Hati ya Uchambuzi wa LED ya SMD LTST-C283KRKT-5A - 2.0x1.25x0.2mm - Nyekundu 631nm - 30mA - Hati ya Kiufundi ya Kiswahili

1. Muhtasari wa Bidhaa

Hati hii inatoa maelezo kamili ya kiufundi ya taa ya LED ya aina ya kifaa cha kushikiliwa kwenye uso (SMD). Kijenzi hiki kimeundwa kwa ajili ya usanikishaji wa bodi ya mzunguko wa kuchapishwa (PCB) kwa kiotomatiki, na kina umbo dogo linalofaa kwa matumizi yenye nafasi ndogo. Kazi yake kuu ni kutumika kama chanzo cha mwanga chenye ufanisi kwa ajili ya kuonyesha, kuangazia nyuma, na madhumuni ya kuashiria.

1.1 Faida Kuu na Soko Lengwa

Kifaa hiki kinatoa faida kadhaa muhimu zinazofanya kifaa hiki kifae kwa utengenezaji wa kisasa wa vifaa vya elektroniki. Kinafuata miongozo ya RoHS (Vizuizi vya Vitu Hatari). Kifurushi chake ni nyembamba sana, kina urefu wa milimita 0.2 tu, na kinaruhusu matumizi katika bidhaa zenye unene mdogo sana. Kinafanya kutumia nyenzo za semikondukta za AlInGaP (Alumini Indiamu Galiamu Fosfidi), ambazo zinajulikana kwa kutoa ufanisi mkubwa wa mwanga katika wigo wa rangi nyekundu. Kijenzi hiki kimefungwa kwenye mkanda wa kiwango cha tasnia wa milimita 8 kwenye reeli za inchi 7, na kufanya kifaa hiki kiweze kutumika kwa vifaa vya kiotomatiki vya kuchukua na kuweka kwa kasi. Pia kimeundwa kustahimili michakato ya kawaida ya kuuza kwa joto (IR reflow) inayotumika katika mstari wa usanikishaji wa teknolojia ya kushikiliwa kwenye uso (SMT).

Matumizi yake ni pana, yanajumuisha vifaa vya mawasiliano (k.m., simu zisizo na waya na simu za mkononi), vifaa vya otomatiki ya ofisi (k.m., kompyuta za mkononi, mifumo ya mtandao), vifaa vya nyumbani, na vifaa vya viwanda. Matumizi maalum yanajumuisha kuangazia kibodi, viashiria vya hali, maonyesho madogo, na matumizi mbalimbali ya mwanga wa ishara au alama.

2. Vigezo vya Kiufundi: Ufafanuzi wa kina na Lengo

Sehemu hii inaelezea kikamilifu mipaka kamili na sifa za kawaida za uendeshaji wa kifaa hiki. Vigezo vyote vimeainishwa kwa joto la mazingira (Ta) la 25°C isipokuwa ikisemwa vinginevyo.

2.1 Vipimo vya Juu Kabisa

Vipimo hivi vinafafanua mipaka ya mkazo ambayo kuzidi kwao kunaweza kusababisha uharibifu wa kudumu kwa kifaa. Uendeshaji endelevu chini ya hali hizi haupendekezwi.

• Mtawanyiko wa Nguvu (Pd):75 mW. Hii ndiyo kiwango cha juu cha nguvu ambacho kifaa kinaweza kutawanya kama joto.
• Kilele cha Sasa cha Mbele (I_F(PEAK)):80 mA. Hii ndiyo kiwango cha juu cha sasa cha mbele cha papo hapo kinachoruhusiwa, kwa kawaida huainishwa chini ya hali ya mipigo (mzunguko wa kazi 1/10, upana wa pigo 0.1ms) ili kudhibiti mzigo wa joto.
• Sasa ya DC ya Mbele (I_F):30 mA. Hii ndiyo kiwango cha juu cha sasa endelevu ya mbele kinachopendekezwa kwa uendeshaji wa muda mrefu unaotegemewa.
• Safu ya Joto la Uendeshaji:-30°C hadi +85°C. Safu ya joto la mazingira ambayo kifaa kimeundwa kufanya kazi ndani yake.
• Safu ya Joto la Hifadhi:-40°C hadi +85°C. Safu ya joto kwa ajili ya hifadhi isiyo ya uendeshaji.
• Hali ya Kuuza kwa Joto la Infrared:260°C kwa sekunde 10. Profaili ya juu ya joto ambayo kifurushi kinaweza kustahimili wakati wa kuuza kwa joto (reflow) kwa michakato isiyo na risasi.

2.2 Sifa za Umeme na Mwanga

Hizi ni vigezo vya kawaida vya utendaji vinavyopimwa chini ya hali za kawaida za majaribio.

• Ukali wa Mwanga (I_V):4.5 - 45.0 mcd (millicandela) kwa I_F= 5mA. Safu hii pana inadhibitiwa kupitia mfumo wa kugawanya (angalia Sehemu ya 3). Ukali hupimwa kwa kutumia sensor iliyochujwa ili kufanana na mkunjo wa majibu ya macho ya binadamu ya kawaida ya CIE.
• Pembe ya Kuona (2θ_1/2):Digrii 130. Hii ndiyo pembe kamili ambayo ukali wa mwanga ni nusu ya thamani iliyopimwa kwenye mhimili wa kati (0°). Pembe pana ya kuona inaonyesha muundo wa utoaji wa mwanga uliotawanyika zaidi.
• Urefu wa Wimbi la Kilele la Utoaji (λ_P):639 nm (kawaida). Hii ndiyo urefu wa wimbi ambapo usambazaji wa nguvu ya wigo wa mwanga unaotolewa unafikia kilele chake.
• Urefu wa Wimbi Kuu (λ_d):631 nm (kawaida) kwa I_F= 5mA. Hii ndiyo urefu wa wimbi mmoja unaoonwa na jicho la binadamu ambao hufafanua rangi ya mwanga. Inatokana na viwianishi vya rangi vya CIE.
• Upana wa Nusu ya Mstari wa Wigo (Δλ):20 nm (kawaida). Hii ndiyo upana wa wigo unaopimwa kwa nusu ya ukali wa juu kabisa (Upana Kamili kwa Nusu ya Juu - FWHM).
• Voltage ya Mbele (V_F):1.70 - 2.3 V kwa I_F= 5mA. Kupungua kwa voltage kwenye LED inapoendeshwa. Safu hii pia inadhibitiwa kupitia mfumo wa kugawanya.
• Sasa ya Nyuma (I_R):10 μA (kiwango cha juu) kwa V_R= 5V. Sasa ndogo ya uvujaji inayotiririka wakati voltage ya nyuma inatumika.

3. Ufafanuzi wa Mfumo wa Kugawanya (Binning)

Ili kuhakikisha uthabiti katika uzalishaji mkubwa, LED zinasagwa katika makundi ya utendaji kulingana na vigezo muhimu. Hii inawaruhusu wabunifu kuchagua vijenzi vinavyokidhi mahitaji maalum ya matumizi kwa ajili ya mwangaza na voltage.

3.1 Kugawanya kwa Voltage ya Mbele (V_F)

Kwa aina ya rangi nyekundu, voltage ya mbele imegawanywa katika makundi matatu inapopimwa kwa sasa ya majaribio ya 5mA. Uvumilivu ndani ya kila kikundi ni ±0.1V.

• Msimbo wa Kikundi E2: V_Fsafu kutoka 1.70V hadi 1.90V.
• Msimbo wa Kikundi E3: V_Fsafu kutoka 1.90V hadi 2.10V.
• Msimbo wa Kikundi E4: V_Fsafu kutoka 2.10V hadi 2.30V.

3.2 Kugawanya kwa Ukali wa Mwanga (I_V)

Ukali wa mwanga umegawanywa katika makundi matano, pia hupimwa kwa I_F= 5mA. Uvumilivu kwenye kila kikundi ni ±15%.

• Msimbo wa Kikundi J:4.50 - 7.10 mcd
• Msimbo wa Kikundi K:7.10 - 11.20 mcd
• Msimbo wa Kikundi L:11.20 - 18.00 mcd
• Msimbo wa Kikundi M:18.00 - 28.00 mcd
• Msimbo wa Kikundi N:28.00 - 45.00 mcd

Uugawaji huu huruhusu uteuzi sahihi kulingana na viwango vya mwangaza vinavyohitajika, ambavyo ni muhimu kwa matumizi kama vile kuangazia nyuma ambapo usawa ni muhimu.

4. Uchambuzi wa Mkunjo wa Utendaji

Mikunjo ya kawaida ya utendaji hutoa ufahamu wa kuona kuhusu tabia ya kifaa chini ya hali mbalimbali. Mikunjo hii ni muhimu kwa ubunifu wa mzunguko na usimamizi wa joto.

4.1 Sasa ya Mbele dhidi ya Voltage ya Mbele (Mkunjo wa I-V)

Tabia ya I-V sio ya mstari, kama kawaida kwa diode. Mkunjo unaonyesha uhusiano kati ya voltage ya mbele (V_F) na sasa ya mbele (I_F). Wabunifu hutumia hii kubainisha voltage inayohitajika ya kuendesha kwa sasa maalum ya uendeshaji, ambayo inahusiana moja kwa moja na pato la mwanga. Mkunjo utabadilika na joto.

4.2 Ukali wa Mwanga dhidi ya Sasa ya Mbele

Mkunjo huu unaonyesha kwamba ukali wa mwanga ni takriban sawia na sasa ya mbele katika safu kubwa. Hata hivyo, ufanisi unaweza kupungua kwa sasa kubwa sana kutokana na ongezeko la joto la kiunganishi na athari zingine. Kuendesha ndani ya safu ya sasa ya DC inayopendekezwa kunahakikisha utendaji bora na umri mrefu.

4.3 Usambazaji wa Wigo

Mkunjo wa usambazaji wa wigo unaonyesha ukali wa jamaa dhidi ya urefu wa wimbi. Unathibitisha urefu wa wimbi la kilele la utoaji (~639 nm) na upana wa nusu ya wigo (~20 nm), na kufafanua pato la rangi nyekundu safi ya chip hii ya AlInGaP.

5. Taarifa ya Mitambo na Kifurushi

5.1 Vipimo vya Kifurushi

Kifaa hiki kinafuata muundo wa kawaida wa tasnia wa kifurushi cha SMD. Vipimo muhimu vinajumuisha urefu wa mm 2.0, upana wa mm 1.25, na urefu wa mm 0.2 (umbo nyembamba sana). Michoro ya kina ya mitambo inabainisha vipimo vyote muhimu, ikiwa ni pamoja na maeneo ya pedi na uvumilivu, ambao kwa kawaida ni ±0.1 mm. Lensi ni wazi kama maji.

5.2 Mpango wa Pedi ya PCB Unayopendekezwa wa Kuambatanisha

Muundo wa muundo wa ardhi unatolewa kwa ajili ya mpangilio wa PCB. Muundo huu unahakikisha uundaji sahihi wa kiunganishi cha solder wakati wa reflow, hutoa utulivu wa kutosha wa joto, na hudumisha utulivu wa mitambo. Kufuata muundo huu wa pedi unaopendekezwa ni muhimu kwa usanikishaji mafanikio na uaminifu.

5.3 Utambulisho wa Ubaguzi wa Miguu (Polarity)

Kijenzi kina cathode iliyowekwa alama (terminali hasi). Hati ya maelezo inaonyesha jinsi alama hii inavyoonekana kwenye mwili wa kifaa (kwa kawaida ni mwanya, nukta ya kijani, au kiashiria kingine upande wa cathode). Mwelekeo sahihi wa polarity wakati wa kuweka ni muhimu kwa mzunguko kufanya kazi.

6. Miongozo ya Kuuza na Usanikishaji

6.1 Hali ya Kuuza kwa Joto la Infrared (IR Reflow)

Kwa michakato ya solder isiyo na risasi, profaili maalum ya reflow inapendekezwa. Vigezo muhimu vinajumuisha joto la kabla ya kupokanzwa kati ya 150-200°C, muda wa kabla ya kupokanzwa hadi sekunde 120 kiwango cha juu, joto la kilele la mwili lisilozidi 260°C, na muda juu ya 260°C uliokithiri kwa sekunde 10 kiwango cha juu. Kifaa hakipaswi kupitishwa kwa mizunguko zaidi ya miwili ya reflow. Mipaka hii inatokana na viwango vya JEDEC ili kuzuia ufa wa kifurushi au uharibifu wa nyenzo za ndani.

6.2 Kuuza kwa Mkono

Ikiwa kuuza kwa mkono kunahitajika, inapaswa kufanywa kwa uangalifu mkubwa. Joto la ncha la chuma cha kuuza linalopendekezwa ni 300°C, na muda wa kuuza uliokithiri kwa sekunde 3 kwa kila kiunganishi. Kuuza kwa mkono kunapaswa kufanywa mara moja tu.

6.3 Kusafisha

Ikiwa kusafisha baada ya kuuza kunahitajika, vimumunyisho vilivyobainishwa tu vinapaswa kutumika. 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 kifurushi cha plastiki au lensi.

6.4 Hali ya Hifadhi

LED zinaathiriwa na unyevu. Zinapohifadhiwa kwenye begi yao ya asili iliyofungwa ya kuzuia unyevu na dawa ya kukausha, zinapaswa kuwekwa kwa 30°C au chini na unyevu wa jamaa (RH) wa 90% au chini, na kipindi kinachopendekezwa cha matumizi ndani ya mwaka mmoja. Mara tu ufungaji wa asili unapofunguliwa, mazingira ya hifadhi hayapaswi kuzidi 30°C au 60% RH. Vijenzi vilivyotolewa kwenye ufungaji wao wa asili kwa kawaida vinapaswa kuuzwa kwa joto (reflow-soldered) ndani ya wiki moja (Kiwango cha Uthabiti wa Unyevu 3, MSL 3). Kwa hifadhi ya muda mrefu nje ya begi la asili, zinapaswa kuwekwa kwenye chombo kilichofungwa na dawa ya kukausha. Ikiwa zimehifadhiwa kwa zaidi ya wiki moja, kupokanzwa kwa takriban 60°C kwa angalau saa 20 kunapendekezwa kabla ya usanikishaji ili kuondoa unyevu uliokwama na kuzuia \"popcorning\" wakati wa reflow.

7. Ufungaji na Taarifa ya Kuagiza

7.1 Vipimo vya Mkanda na Reeli

Vijenzi vinatolewa kwenye mkanda wa kubeba uliochongwa na mkanda wa kifuniko cha kinga. Upana wa mkanda ni mm 8. Reeli zina kipenyo cha kawaida cha inchi 7 (178 mm). Kila reeli ina vipande 5000. Kwa idadi ndogo kuliko reeli kamili, kiwango cha chini cha kufunga cha vipande 500 hutumika kwa mabaki ya kundi. Ufungaji unafuata vipimo vya ANSI/EIA-481.

8. Mapendekezo ya Matumizi

8.1 Mizinga ya Kawaida ya Matumizi

LED ni kifaa kinachoendeshwa na sasa. Ili kuhakikisha mwangaza thabiti, hasa wakati LED nyingi zinatumiwa sambamba, utaratibu wa kuzuia sasa ni muhimu. Njia rahisi zaidi ni kutumia kipingamizi mfululizo. Thamani ya kipingamizi (R_mfululizo) inaweza kuhesabiwa kwa kutumia Sheria ya Ohm: R_mfululizo= (V_usambazaji- V_F) / I_F. Kwa udhibiti sahihi zaidi na wenye ufanisi, vianjishi vya sasa thabiti au viunga vya IC vya kianjishi cha LED vinapendekezwa. Hii inazuia kukamata sasa katika minyororo sambamba na inahakikisha pato sawa la mwanga kwenye vifaa vyote, na kulipa fidia kwa tofauti asilia katika V_F.

8.2 Mambo ya Kuzingatia katika Ubunifu

• Usimamizi wa Joto:Ingawa mtawanyiko wa nguvu ni mdogo, kudumisha joto la kiunganishi ndani ya mipaka ni ufunguo wa uaminifu wa muda mrefu na pato thabiti la mwanga. Hakikisha eneo la kutosha la shaba la PCB au njia za joto chini ya pedi za LED ili kuondoa joto, hasa wakati wa uendeshaji karibu na sasa ya juu kabisa.
• Kinga ya ESD:LED zinaathiriwa na uharibifu kutokana na utokaji umeme tuli (ESD). Taratibu sahihi za kushughulikia ESD lazima zifuatwe wakati wa usanikishaji, ikiwa ni pamoja na matumizi ya vituo vya kazi vilivyowekwa ardhini, mikanda ya mkono, na vyombo vinavyoweza kufanya umeme.
• Ubunifu wa Mwanga:Pembe pana ya kuona ya digrii 130 hutoa muundo wa mwanga uliotawanyika. Kwa matumizi yanayohitaji boriti iliyolengwa zaidi, optiki ya sekondari (lensi au viongozi vya mwanga) inaweza kuwa muhimu.

9. Ulinganisho wa Kiufundi na Tofauti

LED hii nyekundu yenye msingi wa AlInGaP inatoa faida tofauti ikilinganishwa na teknolojia za zamani kama vile GaAsP (Galiamu Arsenidi Fosfidi). Tofauti kuu ni ufanisi mkubwa zaidi wa mwanga, ikimaanisha inatoa mwanga zaidi (millicandelas) kwa sasa sawa ya pembejeo (mA). Hii husababisha matumizi ya nguvu ya chini kwa kiwango fulani cha mwangaza au mwangaza mkubwa zaidi ndani ya bajeti sawa ya nguvu. Umbo la nyembamba sana la 0.2mm ni faida muhimu ya mitambo ikilinganishwa na LED nyingi za kawaida za SMD, na kuwezesha ubunifu katika vifaa vya elektroniki vya watumiaji vinavyozidi kuwa nyembamba.

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

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

Urefu wa Wimbi la Kilele (λ_P) ni urefu wa wimbi halisi ambapo LED hutoa nguvu nyingi zaidi ya mwanga. Urefu wa Wimbi Kuu (λ_d) ni thamani iliyohesabiwa kulingana na mtazamo wa rangi wa binadamu (chati ya CIE) ambayo inawakilisha vyema rangi inayoonekana. Kwa LED za rangi moja kama hii nyekundu, mara nyingi ziko karibu lakini si sawa. Wabunifu wanaohusika na pointi za rangi (k.m., katika maonyesho) wanapaswa kurejelea urefu wa wimbi kuu.

10.2 Kwa nini kipingamizi cha kuzuia sasa kinahitajika?

Voltage ya mbele ya LED ina mgawo hasi wa joto na inaweza kutofautiana kutoka kifaa hadi kifaa (kama inavyoonekana katika kugawanya). Ikiwa imeunganishwa moja kwa moja kwenye chanzo cha voltage, mabadiliko madogo katika V_Fyanaweza kusababisha mabadiliko makubwa, yanayoweza kuharibu, katika sasa. Kipingamizi mfululizo (au chanzo cha sasa thabiti) hutoa maoni hasi, na kudumisha sasa ya uendeshaji dhidi ya tofauti hizi.

10.3 Je, naweza kuendesha LED hii kwa voltage kubwa kuliko V yake_F?

Ndiyo, lakini lazima ujumuishe kipengele cha kuzuia sasa mfululizo (kipingamizi au mzunguko hai). Voltage ya kuendesha lazima iwe kubwa kuliko V ya LED_Fili kuruhusu sasa kutiririka, lakini voltage ya ziada hupungua kwenye kijenzi cha kuzuia sasa ili kuweka I sahihi_F.

11. Mfano wa Kesi ya Matumizi ya Vitendo

Hali: Kubuni jopo la kiashiria cha hali kwa ajili ya kianjishi cha mtandao.Jopo linahitaji LED tano nyekundu za hali. Mwangaza sawa ni muhimu kwa uzoefu wa mtumiaji.Hatua za Ubunifu:1) Amua mwangaza unaohitajika: Chagua Kikundi L (11.2-18.0 mcd) kwa kuonekana kwa uwazi. 2) Amua sasa ya kuendesha: Chagua I_F= 5mA (hali ya kawaida ya majaribio) kwa umri mrefu na joto la chini. 3) Hesabu kipingamizi mfululizo: Kwa kudhani usambazaji wa 3.3V na V ya kawaida_Fya 2.0V (kutoka Kikundi E3), R = (3.3V - 2.0V) / 0.005A = 260Ω. Tumia thamani ya kawaida iliyo karibu zaidi (270Ω). 4) Mpangilio: Tumia mpangilio wa pedi ya PCB unaopendekezwa. Unganisha LED zote tano sambamba, kila moja ikiwa na kipingamizi chake cha 270Ω kwenye reli ya 3.3V. Hii inahakikisha udhibiti wa sasa ya kila mmoja kwa usawa. 5) Usanikishaji: Fuata miongozo ya MSL-3 na profaili maalum ya reflow.

12. Utangulizi wa Kanuni ya Uendeshaji

Diodi za Kutoa Mwanga (LED) ni vifaa vya semikondukta vinavyotoa mwanga kupitia umeme-mwanga. Wakati voltage ya mbele inatumiwa kwenye kiunganishi cha p-n, elektroni kutoka eneo la aina-n na mashimo kutoka eneo la aina-p huingizwa kwenye eneo la kiunganishi. Wakati vibeba malipo hivi vinaungana tena, hutolea nishati. Katika kifaa hiki maalum, nyenzo ya semikondukta ni AlInGaP, iliyoundwa ili nishati hii iliyotolewa iwe katika mfumo wa fotoni (mwanga) katika sehemu nyekundu ya wigo unaoonekana (karibu 631-639 nm). Muundo maalum wa atomi za alumini, indiamu, galiamu, na fosfidi hubainisha nishati ya pengo la bendi, na hivyo rangi ya mwanga unaotolewa.

13. Mienendo ya Teknolojia

Mwelekeo wa jumla katika teknolojia ya LED ya SMD unaendelea kuelekea ufanisi wa juu zaidi (lumeni zaidi kwa wati), saizi ndogo zaidi za kifurushi, na uaminifu wa juu zaidi. Kwa LED za aina ya kiashiria, lengo ni kufikia pato lenye mwangaza zaidi kwa sasa ya chini na kuendeleza umbo la nyembamba zaidi ili kukidhi mahitaji ya vifaa vya elektroniki vya mkononi vilivyopunguzwa. Maendeleo katika sayansi ya nyenzo, kama vile mbinu bora za ukuaji wa epitaxial kwa AlInGaP na semikondukta zingine za mchanganyiko, huchangia moja kwa moja kwa mafanikio haya ya utendaji. Zaidi ya hayo, uanzishwaji wa viwango vya kifurushi na michakato ya usanikishaji kunahakikisha utangamano na mifumo inayokua ya utengenezaji mkubwa na kiotomatiki.