LED ya SMD ya Kijani Yenye Mwangaza Unaenea Pembe ya Kuona ya 120° - 3.2x1.6x1.1mm - 3.3V - 80mW - Waraka wa Kiufundi

1. Muhtasari wa Bidhaa

Waraka huu unaelezea kwa kina vipimo vya kifaa cha kutolea mwanga cha LED cha kusakinishwa kwenye uso (SMD) kinachotumia lenzi yenye mwangaza unaenea na teknolojia ya InGaN (Indiamu Galiamu Nitraidi) kutoa mwanga wa kijani. Kimeundwa kwa ajili ya usakinishaji wa otomatiki wa bodi ya mzunguko wa kuchapishwa (PCB), kijenzi hiki ni bora kwa matumizi yenye nafasi ndogo katika vifaa mbalimbali vya elektroniki. Kazi yake kuu ni kutumika kama kiashiria cha hali, chanzo cha mwanga cha ishara, au kwa mwanga wa nyuma wa paneli ya mbele katika vifaa vya watumiaji, viwanda, na mawasiliano.

LED imepakiwa kwenye mkanda wa mm 8 ulioviringishwa kwenye reeli yenye kipenyo cha inchi 7, na hurahisisha michakato ya usakinishaji wa kasi ya "pick-and-place". Inatii viwango vya tasnia, ikiwa ni pamoja na RoHS (Kizuizi cha Vitu Hatari), na inaendana na michakato ya kuuza ya reflow ya infrared (IR), na hivyo kufaa kwa mstari wa kisasa wa utengenezaji usio na risasi.

1.1 Vipengele Muhimu

• Muundo unaotii RoHS.
• Imepelekwa kwenye mkanda wa mm 8 kwenye reeli za inchi 7 kwa ajili ya usakinishaji wa otomatiki.
• Ukubwa wa kifurushi cha kawaida cha EIA.
• Mahitaji ya kuendesha yanayoendana na kiwango cha mantiki (yanayoendana na I.C.).
• Imeundwa kwa ajili ya kuelewana na vifaa vya otomatiki vya kuweka.
• Inastahimili mipangilio ya kuuza ya reflow ya infrared.
• Imetayarishwa kabla kwa kiwango cha 3 cha Unyeti wa Unyevunyevu cha JEDEC.

1.2 Matumizi Lengwa

• Vifaa vya mawasiliano (mfano, simu zisizo na waya/za mkononi).
• Vifaa vya otomatiki ya ofisi (mfano, kompyuta za mkononi, mifumo ya mtandao).
• Vifaa vya nyumbani na mabango ya ndani.
• Viashiria vya hali vya vifaa vya viwanda.
• Vyanzo vya mwanga vya ishara na alama za matumizi ya jumla.
• Mwanga wa nyuma wa paneli ya mbele.

2. Vipimo vya Kifurushi na Taarifa za Mitambo

LED inafuata muundo wa kawaida wa kifurushi cha SMD. Vipimo muhimu vinajumuisha ukubwa wa mwili wa takriban mm 3.2 kwa urefu, mm 1.6 kwa upana, na mm 1.1 kwa urefu, na uvumilivu wa ±0.2mm isipokuwa imebainishwa vinginevyo. Kijenzi kina lenzi yenye mwangaza unaenea, ambayo inapanua muundo wa utoaji wa mwanga, na vituo vya anode/cathode vimebainishwa wazi kwa ajili ya mwelekeo sahihi wa PCB. Mpango ulipendekezwa wa pedi za kiambatisho cha PCB umetolewa ili kuhakikisha uundaji bora wa muunganisho wa solder na usimamizi wa joto wakati wa michakato ya kuuza ya reflow.

3. Uchambuzi wa Kina wa Vigezo vya Kiufundi

3.1 Viwango Vya Juu Kabisa

Viwango hivi vinabainisha mipaka ambayo kuzidi kunaweza kusababisha uharibifu wa kudumu kwa kifaa. Uendeshaji unapaswa kudumishwa kila wakati ndani ya mipaka hii.

• Kutokwa Nguvu (Pd):80 mW. Hii ndiyo kiwango cha juu cha nguvu ambacho kifaa kinaweza kutokana kama joto kwenye halijoto ya mazingira (Ta) ya 25°C.
• Kilele cha Sasa cha Mbele (I_FP):100 mA. Hii ndiyo kiwango cha juu cha sasa cha papo hapo cha mbele, kinachoruhusiwa tu chini ya hali ya mipigo (mzunguko wa kazi 1/10, upana wa mshipa wa 0.1ms) ili kuzuia kupata joto kupita kiasi.
• Sasa Endelevu cha Mbele (I_F):20 mA. Hii ndiyo kiwango cha juu cha sasa cha DC kilichopendekezwa kwa uendeshaji endelevu unaotegemewa.
• Safu ya Halijoto ya Uendeshaji:-40°C hadi +85°C. Kifaa kinahakikishiwa kufanya kazi ndani ya safu hii ya halijoto ya mazingira.
• Safu ya Halijoto ya Hifadhi:-40°C hadi +100°C. Kifaa kinaweza kuhifadhiwa bila kuharibika ndani ya mipaka hii.

3.2 Tabia za Umeme na Mwangaza

Vigezo hivi hupimwa kwa Ta=25°C na I_F=20mA, na vinawakilisha hali za kawaida za uendeshaji.

• Ukali wa Mwangaza (I_V):355 - 1120 mcd (millicandela). Pato la mwanga hupimwa kwa kutumia sensor iliyochujwa ili kufanana na majibu ya macho ya jicho la mwanadamu. Safu mpana inadhibitiwa kupitia mfumo wa "binning".
• Pembe ya Kuona (2θ_1/2):Digrii 120 (kawaida). Hii ndiyo pembe kamili ambayo ukali wa mwangaza hushuka hadi nusu ya thamani yake ya juu ya axial. Lenzi yenye mwangaza unaenea huunda muundo huu mpana na sare wa kuona.
• Urefu wa Wimbi wa Kilele cha Mionzi (λ_P):523 nm (kawaida). Hii ndiyo urefu wa wimbi ambapo usambazaji wa nguvu ya wigo uko kiwango cha juu.
• Urefu wa Wimbi Mkuu (λ_d):520 - 535 nm. Hii ndiyo urefu wa wimbi mmoja unaoonwa na jicho la mwanadamu unaobainisha rangi (kijani) ya LED, inayotokana na chati ya rangi ya CIE.
• Nusu-Upana wa Mstari wa Wigo (Δλ):25 nm (kawaida). Hii inaonyesha usafi wa wigo; thamani ya 25nm ni sifa ya LED za kijani zenye msingi wa InGaN.
• Voltage ya Mbele (V_F):3.3V (kawaida), 3.8V (kiwango cha juu). Kupungua kwa voltage kwenye LED inapokuwa inaendeshwa kwa 20mA.
• Sasa ya Kinyume (I_R):10 μA (kiwango cha juu) kwa V_R=5V. Kifaa hakijaundwa kwa uendeshaji wa upendeleo wa kinyume; kigezo hiki ni kwa madhumuni ya majaribio tu.

4. Maelezo ya Mfumo wa Binning

Ili kuhakikisha uthabiti katika matumizi, LED hupangwa (kwenye "bins") kulingana na vigezo muhimu. Wabunifu wanaweza kubainisha bins ili kufanana na mahitaji yao ya rangi na ufanano wa mwangaza.

4.1 Cheo cha Voltage ya Mbele (V_f)

Imepelekwa kwenye bins kwa I_F=20mA. Uvumilivu kwa kila bin ni ±0.1V.

Mifano ya bins: D7 (2.8-3.0V), D8 (3.0-3.2V), D9 (3.2-3.4V), D10 (3.4-3.6V), D11 (3.6-3.8V).

4.2 Cheo cha Ukali wa Mwangaza (I_V)

Imepelekwa kwenye bins kwa I_F=20mA. Uvumilivu kwa kila bin ni ±11%.

Mifano ya bins: T2 (355-450 mcd), U1 (450-560 mcd), U2 (560-710 mcd), V1 (710-900 mcd), V2 (900-1120 mcd).

4.3 Cheo cha Urefu wa Wimbi Mkuu (W_d)

Imepelekwa kwenye bins kwa I_F=20mA. Uvumilivu kwa kila bin ni ±1nm.

Mifano ya bins: AP (520-525 nm), AQ (525-530 nm), AR (530-535 nm).

5. Uchambuzi wa Mviringo wa Utendaji

Mviringo wa kawaida wa tabia hutoa ufahamu wa tabia ya kifaa chini ya hali mbalimbali. Hizi zinajumuisha uhusiano kati ya sasa ya mbele (I_F) na voltage ya mbele (V_F), ambao ni wa kielelezo na muhimu kwa kubuni mizunguko ya kuzuia sasa. Uhusiano kati ya ukali wa mwangaza na sasa ya mbele kwa ujumla ni sawa ndani ya safu ya uendeshaji lakini unaweza kujaa kwenye sasa za juu kutokana na athari za joto. Utegemezi wa halijoto wa ukali wa mwangaza unaonyesha kupungua kwa pato kadiri halijoto ya kiungo inavyopanda, jambo muhimu kwa usimamizi wa joto katika matumizi ya nguvu ya juu au msongamano wa juu. Mviringo wa usambazaji wa wigo unazunguka urefu wa wimbi wa kilele cha 523nm na nusu-upana uliobainishwa.

6. Mwongozo wa Usakinishaji na Ushughulikiaji

6.1 Mchakato wa Kuuza

Kifaa kinaendana na kuuza ya reflow ya infrared (IR) kwa michakato isiyo na risasi. Mpangilio ulipendekezwa, unaotii J-STD-020B, unajumuisha hatua ya kupasha joto kabla (150-200°C, kiwango cha juu sekunde 120), halijoto ya kilele isiyozidi 260°C, na wakati juu ya kioevu (TAL) wa sekunde 10 kiwango cha juu. Kuuza kunapaswa kuwa na kiwango cha juu cha mizunguko miwili ya reflow tu. Kwa ajili ya kurekebisha kwa mikono, chuma cha kuuza kwa kiwango cha juu cha 300°C kinaweza kutumika kwa si zaidi ya sekunde 3, mara moja tu. Kufuata vipimo vya mtengenezaji wa wanga ya solder ni muhimu.

6.2 Kusafisha

Ikiwa kusafisha kunahitajika baada ya kuuza, vimumunyisho vilivyobainishwa tu kama vile pombe ya ethili au pombe ya isopropili vinapaswa kutumika. LED inapaswa kuzamishwa kwenye halijoto ya kawaida kwa chini ya dakika moja. Kemikali zisizobainishwa zinaweza kuharibu kifurushi cha epoksi.

6.3 Hifadhi na Unyeti wa Unyevunyevu

Kama kifaa cha Kiwango cha 3 cha Unyeti wa Unyevunyevu (MSL3), kina maisha ya sakafu ya saa 168 (wiki 1) baada ya mfuko uliofungwa wa kinga ya unyevunyevu kufunguliwa, chini ya hali ya ≤30°C/60% RH. Kwa ajili ya kuhifadhi zaidi ya kipindi hiki au nje ya ufungashaji asili, kuchoma kwa 60°C kwa angalau saa 48 kunahitajika kabla ya reflow ili kuzuia ufa wa popcorn wakati wa kuuza. Kwa ajili ya kuhifadhi kwa muda mrefu nje ya mfuko, tumia chombo kilichofungwa na dawa ya kukausha au mazingira ya nitrojeni.

7. Ufungashaji na Vipimo vya Reeli

LED hutolewa kwenye mkanda wa kubeba uliochongwa wenye upana wa mm 8. Mkanda umeviringishwa kwenye reeli ya kawaida yenye kipenyo cha inchi 7 (178mm). Kila reeli ina vipande 2000. Mkanda una mkanda wa kifuniko kufunga mifuko ya vipengele. Ufungashaji unafuata vipimo vya ANSI/EIA-481. Idadi ya juu inayoruhusiwa ya vipengele vilivyokosekana mfululizo kwenye reeli ni viwili.

8. Mazingatio ya Ubunifu wa Matumizi

8.1 Ubunifu wa Mzunguko wa Kuendesha

LED ni vifaa vinavyoendeshwa na sasa. Ili kuhakikisha mwangaza thabiti na uhai mrefu, chanzo cha sasa cha mara kwa mara au kizuizi cha sasa kwenye mfululizo na chanzo cha voltage lazima kitumike. Thamani ya kizuizi inaweza kuhesabiwa kwa kutumia Sheria ya Ohm: R = (V_supply- V_F) / I_F. Kwa kutumia V_Fya kawaida ya 3.3V na I_Finayotakikana ya 20mA kutoka kwa usambazaji wa 5V, R = (5V - 3.3V) / 0.02A = 85Ω. Kizuizi cha kawaida cha 82Ω au 100Ω kingefaa. Wakati wa kuunganisha LED nyingi sambamba, kizuizi cha sasa cha kibinafsi kwa kila LED kinapendekezwa sana ili kuzuia kukamata sasa kutokana na tofauti za asili katika V_F.

8.2 Usimamizi wa Joto

Ingawa kutokwa nguvu ni kiasi cha chini (80mW), ubunifu bora wa joto kwenye PCB bado ni muhimu, hasa katika halijoto za juu za mazingira au nafasi zilizofungwa. Mpango ulipendekezwa wa pedi za PCB husaidia katika kutokwa joto. Kuhakikisha eneo la kutosha la shaba karibu na pedi za joto na uwezekano wa kutumia via za joto kunaweza kusaidia kudumisha halijoto ya chini ya kiungo, na hivyo kuhifadhi pato la mwangaza na maisha ya kifaa.

8.3 Ujumuishaji wa Mwangaza

Pembe ya kuona ya digrii 120 yenye mwangaza unaenea hutoa muundo mpana, laini wa utoaji unaofaa kwa matumizi ya kiashiria ambapo kuonekana kutoka pembe nyingi kunahitajika. Kwa matumizi ya mwongozo wa mwanga au mwanga wa nyuma, asili ya mwangaza unaenea ya lenzi inaweza kuhitaji ubunifu maalum wa mwangaza ili kufikia ufanano unaotakikana. Rangi ya kijani, iliyobainishwa na bin yake ya urefu wa wimbi mkuu, inafaa kwa viashiria vya hali (mfano, umeme juu, hali ya kazi) na mwanga wa jumla ambapo utofautishaji wa rangi unahitajika.

9. Kuegemea na Vidokezo vya Uendeshaji

Bidhaa hii imekusudiwa kwa vifaa vya kawaida vya elektroniki vya kibiashara na viwanda. Kwa matumizi yanayohitaji kuegemea kipekee ambapo kushindwa kunaweza kuhatarisha usalama (mfano, usafiri wa anga, usaidizi wa maisha ya matibabu, udhibiti wa usafiri), uthibitishaji maalum na mashauriano na mtengenezaji ni muhimu kabla ya kubuni. Kifaa hakijaundwa kwa uendeshaji chini ya hali ya upendeleo wa kinyume. Kuzidi viwango vya juu kabisa, hasa sasa ya mbele au kutokwa nguvu, kutaongeza kuharibika na kunaweza kusababisha kushindwa kwa mshtuko.

10. Muktadha wa Teknolojia na Soko

10.1 Kanuni ya Msingi ya Teknolojia

LED hii inategemea nyenzo za semikondukta za InGaN (Indiamu Galiamu Nitraidi). Wakati voltage ya mbele inapotumiwa, elektroni na mashimo hujumuishwa tena katika eneo lenye shughuli la semikondukta, na kutoa nishati kwa namna ya fotoni. Uwiano maalum wa indiamu hadi galiamu katika aloi huamua nishati ya pengo la bendi na hivyo urefu wa wimbi wa mwanga unaotolewa, ambao katika kesi hii uko katika wigo wa kijani (~523nm). Lenzi yenye mwangaza unaenea imetengenezwa kwa epoksi au silikoni na chembe za kutawanyika zilizowekwa ili kupanua pembe ya boriti.

10.2 Faida za Kulinganisha

Ikilinganishwa na teknolojia za zamani kama vile LED za kijani zenye msingi wa AlGaInP, InGaN inatoa ufanisi wa juu na utulivu bora wa utendaji. Kifurushi cha SMD hutoa faida kubwa ikilinganishwa na LED za kupenyeza: ukubwa mdogo wa kifurushi, umbo la chini, ufaao kwa usakinishaji wa otomatiki, na uendanao bora na michakato ya kuuza ya reflow ya kiasi kikubwa, na kusababisha gharama ya chini ya jumla ya utengenezaji.

10.3 Mienendo ya Tasnia

Soko la LED za SMD linaendelea kukua, likiongozwa na udogo, mahitaji ya ufanisi wa nishati, na kuenea kwa matumizi ya kiashiria na mwanga wa nyuma katika vifaa vya elektroniki vya watumiaji na vifaa vya IoT. Mienendo inajumuisha ongezeko zaidi la ufanisi wa mwangaza (pato zaidi la mwanga kwa watt), uvumilivu mkali wa binning kwa uthabiti wa rangi na mwangaza katika matumizi ya onyesho, na ukuzaji wa saizi ndogo zaidi za kifurushi. Mabadiliko kuelekea nyenzo zisizo na risasi na zisizo na halojeni kulingana na kanuni za kimataifa za mazingira pia ni mazoea ya kawaida.