kilele (λ_p):468 nm (kawaida). Urefu wa wimbi ambapo nguvu ya pato la macho ni ya juu zaidi.
• Urefu wa Wimbi Kuu (λ_d):465 - 475 nm. Hii ndiyo urefu wa wimbi mmoja unaoonwa na jicho la mwanadamu unaobainisha rangi (bluu). Inatokana na kuratibu za rangi za CIE.
• Nusu-Upana wa Mstari wa Wigo (Δλ):25 nm (kawaida). Upana wa wigo uliopimwa kwa nusu ya ukali wa juu kabisa (Upana Kamili kwa Nusu ya Juu - FWHM).
• Voltage ya Mbele (V_F):2.8 - 3.8 V. Kupungua kwa voltage kwenye LED inapokuwa inaendeshwa kwa mkondo maalum wa mbele (20mA).
• Mkondo wa Nyuma (I_R):10 μA (upeo) kwa V_R=5V. Kifaa hakijaundwa kwa uendeshaji wa upendeleo wa nyuma; kigezo hiki ni kwa ajili ya majaribio tu.

3. Ufafanuzi wa Mfumo wa Kugawa kwenye Makundi

Ili kuhakikisha uthabiti wa rangi na mwangaza katika uzalishaji, LED zinasagwa na kuwekwa katika vikundi vya utendakazi au "makundi." Hii inawaruhusu wabunifu kuchagua vipengele vinavyokidhi mahitaji maalum ya matumizi.

3.1 Kugawa kwenye Makundi kwa Voltage ya Mbele (V_F)

Vipimo viko kwa Volts kwa I_F= 20mA. Uvumilivu ndani ya kila kundi ni ±0.10V.

• Kundi D7: 2.8V (Chini) - 3.0V (Juu)
• Kundi D8: 3.0V - 3.2V
• Kundi D9: 3.2V - 3.4V
• Kundi D10: 3.4V - 3.6V
• Kundi D11: 3.6V - 3.8V

3.2 Kugawa kwenye Makundi kwa Ukali wa Mwanga (I_V)

Vipimo viko kwa millicandela (mcd) kwa I_F= 20mA. Uvumilivu ndani ya kila kundi ni ±11%.

• Kundi R1: 112 mcd - 140 mcd
• Kundi R2: 140 mcd - 180 mcd
• Kundi S1: 180 mcd - 224 mcd
• Kundi S2: 224 mcd - 280 mcd

3.3 Kugawa kwenye Makundi kwa Urefu wa Wimbi Kuu (λ_d)

Vipimo viko kwa nanometers (nm) kwa I_F= 20mA. Uvumilivu ndani ya kila kundi ni ±1nm.

• Kundi AC: 465.0 nm - 470.0 nm
• Kundi AD: 470.0 nm - 475.0 nm

4. Uchambuzi wa Mviringo wa Utendakazi

Mviringo wa kawaida wa utendakazi hutoa ufahamu wa jinsi vigezo vinavyobadilika na hali za uendeshaji. Hizi ni muhimu kwa muundo thabiti wa mzunguko.

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

Mviringo wa I-V unaonyesha uhusiano wa kielelezo kati ya mkondo na voltage. Kuendesha LED kunahitaji utaratibu wa kuzuia mkondo (mfano, kizuizi cha mfululizo au kiendeshi cha mkondo wa mara kwa mara) ili kuzuia kuzidi kiwango cha juu cha mkondo, kwani ongezeko dogo la voltage linaweza kusababisha ongezeko kubwa la mkondo.

4.2 Ukali wa Mwanga dhidi ya Mkondo wa Mbele

Mviringo huu kwa kawaida unaonyesha uhusiano wa karibu na mstari kati ya mkondo wa kuendesha na pato la mwanga ndani ya safu ya uendeshaji inayopendekezwa. Hata hivyo, ufanisi unaweza kupungua kwa mikondo ya juu sana kutokana na athari za joto zilizoongezeka.

4.3 Usambazaji wa Wigo

Mviringo wa pato la wigo unazunguka urefu wa wimbi la kilele la 468 nm na nusu-upana wa kawaida wa 25 nm, na kufafanua usafi wa rangi ya bluu.

4.4 Utegemezi wa Joto

Vigezo muhimu kama voltage ya mbele na ukali wa mwanga vinategemea joto. Voltage ya mbele kwa kawaida hupungua kwa kuongezeka kwa joto la kiungo, wakati ukali wa mwanga kwa ujumla hupungua. Wabunifu lazima wazingatie usimamizi wa joto, hasa katika matumizi ya nguvu ya juu au joto la juu la mazingira.

5. Habari ya Mitambo na Kifurushi

5.1 Vipimo vya Kifurushi

Kipengele kina kifurushi cha kawaida cha SMD. Vipimo muhimu ni pamoja na ukubwa wa mwili wa takriban 3.2mm kwa urefu, 2.8mm kwa upana, na urefu wa 1.9mm. Uvumilivu wote wa vipimo ni ±0.2mm isipokuwa imebainishwa vinginevyo. Rangi ya lenzi ni wazi kama maji, na rangi ya chanzo cha mwanga ni bluu ya InGaN.

5.2 Muundo Unaopendekezwa wa Pad ya Kuambatanishwa kwenye PCB

Mchoro wa muundo wa ardhi umetolewa kwa ajili ya kubuni alama ya PCB. Muundo huu umeboreshwa kwa ajili ya kuunda muunganisho thabiti wa solder wakati wa kuuza kwa kuyeyusha kwa mionzi ya infrared au awamu ya mvuke, na kuhakikisha kuambatanishwa kwa mitambo na utoaji wa joto unaofaa.

5.3 Utambulisho wa Ubaguzi

Kathodi kwa kawaida huonyeshwa na alama ya kuonekana kwenye kifurushi, kama vile mwanya, nukta ya kijani, au kona iliyokatwa. Ubaguzi sahihi lazima uzingatiwe wakati wa usanikishaji ili kuhakikisha uendeshaji sahihi.

6. Miongozo ya Kuuza na Usanikishaji

6.1 Profaili ya Kuuza kwa Kuyeyusha kwa IR

Profaili ya joto inayopendekezwa inayotii J-STD-020B kwa michakato ya kuuza isiyo na risasi (Pb-free) imetolewa. Vigezo muhimu ni pamoja na:

• Joto la Kabla ya Kupokanzwa:150-200°C
• Muda wa Kabla ya Kupokanzwa:Upeo wa sekunde 120.
• Joto la Kilele:Upeo wa 260°C.
• Muda Juu ya Kiowevu:Kulingana na mviringo wa profaili uliotolewa.
• Muda wa Jumla wa Kuuza:Upeo wa sekunde 10 kwa joto la kilele (mizunguko miwili tu ya kuyeyusha inaruhusiwa).

Kumbuka:Profaili bora inategemea muundo maalum wa PCB, mchanga wa solder, na tanuri. Profaili iliyotolewa hutumika kama lengo la jumla kulingana na viwango vya JEDEC.

6.2 Kuuza kwa Mkono

Ikiwa kuuza kwa mkono kunahitajika, tumia chuma cha kuuza chenye joto lisilozidi 300°C. Muda wa mgusano unapaswa kuwa mdogo hadi upeo wa sekunde 3, na hii ifanyike mara moja tu.

6.3 Kusafisha

Ikiwa kusafisha baada ya kuuza kunahitajika, tumia tu vimumunyisho vilivyobainishwa. Kuzamisha LED kwenye pombe ya ethili au pombe ya isopropili kwa joto la kawaida kwa chini ya dakika moja kunakubalika. Visafishaji vya kemikali visivyobainishwa vinaweza kuharibu nyenzo za kifurushi.

6.4 Kuhifadhi na Kushughulikia

• Kifurushi Kilichofungwa:Hifadhi kwa ≤30°C na ≤70% Unyevu wa Jamaa (RH). Maisha ya rafu ni mwaka mmoja wakati kimehifadhiwa kwenye mfuko wa asili wa kuzuia unyevu na dawa ya kukausha.
• Kifurushi Kilichofunguliwa:Kwa vipengele vilivyotolewa kutoka kwenye mfuko wao wa kuzuia unyevu, mazingira ya hifadhi hayapaswi kuzidi 30°C na 60% RH. Inapendekezwa kukamilisha kuuza kwa kuyeyusha kwa IR ndani ya masaa 168 (siku 7) baada ya kufichuliwa.
• Ufichuaji Uliopanuliwa:LED zilizofichuliwa kwa zaidi ya masaa 168 zinapaswa kupashwa joto kwa takriban 60°C kwa angalau masaa 48 kabla ya usanikishaji wa solder ili kuondoa unyevu uliokwama na kuzuia "popcorning" wakati wa kuyeyusha.

7. Habari ya Ufungaji na Kuagiza

7.1 Vipimo vya Mkanda na Reeli

Vipengele vinatolewa kwenye mkanda wa kubeba uliochongwa na mkanda wa kifuniko.

• Upana wa Mkanda wa Kubeba: 8mm.
• Kipenyo cha Reeli:Inchi 7 (178mm).
• Idadi kwa Reeli:Vipande 4000.
• Idadi ya Chini ya Agizo (MOQ):Vipande 500 kwa idadi iliyobaki.
• Ufungaji unalingana na vipimo vya ANSI/EIA-481.

8. Mapendekezo ya Matumizi na Mazingatio ya Muundo

8.1 Mizunguko ya Kawaida ya Matumizi

LED lazima iendeshwe na kifaa cha kuzuia mkondo. Njia rahisi zaidi ni kizuizi cha mfululizo. Thamani ya kizuizi (R_s) inaweza kuhesabiwa kwa kutumia Sheria ya Ohm: R_s= (V_usambazaji- V_F) / I_F. Tumia V_Fya juu kutoka kwa hati ya maelezo (mfano, 3.8V) ili kuhakikisha mkondo wa kutosha chini ya hali zote. Kwa mfano, kwa usambazaji wa 5V na lengo la I_Fya 20mA: R_s= (5V - 3.8V) / 0.020A = 60Ω. Kizuizi cha kawaida cha 62Ω au 68Ω kingefaa. Kwa usahihi au uthabiti, kiendeshi cha mkondo wa mara kwa mara kinapendekezwa.

8.2 Usimamizi wa Joto

Ingawa matumizi ya nguvu ni ya chini (80mW), muundo bora wa joto kwenye PCB bado ni muhimu kwa umri mrefu na utendakazi thabiti, hasa katika joto la juu la mazingira au nafasi zilizofungwa. Hakikisha muundo wa pad ya PCB unatoa msaada wa kutosha wa joto na zingatia mpangilio wa jumla wa bodi kwa ajili ya utoaji wa joto.

8.3 Muundo wa Macho

Pembe mpana ya kuona ya 110° hufanya LED hii ifae kwa matumizi yanayohitaji kuonekana kwa upana. Kwa mwanga uliolengwa au ulioelekezwa, optiki za sekondari (lenzi, viongozi vya mwanga) zingehitajika. Lenzi wazi kama maji ni bora zaidi kwa utoaji wa rangi halisi.

9. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

Kipengele hiki ni sehemu ya familia ya LED za kawaida za SMD. Tofauti zake kuu ni pamoja na mchanganyiko maalum wa chip ya bluu ya InGaN, pembe mpana ya kuona, na muundo wake wa kugawa kwenye makundi kwa V_F, I_V, na λ_d. Ikilinganishwa na njia mbadala zisizo na makundi au zenye makundi mapana, inawapa wabunifu udhibiti mkubwa zaidi juu ya uthabiti wa rangi na mechi ya mwangaza katika safu za LED nyingi, ambayo ni muhimu kwa matumizi kama vile taa ya nyuma au viashiria vya hali ambapo muonekano sare unahitajika.

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

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

Urefu wa Wimbi wa Kilele (λ_p)ni urefu wa wimbi wa kimwili ambapo LED hutoa nguvu nyingi zaidi ya macho.Urefu wa Wimbi Kuu (λ_d)ni thamani iliyohesabiwa kulingana na mtazamo wa rangi wa mwanadamu (kuratibu za CIE) inayowakilisha vyema rangi tunayoona. Kwa LED za rangi moja kama hii ya bluu, mara nyingi ziko karibu, lakini λ_dndiyo kigezo muhimu cha kuendana kwa rangi.

10.2 Je, naweza kuendesha LED hii kwa usambazaji wa 3.3V bila kizuizi?

No.Haiipendekezwi na kuna uwezekano wa kuharibu LED. Voltage ya mbele inatofautiana kutoka 2.8V hadi 3.8V. Kwa 3.3V, LED yenye V_Fkatika mwisho wa chini wa safu (mfano, 2.9V) ingekumbwa na mshindo wa mkondo usiodhibitiwa na unaoweza kuharibu. Daima tumia utaratibu wa kuzuia mkondo.

10.3 Kwa nini kuna maisha ya sakafu ya masaa 168 baada ya kufungua mfuko wa kuzuia unyevu?

Vifurushi vya SMD vinaweza kunyonya unyevu kutoka angahewa. Wakati wa mchakato wa joto la juu wa kuuza kwa kuyeyusha, unyevu huu uliokwama unaweza kuyeyuka kwa kasi, na kuunda shinikizo la ndani ambalo linaweza kuvunja kifurushi ("popcorning" au "delamination"). Kikomo cha masaa 168 ni muda salama wa kufichuliwa kwa Kiwango Maalum cha Unyevu (MSL 3) kabla ya kupashwa joto kuhitajika.

11. Kesi ya Muundo na Matumizi ya Vitendo

Hali: Kubuni paneli ya hali ya viashiria vingi kwa ajili ya kipanga njia cha mtandao.Paneli inahitaji LED 10 zinazofanana za bluu kuonyesha shughuli ya kiungo na hali ya nguvu. Ili kuhakikisha LED zote zinaonekana zenye mwangaza sawa na kivuli kimoja cha bluu, mbunifu anapaswa kubainisha misimbo ya makundi mwembamba wakati wa kuagiza. Kwa mfano, kubainisha Kundi S1 kwa ukali (180-224 mcd) na Kundi AC kwa urefu wa wimbi (465-470 nm) kungehakikisha uthabiti wa kuonekana kwenye paneli nzima. Mzunguko wa kuendesha ungetumia reli ya kawaida ya 5V na vizuizi vya mfululizo vya 68Ω kwa kila LED, vilivyohesabiwa kulingana na V_Fya juu ili kuhakikisha mkondo wa kutosha hata kwa LED zilizo kwenye makundi ya voltage ya juu.

12. Utangulizi wa Kanuni ya Uendeshaji

Diodi Zinazotoa Mwanga (LED) ni vifaa vya semiconductor vinavyotoa mwanga kupitia umeme-mwanga. Wakati voltage ya mbele inatumiwa kwenye kiungo cha p-n, elektroni kutoka kwa nyenzo za aina-n huchanganyika tena na mashimo kutoka kwa nyenzo za aina-p katika eneo lenye shughuli. Mchakato huu wa kuchanganyika tena hutolea nishati kwa njia ya fotoni (mwanga). Rangi maalum (urefu wa wimbi) ya mwanga unaotolewa imedhamiriwa na nishati ya pengo la bendi ya nyenzo za semiconductor zinazotumiwa katika eneo lenye shughuli. LED hii maalum hutumia Indiamu Galiamu Nitraidi (InGaN) kama nyenzo yenye shughuli, ambayo ina uwezo wa kutoa mwanga wa ufanisi wa juu katika wigo wa bluu.

13. Mienendo ya Teknolojia

Maendeleo ya LED za SMD yanaendelea kuzingatia maeneo kadhaa muhimu: kuongezeka kwa ufanisi wa mwangaza (pato zaidi la mwanga kwa kila wati ya umeme), uboreshaji wa utoaji wa rangi na uthabiti, udogo zaidi wa vifurushi, na uimarishaji wa uaminifu chini ya hali za juu za joto na mkondo wa uendeshaji. Matumizi ya nyenzo za hali ya juu za semiconductor kama InGaN yamekuwa muhimu katika kufikia LED za bluu na kijani zenye mwangaza wa juu, ambazo pia ni msingi wa kutoa mwanga mweupe kupitia ubadilishaji wa fosforasi. Mwelekeo wa otomatiki na Interneti ya Vitu (IoT) unachochea mahitaji ya suluhisho za viashiria zinazotegemewa, ndogo, na zenye ufanisi wa nishati kama kipengele hiki.