Karatasi ya Uchambuzi wa Kiufundi ya SMD LED LTST-B680VEKT - AlInGaP Nyekundu - 20mA - 710-1400mcd - Kiswahili

1. Muhtasari wa Bidhaa

Hati hii inatoa vipimo kamili vya kiufundi vya kifaa cha LED kinachounganishwa kwenye uso (SMD). Sehemu hii imeundwa kwa usanikishaji wa otomatiki wa bodi ya saketi iliyochapishwa (PCB), ikiwa na umbo dogo linalofaa kwa matumizi yenye nafasi ndogo. LED hutumia nyenzo za semiconductor za AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Phosphide) kutoa mwanga mwekundu. Ubunifu wake unapatana na michakato ya kawaida ya kuuza kwa reflow ya infrared, na kufanya iwe bora kwa uzalishaji wa wingi.

1.1 Vipengele

• Inatii maagizo ya RoHS (Vizuizi vya Vitu hatari).
• Imefungwa kwenye mkanda wa mm 8 kwenye reeli yenye kipenyo cha inchi 7 kwa vifaa vya otomatiki vya kuchukua na kuweka.
• Umbo la kawaida la kifurushi la EIA (Muungano wa Viwanda vya Elektroniki).
• Ingizo linapatana na viwango vya mantiki ya saketi iliyojumuishwa (IC).
• Imeundwa kwa ushirikiano na profaili za kuuza kwa reflow ya infrared.
• Imetayarishwa kwa kiwango cha uthabiti wa unyevu cha JEDEC (Baraza la Uhandisi wa Vifaa vya Elektroni) cha 3.

1.2 Matumizi

LED hii inafaa kwa anuwai pana ya vifaa vya elektroniki, ikiwa ni pamoja na lakini sio tu:

• Vifaa vya mawasiliano (k.m., simu zisizo na waya, simu za mkononi).
• Vifaa vya otomatiki ya ofisi (k.m., kompyuta za mkononi, mifumo ya mtandao).
• Vifaa vya nyumbani na elektroniki za watumiaji.
• Paneli za udhibiti wa viwanda na vifaa vya kipimo.
• Matumizi ya alama na maonyesho ya ndani.

2. Vipimo vya Kifurushi na Data ya Mitambo

LED ina kifurushi cha kawaida cha SMD. Lens ni wazi kama maji. Vipimo muhimu vinajumuisha urefu, upana, na urefu, na uvumilivu wa jumla wa ±0.2 mm isipokuwa ikiwa imebainishwa vingine kwenye mchoro wa kina wa vipimo. Ubaguzi unaonyeshwa na alama ya cathode kwenye kifurushi. Mpangilio wa pedi ya kiambatisho cha PCB unaopendekezwa kwa kuuza kwa reflow ya infrared au awamu ya mvuke hutolewa ili kuhakikisha umbo sahihi la kiungo cha solder na usimamizi wa joto.

3. Uchambuzi wa kina wa Vipimo vya Kiufundi

3.1 Viwango vya Juu Kabisa

Viwango hivi vinabainisha mipaka ambayo kifaa kinaweza kuharibika kabisa. Uendeshaji chini ya hali hizi hauhakikishwi.

• Mtawanyiko wa Nguvu (Pd):130 mW kwa Ta=25°C.
• Sasa ya Mbele ya Kilele (I_F(peak)):100 mA (pulsi kwa mzunguko wa kazi 1/10, upana wa pulsi 0.1ms).
• Sasa ya Mbele ya Endelezi (I_F):50 mA DC.
• Voltage ya Nyuma (V_R):5 V.Kumbuka: Kifaa hakijaundwa kwa uendeshaji chini ya upendeleo wa nyuma; kiwango hiki ni hasa kwa hali ya majaribio.
• Safu ya Joto la Uendeshaji (T_opr):-40°C hadi +100°C.
• Safu ya Joto la Uhifadhi (T_stg):-40°C hadi +100°C.

3.2 Sifa za Umeme na Mwanga

Hizi ni vigezo vya kawaida vya utendaji vinavyopimwa kwa joto la mazingira (T_a) la 25°C na sasa ya mbele (I_F) ya 20 mA, isipokuwa ikiwa imebainishwa vingine.

• Nguvu ya Mwangaza (I_V):Inaanzia kiwango cha chini cha 710 mcd hadi kiwango cha juu cha 1400 mcd. Imepimwa kwa kutumia sensor iliyochujwa ili kukadiria mkunjo wa jibu la jicho la CIE photopic.
• Pembe ya Kuona (2θ_1/2):Digrii 120 (kawaida). Hii ndiyo pembe kamili ambayo nguvu ya mwangaza ni nusu ya thamani iliyopimwa kwenye mhimili wa kati.
• Wavelength Kuu (λ_d):Kati ya 617.0 nm na 630.0 nm, ikibainisha rangi nyekundu inayoonekana. Uvumilivu ni ±1 nm.
• Upana wa Nusu ya Mstari wa Spectral (Δλ):Takriban 15 nm (kawaida), ikionyesha usafi wa spectral wa mwanga unaotolewa.
• Voltage ya Mbele (V_F):Kati ya 1.8 V na 2.6 V kwa 20 mA.
• Sasa ya Nyuma (I_R):Kiwango cha juu cha 10 μA wakati voltage ya nyuma ya 5 V inatumika.

4. Maelezo ya Mfumo wa Uainishaji (Bin Rank)

Ili kuhakikisha uthabiti katika matumizi, LED zinaainishwa (kwenye bins) kulingana na vigezo muhimu. Hii inawaruhusu wabunifu kuchagua sehemu zinazokidhi mahitaji maalum ya voltage au mwangaza kwa saketi yao.

4.1 Uainishaji wa Voltage ya Mbele (V_F)

Imeainishwa kwa I_F= 20 mA. Kila bin ina uvumilivu wa ±0.1V.

• Bin D2: V_F= 1.8V hadi 2.0V
• Bin D3: V_F= 2.0V hadi 2.2V
• Bin D4: V_F= 2.2V hadi 2.4V
• Bin D5: V_F= 2.4V hadi 2.6V

4.2 Uainishaji wa Nguvu ya Mwangaza (I_V)

Imeainishwa kwa I_F= 20 mA. Kila bin ina uvumilivu wa ±11%.

• Bin V1: I_V= 710 mcd hadi 900 mcd
• Bin V2: I_V= 900 mcd hadi 1120 mcd
• Bin W1: I_V= 1120 mcd hadi 1400 mcd

5. Uchambuzi wa Mviringo wa Utendaji

Mviringo wa kawaida wa utendaji unaonyesha uhusiano kati ya vigezo mbalimbali. Hizi ni muhimu kwa kuelewa tabia ya kifaa chini ya hali tofauti za uendeshaji.

• Sasa ya Mbele dhidi ya Voltage ya Mbele (Mviringo wa I-V):Inaonyesha uhusiano wa kielelezo, muhimu kwa kubuni saketi za kuzuia sasa.
• Nguvu ya Mwangaza dhidi ya Sasa ya Mbele:Inaonyesha jinsi pato la mwanga linavyoongezeka kwa sasa, kwa kawaida katika uhusiano wa karibu na mstari ndani ya safu ya uendeshaji.
• Nguvu ya Mwangaza dhidi ya Joto la Mazingira:Inaonyesha kupungua kwa pato la mwanga kadiri joto la kiungo linavyoongezeka, ambalo ni muhimu kwa usimamizi wa joto katika matumizi ya nguvu ya juu au joto la juu la mazingira.
• Usambazaji wa Spectral:Mchoro wa nguvu ya mionzi ya jamaa dhidi ya wavelength, unaozingatia wavelength kuu na upana wa nusu wa tabia.

6. Miongozo ya Kuuza na Usanikishaji

6.1 Profaili ya Kupendekeza ya Kuuza kwa Reflow

Kwa michakato ya solder isiyo na risasi (Pb-free), fuata profaili inayotii J-STD-020. Vigezo muhimu vinajumuisha:

• Joto la Awali:150°C hadi 200°C.
• Muda wa Joto la Awali:Upeo wa sekunde 120.
• Joto la Kilele:Upeo wa 260°C.
• Muda Juu ya Liquidus:Kulingana na vipimo vya mchanga wa solder, lakini kwa kawaida sekunde 10 za upeo.
• Idadi ya juu ya mizunguko ya reflow: Two.

Kumbuka: Profaili halisi lazima ibainishwe kwa ubunifu maalum wa PCB, vipengele, na mchanga wa solder uliotumika.

6.2 Kuuza kwa Mkono

Ikiwa kuuza kwa mkono ni lazima:

• Joto la Chuma cha Kuuza:Upeo wa 300°C.
• Muda wa Kuuza:Upeo wa sekunde 3 kwa kila pini.
• Idadi ya juu ya majaribio ya kuuza:Mara moja tu.

6.3 Kusafisha

Tumia tu vimumunyisho vilivyoidhinishwa vya kusafisha. Kuzamishwa kwenye pombe ya ethyl au isopropyl kwa joto la kawaida kwa chini ya dakika moja kunakubalika ikiwa kusafisha kunahitajika. Epuka vimiminiko vya kemikali visivyobainishwa.

7. Uhifadhi na Usimamizi

7.1 Uthabiti wa Unyevu

Kifaa hiki kina kiwango cha MSL 3. Wakati mfuko wa asili wa kuzuia unyevu umefungwa na dawa ya kukausha:

• Hifadhi kwa ≤30°C na ≤70% RH.
• Uhai wa rafu ni mwaka mmoja kutoka tarehe ya kufunga mfuko.

Mara tu mfuko wa asili unapofunguliwa:

• Hifadhi kwa ≤30°C na ≤60% RH.
• Inapendekezwa kukamilisha kuuza kwa reflow ya IR ndani ya saa 168 (siku 7).
• Kwa uhifadhi zaidi ya saa 168, hifadhi kwenye chombo kilichofungwa na dawa ya kukausha au kwenye kikaushi cha nitrojeni.
• Vifaa vilivyo wazi zaidi ya saa 168 vinapaswa kupikwa kwa takriban 60°C kwa angalau saa 48 kabla ya kuuza ili kuondoa unyevu uliokwama na kuzuia "popcorning" wakati wa reflow.

7.2 Kutokwa kwa Umeme tuli (ESD)

Ingawa hakijabainishwa wazi kama kifaa cha nyeti cha ESD kwenye karatasi hii ya data, ni desturi ya kawaida ya tasnia kushughulikia vipengele vyote vya semiconductor, ikiwa ni pamoja na LED, kwa tahadhari zinazofaa za ESD (k.m., vituo vya kazi vilivyowekwa ardhini, mikanda ya mkono) ili kuzuia uharibifu kutokana na umeme tuli au mafuriko ya nguvu.

8. Mambo ya Kuzingatia katika Ubunifu wa Matumizi

8.1 Ubunifu wa Saketi ya Kusukuma

LED ni vifaa vinavyotumia sasa. Ili kuhakikisha mwangaza sawa na kuzuia kukamata sasa, hasa wakati wa kuunganisha LED nyingi sambamba, kizuizi cha sasa cha mfululizo kinapaswa kutumiwa kwa kila LED. Kusukuma LED moja kwa moja kutoka kwa chanzo cha voltage bila udhibiti wa sasa hakupendekezwi, kwani tofauti ndogo katika voltage ya mbele (V_F) zinaweza kusababisha tofauti kubwa katika sasa na, kwa hivyo, mwangaza kati ya vifaa.

8.2 Usimamizi wa Joto

Mtawanyiko wa juu wa nguvu ni 130 mW. Kufanya kazi kwa au karibu na sasa ya juu ya mbele ya endelezi (50 mA) itazalisha joto. Mpangilio sahihi wa PCB, ikiwa ni pamoja na eneo la kutosha la shaba kwa pedi za kiambatisho ili kutumika kama kizuizi cha joto, ni muhimu ili kudumisha joto la kiungo ndani ya mipaka salama, na kuhakikisha uaminifu wa muda mrefu na pato la mwanga thabiti.

8.3 Ubunifu wa Mwanga

Pembe pana ya kuona ya digrii 120 hufanya LED hii ifae kwa matumizi yanayohitaji mwanga wa eneo pana au kuonekana kutoka kwa pembe pana. Kwa matumizi yanayohitaji boriti iliyolengwa zaidi, optiki ya sekondari (k.m., lens) ingehitajika.

9. Ufungaji na Kuagiza

Ufungaji wa kawaida ni mkanda wa kubeba uliochongwa wenye upana wa mm 8 kwenye reeli yenye kipenyo cha inchi 7 (178mm). Kila reeli ina vipande 2000. Mifuko ya mkanda imefungwa na mkanda wa juu wa kifuniko. Ufungaji unafuata vipimo vya ANSI/EIA-481. Kiasi cha chini cha agizo cha vipande 500 kinaweza kutumiwa kwa idadi iliyobaki.

10. Ulinganisho wa Kiufundi na Mwongozo wa Uchaguzi

Wakati wa kuchagua LED hii, viashiria muhimu vinajumuisha teknolojia yake ya AlInGaP, ambayo kwa kawaida hutoa ufanisi wa juu na uthabiti bora wa joto kwa rangi nyekundu/machungwa/kahawia ikilinganishwa na teknolojia za zamani kama GaAsP. Mchanganyiko wa nguvu ya mwangaza ya juu (hadi 1400 mcd) na pembe pana ya kuona ni ya kuvutia. Wabunifu wanapaswa kulinganisha uainishaji wa V_Fna uainishaji wa I_Vdhidi ya nafasi ya voltage ya saketi yao na uthabiti unaohitajika wa mwangaza. Upatanishi na michakato ya kawaida ya usanikishaji wa SMD (kuuza kwa reflow, mkanda-na-reeli) ni faida kubwa kwa uzalishaji wa otomatiki.

11. Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara (FAQ)

11.1 Je, naweza kusukuma LED hii bila kizuizi cha sasa?

Jibu:Haihimizwi kabisa. Voltage ya mbele ina mgawo hasi wa joto na inaweza kutofautiana kati ya vitengo. Kusukuma moja kwa moja kutoka kwa chanzo cha voltage kunaweza kusababisha kukimbia kwa joto, ambapo kuongezeka kwa sasa husababisha joto zaidi, ambalo hupunguza V_F, na kuruhusu sasa zaidi kupita, na kuharibu LED. Daima tumia kizuizi cha mfululizo au kisuaji cha sasa thabiti.

11.2 Je, ni tofauti gani kati ya Wavelength Kuu na Wavelength ya Kilele?

Jibu:Wavelength kuu (λ_d) inatokana na mchoro wa rangi wa CIE na inawakilisha wavelength moja ya mwanga wa monochromatic ambayo ingeonekana kuwa na rangi sawa na pato la LED kwa jicho la mwanadamu. Wavelength ya kilele ni wavelength ambayo usambazaji wa nguvu wa spectral ni wa juu kabisa. Kwa LED, wavelength kuu ni kigezo muhimu zaidi kwa ubainishaji wa rangi.

11.3 Kwa nini hali ya uhifadhi baada ya kufungua mfuko ni kali sana?

Jibu:Vifurushi vya SMD vinaweza kukamata unyevu kutoka angahewa. Wakati wa mchakato wa juu wa joto wa kuuza kwa reflow, unyevu huu uliokwama unaweza kuyeyuka haraka, na kujenga shinikizo la ndani ambalo linaweza kuvunja kifurushi au kuipasua die ("popcorning"). Uhai wa saa 168 na mahitaji ya kupikwa ni njia zilizosanifishwa (JEDEC MSL) za kudhibiti hatari hii.

12. Mfano wa Ubunifu wa Vitendo

Hali:Kubuni paneli ya kiashiria cha hali na LED 5 nyekundu sambamba, zinazotumika na usambazaji wa 5V DC. Lengo la sasa ya mbele kwa kila LED ni 20 mA.

1. Hesabu Kizuizi cha Mfululizo:Kutumia V ya kawaida_F= 2.2V (Bin D3). R = (V_supply- V_F) / I_F= (5V - 2.2V) / 0.02A = 140 Ω. Thamani ya kawaida ya karibu ya 150 Ω ingesababisha I_F≈ 18.7 mA.
2. Kiwango cha Nguvu cha Kizuizi:P = I²* R = (0.0187)²* 150 ≈ 0.052 W. Kizuizi cha kawaida cha 1/8W (0.125W) au 1/10W kinatosha.
3. Mpangilio wa Saketi:Weka kizuizi kimoja cha 150 Ω katika mfululizo na kila moja ya LED 5. Usishirikishe kizuizi kimoja kati ya LED nyingi sambamba, kwani tofauti za V_Fzingesababisha mwangaza usio sawa.
4. Ubunifu wa Joto wa PCB:Hakikisha pedi za LED zina eneo la kutosha la shaba lililounganishwa ili kutawanya joto, hasa ikiwa joto la mazingira ni la juu au ikiwa kifuniko kinazuia mtiririko wa hewa.

13. Kanuni ya Uendeshaji

LED hii inategemea kiungo cha p-n cha semiconductor kilichotengenezwa kutoka kwa nyenzo za AlInGaP. Wakati voltage ya upendeleo wa mbele inayozidi kizuizi cha uwezo cha kiungo inatumika, elektroni kutoka kwa eneo la aina-n na mashimo kutoka kwa eneo la aina-p huingizwa kwenye eneo lenye shughuli. Wakati wabebaji hawa wa malipo wanapounganishwa tena, nishati hutolewa kwa mfumo wa fotoni (mwanga). Muundo maalum wa aloi ya AlInGaP huamua nishati ya pengo la bendi, ambayo inabainisha moja kwa moja wavelength kuu ya mwanga unaotolewa—katika kesi hii, katika wigo nyekundu (617-630 nm). Lens ya wazi kama maji ya epoxy hufunga die ya semiconductor, hutoa ulinzi wa mitambo, na huunda muundo wa pato la mwanga.

14. Mienendo ya Teknolojia

SMD LED zinaendelea kubadilika kuelekea ufanisi wa juu zaidi (lumeni zaidi kwa kila watt), uthabiti bora wa rangi kupitia uainishaji mkali, na uaminifu ulioongezeka. Kuna mwelekeo wa kupunguza ukubwa huku ukidumisha au kuongeza pato la mwanga. Zaidi ya hayo, maendeleo katika nyenzo za ufungaji yanalenga kuboresha utendaji wa joto, na kuruhusu mikondo ya juu ya kusukuma na msongamano wa nguvu. Kupitishwa kwa upana kwa teknolojia ya AlInGaP kwa rangi nyekundu, machungwa, na kahawia kimsingi kumechukua nafasi ya nyenzo za zamani, zisizo na ufanisi, na kutoa utendaji bora juu ya joto na maisha marefu ya uendeshaji. Ujumuishaji wa LED na saketi ya udhibiti iliyowekwa kwenye bodi (k.m., visuaji vya sasa thabiti, LED zinazoweza kuanzishwa za RGB) ni mwelekeo mwingine muhimu, na kurahisisha ubunifu wa mfumo kwa mtumiaji wa mwisho.