SMD LED Njano Yenye Lens Iliyotawanyika - AlInGaP - Pembe ya Kuona Digrii 120 - Umeme wa Mbele 1.8-2.4V - Nguvu ya Kutokwa 72mW - Waraka wa Kiufundi wa Kiswahili

1. Muhtasari wa Bidhaa

Waraka huu unaelezea kwa kina vipimo vya kifaa cha kutolea mwanga (LED) cha aina ya "surface-mount device" (SMD) kinachotumia nyenzo za semikondukta za Aluminium Indium Gallium Phosphide (AlInGaP) kutokeza mwanga wa njano uliotawanyika. Kifaa hiki kimeundwa kwa ajili ya usanikishaji wa bodi za mzunguko (PCB) kwa taratibu za otomatiki, na kina sifa ya ukubwa mdogo, ukifaa kwa matumizi katika vifaa vya elektroniki mbalimbali vilivyo na nafasi ndogo.

1.1 Faida Kuu na Soko Lengwa

Faida kuu za LED hii ni pamoja na kufuata kanuni za "Restriction of Hazardous Substances" (RoHS), kuwa sawa na vifaa vya otomatiki vya kuchukua na kuweka, na kufaa kwa mchakato wa kuunganisha kwa joto la IR reflow. Inasambazwa kwenye mkanda wa kawaida wa sekta wenye upana wa 8mm uliowekwa kwenye reeli zenye kipenyo cha inchi 7, jambo linalorahisisha uzalishaji wa wingi. Kifaa hiki kimewekewa masharti ya unyevu kulingana na viwango vya JEDEC Level 3. Matumizi yake lengwa yanajumuisha miundombinu ya mawasiliano, vifaa vya otomatiki ofisini, vifaa vya nyumbani, paneli za udhibiti wa viwanda, na ishara za ndani. Matumizi maalum yanajumuisha viashiria vya hali, mwanga wa alama, na mwanga wa nyuma wa paneli ya mbele.

2. Uchambuzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi

Kuelewa kikamilifu mipaka ya uendeshaji na utendaji wa kifaa chini ya hali ya kawaida ni muhimu sana kwa ajili ya kubuni mzunguko unaoaminika.

2.1 Viwango vya Juu Kabisa

Viwango hivi vinabainisha mipaka ya mkazo ambayo ikiwa kifaa kikifanyiwa kazi zaidi yake, kunaweza kuharibika kabisa. Hakuna uhakika wa utendaji chini ya au kwenye mipaka hii. Thamani zote zimebainishwa kwa joto la mazingira (Ta) la 25°C.

• Nguvu ya Kutokwa (Pd):72 mW. Hii ndiyo nguvu ya juu inayoruhusiwa ambayo kifaa kinaweza kutokwa kama joto.
• Umeme wa Mbele wa Kilele (I_F(peak)):80 mA. Umeme huu unaruhusiwa tu chini ya hali ya mipigo yenye mzunguko wa kazi 1/10 na upana wa mipigo wa 0.1ms.
• Umeme wa Mbele wa Mfululizo (I_F):30 mA DC. Hii ndiyo thamani ya juu inayopendekezwa ya umeme wa mfululizo.
• Safu ya Joto la Uendeshaji:-40°C hadi +85°C.
• Safu ya Joto la Uhifadhi:-40°C hadi +100°C.

2.2 Sifa za Umeme na Mwanga

Vigezo hivi vinabainisha utendaji wa kawaida wa kifaa chini ya hali ya kawaida ya uendeshaji, zikipimwa kwa Ta=25°C na umeme wa majaribio (I_F) wa 20mA, isipokuwa imebainishwa vinginevyo.

• Nguvu ya Mwanga (I_V):Inatofautiana kutoka kiwango cha chini cha 140.0 mcd hadi kiwango cha juu cha 450.0 mcd. Thamani ya kawaida iko ndani ya safu hii. Nguvu ya mwanga hupimwa kwa kutumia sensor na kichujio kinachokaribia mkunjo wa jibu la jicho la photopic (CIE).
• Pembe ya Kuona (2θ_1/2):Digrii 120 (kawaida). Pembe hii pana ya kuona, iliyofafanuliwa kama pembe kamili ambapo nguvu ya mwanga hupungua hadi nusu ya thamani yake ya mhimili, ni matokeo ya lens iliyotawanyika, ikitoa muundo wa mwanga mpana na sawa unaofaa kwa matumizi ya viashiria.
• Urefu wa Wimbi wa Kilele cha Mionzi (λ_P):Takriban 592 nm (kawaida). Hii ndiyo urefu wa wimbi ambapo usambazaji wa nguvu wa wigo unafikia kiwango cha juu zaidi.
• Urefu wa Wimbi Kuu (λ_d):Imebainishwa kati ya 584.5 nm na 594.5 nm. Hii ndiyo urefu wa wimbi mmoja unaoonwa na jicho la binadamu kuamua rangi (njano) na inatokana na viwianishi vya rangi vya CIE.
• Nusu-Upana wa Mstari wa Wigo (Δλ):Takriban 15 nm (kawaida). Hii inaonyesha usafi wa wigo au upana wa bendi ya mwanga unaotolewa.
• Umeme wa Mbele (V_F):Inatofautiana kutoka 1.8 V (chini) hadi 2.4 V (juu) kwa 20mA. Thamani ya kawaida iko ndani ya safu hii. Kigezo hiki ni muhimu sana kwa kubuni kiredesha na kuchagua usambazaji wa umeme.
• Umeme wa Nyuma (I_R):Kiwango cha juu cha 10 μA wakati umeme wa nyuma (V_R) wa 5V unatumika. Ni muhimu kukumbuka kuwa kifaa hakijabuniwa kufanya kazi chini ya upendeleo wa nyuma; hali hii ya majaribio ni kwa ajili ya kubainisha sifa tu.

3. Maelezo ya Mfumo wa Kugawa Daraja

Ili kuhakikisha uthabiti katika uzalishaji na kuruhusu wabunifu kuchagua LED zenye sifa zilizokusanywa kwa karibu, vifaa hivi vinagawanywa katika makundi kulingana na vigezo muhimu.

3.1 Kugawa Daraja kwa Umeme wa Mbele (V_f)

Vipimo viko kwenye Volts (V) vilivyopimwa kwa I_F= 20mA. Kila daraja lina uvumilivu wa ±0.1V.

• Daraja D2:1.8V (Chini) hadi 2.0V (Juu)
• Daraja D3:2.0V (Chini) hadi 2.2V (Juu)
• Daraja D4:2.2V (Chini) hadi 2.4V (Juu)

3.2 Kugawa Daraja kwa Nguvu ya Mwanga (I_V)

Vipimo viko kwenye millicandelas (mcd) vilivyopimwa kwa I_F= 20mA. Uvumilivu kwa kila daraja ni ±11%.

• Daraja R2:140.0 mcd hadi 180.0 mcd
• Daraja S1:180.0 mcd hadi 224.0 mcd
• Daraja S2:224.0 mcd hadi 280.0 mcd
• Daraja T1:280.0 mcd hadi 355.0 mcd
• Daraja T2:355.0 mcd hadi 450.0 mcd

3.3 Kugawa Daraja kwa Urefu wa Wimbi Kuu (W_d)

Vipimo viko kwenye nanometers (nm) vilivyopimwa kwa I_F= 20mA. Uvumilivu kwa kila daraja ni ±1nm.

• Daraja H:584.5 nm hadi 587.0 nm
• Daraja J:587.0 nm hadi 589.5 nm
• Daraja K:589.5 nm hadi 592.0 nm
• Daraja L:592.0 nm hadi 594.5 nm

4. Uchambuzi wa Mviringo wa Utendaji

Waraka huu unajumuisha miviringo ya kawaida ya sifa inayoonyesha uhusiano kati ya vigezo mbalimbali. Miviringo hii ni muhimu sana kwa kuelewa tabia ya kifaa chini ya hali zisizo za kawaida.

4.1 Sifa ya Umeme dhidi ya Voltage (I-V)

Mviringo huu unaonyesha uhusiano kati ya umeme wa mbele (V_F) na umeme wa mbele (I_F). Kwa LED za AlInGaP, mviringo huu kwa kawaida ni wa kielelezo. Wabunifu hutumia hii kuamua voltage inayohitajika ya kuendesha kwa umeme unaotaka wa uendeshaji na kuhesabu nguvu ya kutokwa (P_d= V_F* I_F).

4.2 Nguvu ya Mwanga dhidi ya Umeme wa Mbele

Grafu hii inaonyesha jinsi pato la mwanga (I_V) linavyobadilika na umeme wa kuendesha (I_F). Uhusiano kwa ujumla ni wa mstari ndani ya safu ya uendeshaji inayopendekezwa lakini utajaa kwa umeme wa juu zaidi. Ni muhimu sana kwa kubuni mizunguko ambapo udhibiti wa mwangaza kupitia umeme unahitajika.

4.3 Utegemezi wa Joto

Miviringo inayoonyesha mabadiliko ya umeme wa mbele na nguvu ya mwanga na joto la mazingira kwa kawaida hujumuishwa. Nguvu ya mwanga kwa ujumla hupungua kadiri joto la kiungo linavyoongezeka, wakati umeme wa mbele hupungua. Taarifa hii ni muhimu sana kwa matumizi yanayofanya kazi katika mazingira ya joto yaliyokithiri.

5. Taarifa za Mitambo na Kifurushi

5.1 Vipimo vya Kifurushi na Ubaguzi wa Miguu

Kifaa hiki kinafuata muundo wa kawaida wa sekta wa kifurushi cha SMD. Michoro ya kina ya mitambo inabainisha urefu, upana, kimo, umbali wa miguu, na uvumilivu wa jumla (kwa kawaida ±0.2mm). Kifurushi kina lens iliyotawanyika ili kufikia pembe maalum ya kuona ya digrii 120. Ubaguzi wa miguu unaonyeshwa na alama ya cathode au jiometri maalum ya pad kwenye mchoro wa kifaa.

5.2 Mpango Unapendekezwa wa Pad za Kuunganishia kwenye Bodi ya Mzunguko (PCB)

Muundo wa muundo wa ardhi unatolewa ili kuhakikisha kuunganisha kwa kuaminika na usimamizi sahihi wa joto. Hii inajumuisha vipimo vinavyopendekezwa vya pad za solder na nafasi ili kuzuia daraja la solder na kuhakikisha muunganisho wa nguvu wa mitambo wakati wa michakato ya reflow.

6. Mwongozo wa Kuunganisha na Usanikishaji

6.1 Profaili ya Kuunganisha kwa Joto la IR Reflow

Profaili ya joto inayopendekezwa inayolingana na J-STD-020B kwa michakato ya kuunganisha isiyo na risasi (Pb-free) imetolewa. Vigezo muhimu vinajumuisha:

• Joto la Kabla ya Kupokanzwa:150°C hadi 200°C.
• Muda wa Kabla ya Kupokanzwa:Kiwango cha juu cha sekunde 120.
• Joto la Kilele:Kiwango cha juu cha 260°C.
• Muda Juu ya Liquidus:Kiwango cha juu cha sekunde 10 (inapendekezwa usizidi mizunguko miwili ya reflow).

Inasisitizwa kuwa profaili bora inategemea ubunifu maalum wa PCB, mchanga wa solder, na tanuri, na inapaswa kubainishwa ipasavyo.

6.2 Kuunganisha kwa Mkono

Ikiwa kuunganisha kwa mkono kunahitajika, mipaka ifuatayo inapaswa kuzingatiwa:

• Joto la Chuma cha Kuunganishia:Kiwango cha juu cha 300°C.
• Muda wa Kuunganishia:Kiwango cha juu cha sekunde 3 kwa kila kiungo. Hii inapaswa kufanywa mara moja tu.

6.3 Masharti ya Uhifadhi na Ushughulikiaji

Uhifadhi sahihi ni muhimu sana ili kuzuia kunyonya unyevu, ambayo kunaweza kusababisha "popcorning" (kufa kwa kifurushi) wakati wa reflow.

• Kifurushi Kilichofungwa:Hifadhi kwa ≤30°C na ≤70% Unyevu wa Jamaa (RH). Tumia ndani ya mwaka mmoja.
• Kifurushi Kilichofunguliwa:Hifadhi kwa ≤30°C na ≤60% RH. Vipengele vinapaswa kupitishwa reflow ndani ya masaa 168 (siku 7) baada ya kufichuliwa. Kwa uhifadhi wa muda mrefu, tumia chombo kilichofungwa chenye kikaushi au kikaushi cha nitrojeni.
• Kupikwa:Ikiwa kimefichuliwa kwa zaidi ya masaa 168, pikia kwa takriban 60°C kwa angalau masaa 48 kabla ya usanikishaji ili kuondoa unyevu.

6.4 Kusafisha

Ikiwa kusafisha baada ya solder kunahitajika, tumia tu vimumunyisho vilivyobainishwa. Kuzamishwa kwenye pombe ya ethyl au isopropyl kwa joto la kawaida kwa chini ya dakika moja kunapendekezwa. Kemikali zisizobainishwa zinaweza kuharibu kifurushi cha LED.

7. Mambo ya Kuzingatia katika Ubunifu wa Matumizi

7.1 Njia ya Kuendesha

LED ni vifaa vinavyofanya kazi kwa umeme. Ili kuhakikisha mwangaza sawa wakati wa kuendesha LED nyingi, zinapaswa kuunganishwa kwa mfululizo na kipingamizi cha kuzuia umeme au, kwa upendeleo, kuendeshwa na chanzo cha umeme cha mara kwa mara. Kuunganisha LED moja kwa moja kwa sambamba hakupendekezwi kwa sababu ya tofauti katika umeme wa mbele (V_F), ambayo inaweza kusababisha kutofautiana kwa umeme na mwangaza usio sawa.

7.2 Usimamizi wa Joto

Ingawa nguvu ya kutokwa ni ndogo kiasi (72mW juu), ubunifu sahihi wa joto kwenye PCB bado ni muhimu, hasa wakati wa kufanya kazi kwa joto la juu la mazingira au karibu na umeme wa juu zaidi. Joto la juu la kiungo litapunguza pato la mwanga na kufupisha maisha ya kifaa. Kuhakikisha eneo la kutosha la shaba karibu na pad za solder husaidia katika kutokwa kwa joto.

7.3 Tahadhari za Matumizi

Bidhaa hii imekusudiwa kutumika katika vifaa vya kawaida vya kibiashara na viwanda vya elektroniki. Mashauriano maalum yanahitajika kwa matumizi yanayohitaji uaminifu wa kipekee au ambapo kushindwa kunaweza kuhatarisha usalama, kama vile katika usafiri wa anga, usaidizi wa maisha ya matibabu, au mifumo ya udhibiti wa usafiri. Wabunifu lazima wafuate viwango vyote vya juu kabisa na hali zinazopendekezwa za uendeshaji.

8. Ufafanuzi wa Ufungaji na Reel

LED hutolewa kwenye mkanda wa kubeba uliochongwa wenye upana wa 8mm uliofungwa na mkanda wa kifuniko, ulioviringishwa kwenye reeli zenye kipenyo cha inchi 7 (178mm). Kila reel ina vipande 2000. Ufungaji unalingana na vipimo vya ANSI/EIA-481. Maelezo muhimu ya vipimo vya mfuko wa mkanda na kitovu/flange ya reel hutolewa ili kuhakikisha usawa na vifaa vya otomatiki vya usanikishaji.

9. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

Tofauti kuu za LED hii ya njano ya AlInGaP ni mchanganyiko wake wa pembe pana ya kuona ya digrii 120 (iliyowezeshwa na lens iliyotawanyika) na sifa maalum za rangi za mfumo wa nyenzo wa AlInGaP, ambao kwa kawaida hutoa ufanisi wa juu wa mwanga na utulivu mzuri wa rangi juu ya joto na umeme ikilinganishwa na teknolojia zingine za kutokeza njano. Muundo wa kina wa kugawa daraja kwa V_F, I_V, na λ_dhuruhusu uchaguzi sahihi katika matumizi muhimu ya rangi au mwangaza.

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 hutokeza nguvu nyingi zaidi ya mwanga. Urefu wa Wimbi Kuu (λ_d) ni thamani iliyohesabiwa kulingana na mtazamo wa rangi wa binadamu (viwianishi vya CIE) na inawakilisha urefu wa wimbi mmoja wa rangi safi ya wigo inayolingana na rangi inayoonekana ya LED. Kwa madhumuni ya kubuni, urefu wa wimbi kuu ni muhimu zaidi kwa ubainishaji wa rangi.

10.2 Je, naweza kuendesha LED hii kwa 30mA kwa mfululizo?

Ndio, 30mA DC ndiyo kiwango cha juu cha umeme wa mbele wa mfululizo. Hata hivyo, kwa maisha marefu na uaminifu bora, mara nyingi ni vyema kufanya kazi chini ya kiwango cha juu kabisa, kwa mfano, kwa umeme wa kawaida wa majaribio wa 20mA. Umeme halisi wa kuendesha unapaswa kuamuliwa kulingana na mwangaza unaohitajika na hali ya joto ya matumizi.

10.3 Kwa nini kuna kikomo cha muda madhubuti cha kufanya reflow baada ya kufungua kifurushi?

Vifurushi vya SMD vinaweza kunyonya unyevu kutoka angahewa. Wakati wa mchakato wa juu wa joto wa kuunganisha reflow, unyevu huu uliofungwa unaweza kuyeyuka kwa kasi, na kuunda shinikizo la ndani ambalo linaweza kuvunja kifurushi au kuvunja viunganisho vya ndani—shindio linalojulikana kama "popcorning." Maisha ya sakafu ya masaa 168 ndiyo muda wa juu unaopendekezwa wa kufichuliwa ambapo hatari hii inasimamiwa, ikizingatiwa uhifadhi ndani ya mipaka maalum ya joto na unyevu.

11. Uchambuzi wa Kesi ya Ubunifu na Matumizi

Hali: Kubuni paneli ya viashiria vya hali kwa router ya mtandao.Paneli inahitaji LED kadhaa za njano za hali ziwe na mwangaza sawa. Mbunifu anachagua LED kutoka kwa daraja moja la Nguvu ya Mwanga (k.m., Daraja T1: 280-355 mcd) ili kuhakikisha tofauti ndogo ya kuona. Ili kurahisisha ubunifu wa usambazaji wa umeme, LED kutoka kwa daraja la karibu la Umeme wa Mbele (k.m., Daraja D3: 2.0-2.2V) zinachaguliwa. LED zinakuendeshwa kwenye usanidi wa mfululizo kutoka kwa reli ya 12V kwa kutumia kiredesha cha umeme cha mara kwa mara kilichowekwa kwa 20mA, ikihakikisha umeme sawa kupitia kila LED na mechi kamili ya mwangaza. Pembe pana ya kuona ya digrii 120 inahakikisha viashiria vinaonekana wazi kutoka pembe mbalimbali katika mazingira ya ofisi. Mpango wa PCB unajumuisha jiometri inayopendekezwa ya pad na muunganisho mdogo wa kutuliza joto kwa ndege ya ardhi kwa ajili ya kutokwa kwa joto.

12. Kanuni ya Uendeshaji

LED hii inategemea muundo wa heterostructure wa semikondukta wa Aluminium Indium Gallium Phosphide (AlInGaP). Wakati voltage ya upendeleo wa mbele inayozidi nishati ya bandgap ya nyenzo inatumika, elektroni na mashimo huingizwa kwenye eneo la kazi ambapo hujumuishwa tena kwa mionzi. Nishati iliyotolewa wakati wa ujumuishaji huu inalingana na fotoni katika safu ya urefu wa wimbi wa njano (takriban 590 nm). Lens iliyotawanyika ya epoxy inayofunika chip ya semikondukta hutawanya mwanga uliotolewa, na kuipanua muundo wa mionzi kutoka boriti nyembamba hadi pembe maalum ya kuona ya digrii 120, na kuunda muonekano uliotawanyika zaidi na sawa unaofaa kwa matumizi ya viashiria.

13. Mienendo ya Teknolojia

Teknolojia ya LED ya "surface-mount" inaendelea kubadilika kuelekea ufanisi wa juu zaidi, ukubwa mdogo zaidi wa kifurushi, na uboreshaji wa utoaji wa rangi. Ingawa AlInGaP inabaki nyenzo kuu kwa LED zenye ufanisi wa juu za nyekundu, machungwa, na njano, utafiti unaoendelea unalenga kuboresha miundo ya epitaxial na mifumo ya fosforasi ili kusukuma zaidi mipaka ya ufanisi. Mienendo katika ufungaji inajumuisha miundo bora ya usimamizi wa joto ndani ya mchoro wa kifurushi sawa na ukuzaji wa wasifu nyembamba zaidi kwa ajili ya vifaa vya elektroniki vya watumiaji vilivyo nyembamba sana. Harakati za otomatiki na uaminifu zinaendelea kuboresha viwango vya ufungaji wa mkanda-na-reel na usawa wa kuunganisha reflow.