Yaliyomo
- 1. Muhtasari wa Bidhaa
- 1.1 Faida Kuu
- 1.2 Soko Lengwa na Matumizi
- 2. Uchambuzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi
- 2.1 Viwango vya Juu Kabisa
- 2.2 Tabia za Umeme na Mwanga
- 3. Maelezo ya Mfumo wa Kugawa kwenye Makundi
- 3.1 Kugawa Ukali wa Mwanga kwenye Makundi
- 4. Uchambuzi wa Mviringo wa Utendakazi
- 4.1 Sasa ya Mbele dhidi ya Ukali wa Mwanga
- 4.2 Voltage ya Mbele dhidi ya Sasa ya Mbele
- 4.3 Utegemezi wa Joto
- 5. Taarifa ya Mitambo na Kifurushi
- 5.1 Vipimo vya Kifurushi
- 5.2 Utambulisho wa Ubaguzi na Muundo wa Pad
- 6. Mwongozo wa Kuuza na Usanikishaji
- 6.1 Profaili Inayopendekezwa ya Kuyeyusha Upya kwa IR
- 6.2 Hali ya Kuhifadhi
- 6.3 Kusafisha
- 7. Ufungaji na Ushughulikiaji
- 8. Vidokezo vya Matumizi na Mambo ya Kuzingatia ya Muundo
- 8.1 Muundo wa Mzunguko wa Kuendesha
- 8.2 Usimamizi wa Joto
- 8.3 Muundo wa Mwanga
- 9. Uaminifu na Tahadhari
- 10. Ulinganisho wa Kiufundi na Mienendo
1. Muhtasari wa Bidhaa
Hati hii inatoa vipimo kamili vya kiufundi vya kifaa kidogo cha mwanga (LED) kinachowekwa kwenye uso (SMD). Kifaa hiki kimeundwa kwa michakato ya usanikishaji otomatiki wa bodi ya mzunguko wa kuchapishwa (PCB), na hivyo kufaa kwa uzalishaji wa wingi. Ukubwa wake mdogo unakidhi mahitaji ya matumizi yenye nafasi ndogo katika aina mbalimbali za vifaa vya kisasa vya elektroniki.
1.1 Faida Kuu
LED hii inatoa faida kadhaa muhimu kwa wahandisi wa muundo na wazalishaji. Inatii maagizo ya RoHS (Vizuizi vya Vitu Hatari), na kuhakikisha usalama wa mazingira. Kifaa hiki kinasambazwa kwenye mkanda wa kiwango cha tasnia wa milimita 12 kwenye reeli za inchi 7, ambazo zinapatana kabisa na mashine za otomatiki za kuchukua na kuweka, na hivyo kuwezesha mstari wa usanikishaji. Zaidi ya hayo, kimeundwa kustahimili michakato ya kuuza kwa kuyeyusha kwa mionzi ya infrared (IR), ambayo ni kiwango cha usanikishaji wa PCB bila risasi (Pb-free). Tabia zake za umeme zinapatana na viwango vya mantiki ya mzunguko uliojumuishwa (IC), na hivyo kuwezesha muundo wa mzunguko wa kuendesha.
1.2 Soko Lengwa na Matumizi
Uwezo wa kubadilika wa SMD LED hii unaufanya ufawe kwa aina mbalimbali za vifaa vya elektroniki. Maeneo makuu ya matumizi ni pamoja na vifaa vya mawasiliano kama vile simu zisizo na waya na simu za mkononi, kompyuta za kubebea kama vile notibuki na tablet, na mifumo ya mtandao. Pia hutumiwa kwa kawaida katika vifaa vya nyumbani kwa ajili ya kuonyesha hali na katika vifaa mbalimbali vya viwanda. Kazi maalum ndani ya vifaa hivi ni pamoja na viashiria vya hali, taa ya nyuma kwa paneli za mbele na kibodi, na mwanga wa kiwango cha chini kwa alama na ishara.
2. Uchambuzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi
Uelewa kamili wa vigezo vya umeme na mwanga ni muhimu sana kwa muundo thabiti wa mzunguko na kufikia utendakazi thabiti.
2.1 Viwango vya Juu Kabisa
Viwango hivi vinabainisha mipaka ya mkazo ambayo kuzidi kwao kunaweza kusababisha uharibifu wa kudumu kwa kifaa. Vimebainishwa kwa joto la mazingira (Ta) la 25°C. Upeo wa sasa wa mbele wa DC unaoendelea (IF) ni 30 mA. Chini ya hali ya msukumo na mzunguko wa kazi 1/10 na upana wa msukumo wa 0.1ms, sasa ya kilele ya mbele ya 80 mA inaruhusiwa. Jumla ya nguvu inayotumika (Pd) haipaswi kuzidi 72 mW. Kifaa hiki kimekadiriwa kufanya kazi katika safu ya joto ya -40°C hadi +85°C na kinaweza kuhifadhiwa katika mazingira kutoka -40°C hadi +100°C.
2.2 Tabia za Umeme na Mwanga
Tabia hizi hupimwa chini ya hali za kawaida za majaribio (Ta=25°C, IF=20mA) na hubainisha utendakazi wa kawaida. Ukali wa mwanga (Iv) una thamani ya kawaida ndani ya safu iliyobainishwa, na thamani maalum za chini na za juu zimeelezwa kwa kina katika sehemu ya kugawa kwenye makundi. Pembe ya kuona (2θ1/2), ambapo ukali ni nusu ya thamani ya mhimili, ni digrii 110, na hutoa muundo mpana wa boriti. Mwanga unaotolewa uko katika wigo nyekundu, na urefu wa wimbi la kilele la mionzi (λp) ni 639 nm na urefu wa wimbi kuu (λd) ni 631 nm. Upana wa wigo (Δλ) ni takriban 20 nm. Voltage ya mbele (VF) kwa kawaida hupima volti 2.0, na upeo wa volti 2.4 kwa 20mA. Sasa ya nyuma (IR) imewekwa kikomo cha upeo wa 10 μA kwa voltage ya nyuma (VR) ya 5V; kumbuka kuwa kifaa hakijaundwa kufanya kazi chini ya upendeleo wa nyuma.
3. Maelezo ya Mfumo wa Kugawa kwenye Makundi
Ili kuhakikisha uthabiti katika uzalishaji wa wingi, LED zinasagwa na kuwekwa kwenye makundi ya utendakazi. Hii inawaruhusu wabunifu kuchagua vipengele vinavyokidhi vigezo maalum vya chini vya utendakazi kwa matumizi yao.
3.1 Kugawa Ukali wa Mwanga kwenye Makundi
Ukali wa mwanga umegawanywa katika makundi tofauti, kila moja yamefafanuliwa na msimbo (R1, R2, S1, S2) na safu ya ukali wa chini/ya juu iliyopimwa kwa millicandelas (mcd) kwa 20mA. Kwa mfano, kundi R1 linashughulikia ukali kutoka 112 hadi 140 mcd, wakati kundi S2 linashughulikia 220 hadi 280 mcd. Toleo la +/-11% linatumika ndani ya kila kundi. Mfumo huu unawaruhusu wateja kununua LED zenye viwango vya chini vya mwangaza vilivyohakikishwa.
4. Uchambuzi wa Mviringo wa Utendakazi
Data ya michoro inatoa ufahamu wa kina zaidi juu ya tabia ya kifaa chini ya hali tofauti, ambayo ni muhimu kwa muundo thabiti.
4.1 Sasa ya Mbele dhidi ya Ukali wa Mwanga
Uhusiano kati ya sasa ya mbele (IF) na ukali wa mwanga (Iv) kwa ujumla ni laini ndani ya safu ya uendeshaji. Kuongeza sasa huongeza pato la mwanga, lakini wabunifu lazima wakae ndani ya mipaka ya sasa ya juu kabisa na mipaka ya matumizi ya nguvu ili kuhakikisha muda mrefu wa maisha.
4.2 Voltage ya Mbele dhidi ya Sasa ya Mbele
Mviringo huu unaonyesha tabia ya IV ya diode. Voltage ya mbele huongezeka kwa kiwango cha logarithmic na sasa. Kuelewa mviringo huu ni muhimu kwa kubuni upinzani wa kuzuia sasa unaounganishwa mfululizo na LED ili kuweka sehemu ya uendeshaji inayotaka na kulipa fidia kwa tofauti za voltage ya usambazaji.
4.3 Utegemezi wa Joto
Utendakazi wa LED unahusiana na joto. Kwa kawaida, voltage ya mbele (VF) hupungua kidogo kwa kuongezeka kwa joto la kiungo, wakati ukali wa mwanga (Iv) pia hupungua. Miundo ya mazingira yenye joto la juu la mazingira au uendeshaji wa nguvu ya juu lazima izingatie kupunguzwa huku kwa nguvu.
5. Taarifa ya Mitambo na Kifurushi
5.1 Vipimo vya Kifurushi
Kifaa hiki kinapatana na muundo wa kifurushi cha kiwango cha tasnia cha SMD. Vipimo muhimu ni pamoja na urefu wa mwili wa 2.0 mm, upana wa 1.25 mm, na urefu wa 1.1 mm. Toleo zote la vipimo kwa kawaida ni ±0.1 mm isipokuwa imebainishwa vinginevyo. Michoro ya kina ya mitambo inapaswa kutazamwa kwa muundo sahihi wa muundo wa ardhi.
5.2 Utambulisho wa Ubaguzi na Muundo wa Pad
Kathodi kwa kawaida huwekwa alama kwenye kifaa, mara nyingi kwa notch, nukta ya kijani, au urefu tofauti wa risasi. Muundo unaopendekezwa wa ardhi ya PCB (alama ya mguu) unatolewa ili kuhakikisha uundaji sahihi wa kiungo cha solder wakati wa kuyeyusha upya. Muundo huu ni muhimu sana kwa kufikia muunganisho thabiti wa mitambo na umeme wakati huo huo kuzuia daraja la solder au "tombstoning".
6. Mwongozo wa Kuuza na Usanikishaji
Ushughulikiaji na usanikishaji sahihi ni muhimu sana kudumisha uaminifu na utendakazi wa kifaa.
6.1 Profaili Inayopendekezwa ya Kuyeyusha Upya kwa IR
Kwa michakato ya kuuza bila risasi (Pb-free), profaili maalum ya joto ya kuyeyusha upya inapendekezwa, inayolingana na viwango kama vile J-STD-020. Profaili hii inajumuisha hatua ya joto la awali, mwinuko wa joto, wakati juu ya kioevu (TAL), joto la kilele lisilozidi 260°C, na kiwango cha kupoa kilichodhibitiwa. Kufuata profaili hii huzuia mshtuko wa joto na uharibifu kwa kifurushi cha LED.
6.2 Hali ya Kuhifadhi
SMD LED ni vifaa vinavyohisi unyevu (MSD). Wakati vimehifadhiwa kwenye mfuko wao wa asili uliofungwa wa kuzuia unyevu na dawa ya kukausha, vinapaswa kuhifadhiwa kwa ≤30°C na ≤70% unyevu wa jamaa (RH) na kutumika ndani ya mwaka mmoja. Mara tu mfuko unapofunguliwa, "maisha ya sakafu" huanza. Vipengele vinapaswa kuhifadhiwa kwa ≤30°C na ≤60% RH na kupendekezwa kusindika (kuuzwa kwa kuyeyusha upya) ndani ya masaa 168 (siku 7). Ikiwa vimefichuliwa kwa muda mrefu zaidi, utaratibu wa kuoka (k.m., 60°C kwa masaa 48) unahitajika ili kuondoa unyevu uliokamatiwa na kuzuia "popcorning" wakati wa kuyeyusha upya.
6.3 Kusafisha
Ikiwa kusafisha baada ya kuuza kunahitajika, vimumunyisho vilivyobainishwa tu vinapaswa kutumika. Kuzamisha LED kwenye pombe ya ethyl au isopropyl kwa joto la kawaida kwa chini ya dakika moja kunakubalika. Kemikali kali au zisizobainishwa zinaweza kuharibu lenzi ya epoxy au nyenzo za kifurushi.
7. Ufungaji na Ushughulikiaji
Vipengele vinasambazwa kwenye mkanda wa kubeba uliochongwa na mkanda wa kinga, ulioviringishwa kwenye reeli zenye kipenyo cha inchi 7 (178 mm). Idadi ya kawaida ya reeli ni vipande 4000 kwa kila reeli. Ufungaji unalingana na vipimo vya ANSI/EIA-481. Tahadhari sahihi za ESD (utokaji umeme tuli) zinapaswa kuzingatiwa wakati wa ushughulikiaji.
8. Vidokezo vya Matumizi na Mambo ya Kuzingatia ya Muundo
8.1 Muundo wa Mzunguko wa Kuendesha
LED ni vifaa vinavyoendeshwa na sasa. Ili kuhakikisha mwangaza thabiti na kuzuia kukamata sasa, kila LED katika usanidi sambamba lazima iwe na upinzani wake wa kuzuia sasa. Thamani ya upinzani huhesabiwa kwa kutumia Sheria ya Ohm: R = (Vcc - VF) / IF, ambapo Vcc ni voltage ya usambazaji, VF ni voltage ya mbele ya LED, na IF ni sasa ya mbele inayotaka. Kuendesha LED na chanzo cha sasa cha mara kwa mara ndio njia thabiti zaidi.
8.2 Usimamizi wa Joto
Ingawa matumizi ya nguvu ni ya chini, usimamizi bora wa joto kwenye PCB unaweza kuongeza muda wa maisha na kudumisha pato thabiti la mwanga. Kuhakikisha eneo la kutosha la shaba karibu na pad za LED husaidia kutawanya joto. Kwa matumizi yanayohusisha joto la juu la mazingira au mikondo ya juu ya kuendesha, mambo ya joto huwa muhimu zaidi.
8.3 Muundo wa Mwanga
Pembe ya kuona ya digrii 110 hutoa muundo mpana wa mionzi unaofaa kwa viashiria vya hali. Kwa matumizi yanayohitaji boriti iliyolengwa zaidi, optiki ya sekondari kama vile lenzi au mabomba ya mwanga yanaweza kutumika. Uchaguzi wa rangi ya lenzi (wazi kama maji katika kesi hii) huathiri rangi inayoonekana na usambazaji wa mwanga unaotolewa.
9. Uaminifu na Tahadhari
Bidhaa hii imeundwa kutumika katika vifaa vya kawaida vya kibiashara na viwanda vya elektroniki. Kwa matumizi yanayohitaji uaminifu wa kipekee ambapo kushindwa kunaweza kuhatarisha usalama (k.m., usafiri wa anga, usaidizi wa maisha ya matibabu), uthibitishaji wa ziada na mashauriano na mzalishaji wa kipengele ni lazima. Daima endesha kifaa ndani ya Viwango vyake vya Juu Kabisa vilivyochapishwa na hali zinazopendekezwa za uendeshaji.
10. Ulinganisho wa Kiufundi na Mienendo
LED hii nyekundu yenye msingi wa AlInGaP inatoa faida katika ufanisi na uthabiti wa rangi ikilinganishwa na teknolojia za zamani kama vile GaAsP. Mwelekeo katika SMD LED unaendelea kuelekea ufanisi wa juu zaidi wa mwanga (pato zaidi la mwanga kwa kila watt), ukubwa mdogo zaidi wa kifurushi, na uaminifu ulioboreshwa chini ya hali ngumu za mazingira. Kupitishwa kwa nyenzo na michakato inayolingana na bila risasi na RoHS sasa ni kiwango katika tasnia nzima.
Istilahi ya Mafanikio ya LED
Maelezo kamili ya istilahi za kiufundi za LED
Utendaji wa Fotoelektriki
| Neno | Kipimo/Uwakilishaji | Maelezo Rahisi | Kwa Nini Muhimu |
|---|---|---|---|
| Ufanisi wa Mwanga | lm/W (lumen kwa watt) | Pato la mwanga kwa watt ya umeme, juu zaidi inamaanisha ufanisi zaidi wa nishati. | Moja kwa moja huamua daraja la ufanisi wa nishati na gharama ya umeme. |
| Mtiririko wa Mwanga | lm (lumen) | Jumla ya mwanga unaotolewa na chanzo, kwa kawaida huitwa "mwangaza". | Huamua ikiwa mwanga ni mkali wa kutosha. |
| Pembe ya Kutazama | ° (digrii), k.m., 120° | Pembe ambayo ukali wa mwanga hupungua hadi nusu, huamua upana wa boriti. | Husaidiana na anuwai ya taa na usawa. |
| Joto la Rangi | K (Kelvin), k.m., 2700K/6500K | Uzito/baridi ya mwanga, thamani za chini ni za manjano/moto, za juu ni nyeupe/baridi. | Huamua mazingira ya taa na matukio yanayofaa. |
| Kiwango cha Kurejesha Rangi | Hakuna kipimo, 0–100 | Uwezo wa kuonyesha rangi za vitu kwa usahihi, Ra≥80 ni nzuri. | Husaidiana na ukweli wa rangi, hutumiwa katika maeneo yenye mahitaji makubwa kama vile maduka makubwa, makumbusho. |
| UVumilivu wa Rangi | Hatua za duaradufu za MacAdam, k.m., "hatua 5" | Kipimo cha uthabiti wa rangi, hatua ndogo zina maana rangi thabiti zaidi. | Inahakikisha rangi sawa katika kundi moja ya LED. |
| Urefu wa Mawimbi Kuu | nm (nanomita), k.m., 620nm (nyekundu) | Urefu wa mawimbi unaolingana na rangi ya LED zenye rangi. | Huamua rangi ya LED nyekundu, ya manjano, ya kijani kibichi zenye rangi moja. |
| Usambazaji wa Wigo | Mkondo wa urefu wa mawimbi dhidi ya ukali | Inaonyesha usambazaji wa ukali katika urefu wa mawimbi. | Husaidiana na uwasilishaji wa rangi na ubora. |
Vigezo vya Umeme
| Neno | Ishara | Maelezo Rahisi | Vizingatiaji vya Uundaji |
|---|---|---|---|
| Voltage ya Mbele | Vf | Voltage ya chini kabisa kuwasha LED, kama "kizingiti cha kuanza". | Voltage ya kiendeshi lazima iwe ≥Vf, voltage huongezeka kwa LED zinazofuatana. |
| Mkondo wa Mbele | If | Thamani ya mkondo wa uendeshaji wa kawaida wa LED. | Kwa kawaida kuendesha kwa mkondo wa mara kwa mara, mkondo huamua mwangaza na muda wa maisha. |
| Mkondo wa Pigo wa Juu | Ifp | Mkondo wa kilele unaoweza kustahimili kwa muda mfupi, hutumiwa kwa kudhoofisha au kumulika. | Upana wa pigo na mzunguko wa kazi lazima udhibitiwe kwa ukali ili kuzuia uharibifu. |
| Voltage ya Nyuma | Vr | Voltage ya juu ya nyuma ambayo LED inaweza kustahimili, zaidi ya hapo inaweza kusababisha kuvunjika. | Mzunguko lazima uzuie muunganisho wa nyuma au mipigo ya voltage. |
| Upinzani wa Moto | Rth (°C/W) | Upinzani wa uhamishaji wa joto kutoka chip hadi solder, chini ni bora. | Upinzani wa juu wa moto unahitaji upotezaji wa joto wa nguvu zaidi. |
| Kinga ya ESD | V (HBM), k.m., 1000V | Uwezo wa kustahimili utokaji umeme, juu zaidi inamaanisha hatari ndogo. | Hatua za kuzuia umeme zinahitajika katika uzalishaji, hasa kwa LED nyeti. |
Usimamizi wa Joto na Uaminifu
| Neno | Kipimo Muhimu | Maelezo Rahisi | Athari |
|---|---|---|---|
| Joto la Makutano | Tj (°C) | Joto halisi la uendeshaji ndani ya chip ya LED. | Kila kupungua kwa 10°C kunaweza kuongeza muda wa maisha maradufu; juu sana husababisha kupungua kwa mwanga, mabadiliko ya rangi. |
| Upungufu wa Lumen | L70 / L80 (saa) | Muda wa mwangaza kushuka hadi 70% au 80% ya mwanzo. | Moja kwa moja hufafanua "muda wa huduma" wa LED. |
| Matengenezo ya Lumen | % (k.m., 70%) | Asilimia ya mwangaza uliobakizwa baada ya muda. | Inaonyesha udumishaji wa mwangaza juu ya matumizi ya muda mrefu. |
| Mabadiliko ya Rangi | Δu′v′ au duaradufu ya MacAdam | Kiwango cha mabadiliko ya rangi wakati wa matumizi. | Husaidiana na uthabiti wa rangi katika mandhari ya taa. |
| Kuzeeka kwa Moto | Uharibifu wa nyenzo | Uharibifu kutokana na joto la juu la muda mrefu. | Kunaweza kusababisha kupungua kwa mwangaza, mabadiliko ya rangi, au kushindwa kwa mzunguko wazi. |
Ufungaji na Vifaa
| Neno | Aina za Kawaida | Maelezo Rahisi | Vipengele na Matumizi |
|---|---|---|---|
| Aina ya Kifurushi | EMC, PPA, Kauri | Nyenzo ya nyumba zinazolinda chip, zinazotoa kiolesura cha macho/moto. | EMC: upinzani mzuri wa joto, gharama nafuu; Kauri: upotezaji bora wa joto, maisha marefu. |
| Muundo wa Chip | Mbele, Chip ya Kugeuza | Upangaji wa elektrodi za chip. | Chip ya kugeuza: upotezaji bora wa joto, ufanisi wa juu, kwa nguvu ya juu. |
| Mipako ya Fosforasi | YAG, Siliketi, Nitradi | Inafunika chip ya bluu, inabadilisha baadhi kuwa manjano/nyekundu, huchanganya kuwa nyeupe. | Fosforasi tofauti huathiri ufanisi, CCT, na CRI. |
| Lensi/Optiki | Tambaa, Lensi Ndogo, TIR | Muundo wa macho juu ya uso unaodhibiti usambazaji wa mwanga. | Huamua pembe ya kutazama na mkunjo wa usambazaji wa mwanga. |
Udhibiti wa Ubora na Uainishaji
| Neno | Maudhui ya Kugawa | Maelezo Rahisi | Madhumuni |
|---|---|---|---|
| Bin ya Mtiririko wa Mwanga | Msimbo k.m. 2G, 2H | Imegawanywa kulingana na mwangaza, kila kikundi kina thamani ya chini/ya juu ya lumen. | Inahakikisha mwangaza sawa katika kundi moja. |
| Bin ya Voltage | Msimbo k.m. 6W, 6X | Imegawanywa kulingana na anuwai ya voltage ya mbele. | Hurahisisha mechi ya kiendeshi, huboresha ufanisi wa mfumo. |
| Bin ya Rangi | Duaradufu ya MacAdam ya hatua 5 | Imegawanywa kulingana na kuratibu za rangi, kuhakikisha anuwai nyembamba. | Inahakikisha uthabiti wa rangi, huzuia rangi isiyo sawa ndani ya kifaa. |
| Bin ya CCT | 2700K, 3000K n.k. | Imegawanywa kulingana na CCT, kila moja ina anuwai inayolingana ya kuratibu. | Inakidhi mahitaji tofauti ya CCT ya tukio. |
Kupima na Uthibitishaji
| Neno | Kiwango/Majaribio | Maelezo Rahisi | Umuhimu |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Majaribio ya ulinzi wa lumen | Mwanga wa muda mrefu kwa joto la kawaida, kurekodi uharibifu wa mwangaza. | Inatumika kukadiria maisha ya LED (na TM-21). |
| TM-21 | Kiwango cha makadirio ya maisha | Inakadiria maisha chini ya hali halisi kulingana na data ya LM-80. | Inatoa utabiri wa kisayansi wa maisha. |
| IESNA | Jumuiya ya Uhandisi wa Taa | Inajumuisha mbinu za majaribio ya macho, umeme, joto. | Msingi wa majaribio unayotambuliwa na tasnia. |
| RoHS / REACH | Udhibitisho wa mazingira | Inahakikisha hakuna vitu vya hatari (risasi, zebaki). | Mahitaji ya kuingia kwenye soko kimataifa. |
| ENERGY STAR / DLC | Udhibitisho wa ufanisi wa nishati | Udhibitisho wa ufanisi wa nishati na utendaji wa taa. | Inatumika katika ununuzi wa serikali, programu za ruzuku, huongeza ushindani. |