Karatasi ya Uchambuzi wa Kiufundi ya SMD LED ya Nguvu ya Kati 67-22ST - Kifurushi cha PLCC-2 - 2.0x1.6x0.7mm - 1.8-2.7V - 150mA - Nyekundu ya Mbali (720-750nm)

1. Muhtasari wa Bidhaa

Hati hii inaelezea kwa kina vipimo vya kiufundi vya SMD LED ya Nguvu ya Kati iliyofungwa ndani ya kifurushi cha PLCC-2. Kifaa hiki kinatoa mwanga katika wigo wa Nyekundu ya Mbali, kwa kutumia teknolojia ya chip ya AlGaInP. Imeundwa kwa matumizi yanayohitaji vyanzo vya mwanga vinavyofaa kwa ufanisi, vya ukubwa mdogo na pembe pana ya kuona.

1.1 Vipengele Muhimu na Faida

Faida kuu za LED hii ni pamoja na ufanisi wake wa juu na wastani wa matumizi ya nguvu, na kufanya iwe inafaa kwa usawa kati ya utendaji na usimamizi wa joto. Kifurushi hiki kinatoa pembe pana ya kuona ya digrii 120, na kuhakikisha usambazaji mpana wa mwanga. Imejengwa kwa vifaa vyenye kufaa kwa mazingira, haina risasi, inafuata viwango vya RoHS, EU REACH, na haina halojeni (Br<900ppm, Cl<900ppm, Br+Cl<1500ppm). Bidhaa hii pia inafuata viwango vya uainishaji vya ANSI kwa ajili ya uainishaji thabiti wa utendaji.

1.2 Matumizi Lengwa na Soko

LED hii imeundwa kwa matumizi maalum ya taa ambayo hufaidika kutokana na urefu wa mawimbi ya Nyekundu ya Mbali. Matumizi yake makuu ni pamoja na taa za mapambo na burudani, ambapo athari maalum za rangi zinahitajika. Matumizi muhimu ni katika taa za kilimo, hasa bustani, kwani mwanga wa Nyekundu ya Mbali (720-750nm) una jukumu muhimu katika ukuaji wa mimea kwa mwanga, na kuathiri michakato kama vile kuota mbegu, urefu wa shina, na uchanjaji. Pia inafaa kwa matumizi ya jumla ya taa ambapo pato lake maalum la wigo linatumika.

2. Vipimo vya Kiufundi na Ufafanuzi wa Kina

2.1 Viwango vya Juu Kabisa

Viwango hivi vinabainisha mipaka ambayo kuzidi kunaweza kusababisha uharibifu wa kudumu kwa kifaa. Vimebainishwa kwa joto la sehemu ya kuuzia (T_Kuuzia) ya 25°C.

• Mkondo wa Mbele (I_F):150 mA - Mkondo wa juu wa DC unaopendekezwa kwa uendeshaji thabiti.
• Mkondo wa Kilele wa Mbele (I_FP):300 mA - Inatumika tu chini ya hali ya mipigo yenye mzunguko wa kazi wa 1/10 na upana wa mipigo wa 10ms. Kuzidi kiwango cha mkondo endelevu hata kwa muda mfupi kunaweza kudhoofisha LED.
• Matumizi ya Nguvu (P_d):405 mW - Nguvu ya juu ambayo kifurushi kinaweza kutupilia mbali, iliyohesabiwa kutoka V_F* I_Fna mipaka ya joto.
• Joto la Uendeshaji (T_opr):-40°C hadi +85°C - Safu ya joto ya mazingira kwa uendeshaji wa kawaida.
• Joto la Hifadhi (T_stg):-40°C hadi +100°C.
• Upinzani wa Joto (R_{th J-S}):50 °C/W - Kigezo hiki muhimu kinafafanua kupanda kwa joto kutoka kwenye makutano ya semikondukta hadi sehemu ya kuuzia kwa kila wati ya nguvu inayotupiliwa mbali. Thamani ya chini inaonyesha uhamisho bora wa joto kutoka kwenye chip.
• Joto la Makutano (T_j):115 °C - Joto la juu linaloruhusiwa kwenye makutano ya semikondukta yenyewe.
• Joto la Kuuzia:Kifaa kinaweza kustahimili kuuzia kwa kurudufu kwa 260°C kwa sekunde 10 au kuuzia kwa mkono kwa 350°C kwa sekunde 3. Kina usikivu kwa kutokwa kwa umeme tuli (ESD), na inahitaji taratibu sahihi za usindikaji.

2.2 Sifa za Umeme na Mwanga

Hizi ni vigezo vya kawaida vya utendaji vilivyopimwa kwa T_Kuuzia= 25°C na I_F= 150mA, isipokuwa ikisemwa vinginevyo.

• Nguvu ya Mionzi (Φ_e):80 hadi 160 mW - Jumla ya mtiririko wa mionzi (nguvu ya mwanga) inayotolewa. Uvumilivu ni ±11%.
• Voltage ya Mbele (V_F):1.8 hadi 2.7 V - Kupungua kwa voltage kwenye LED kwa mkondo uliobainishwa. Uvumilivu ni ±0.1V. V_Fya chini kwa mkondo fulani kwa ujumla inaonyesha ufanisi wa juu wa umeme.
• Pembe ya Kuona (2θ_1/2):Digrii 120 - Pembe kamili ambayo ukali wa mwanga ni nusu ya ukali wa juu kabisa (kwenye mhimili).
• Mkondo wa Nyuma (I_R):10 µA (upeo) kwa V_R= 5V - LED hazijaundwa kwa upendeleo wa nyuma; kigezo hiki kinaonyesha uvujaji.

3. Maelezo ya Mfumo wa Uainishaji

Bidhaa hii imepangwa katika makundi ili kuhakikisha uthabiti. Wabunifu lazima wachague makundi sahihi kulingana na mahitaji ya matumizi yao.

3.1 Uainishaji wa Nguvu ya Mionzi

Imeainishwa kwa I_F=150mA. Misimbo C1 hadi C4 inawakilisha safu zinazozidi za pato la nguvu (mfano, C1: 80-100mW, C4: 140-160mW). Uvumilivu wa ±11% unatumika ndani ya kila kikundi.

3.2 Uainishaji wa Voltage ya Mbele

Imeainishwa kwa I_F=150mA. Misimbo 25 hadi 33 inawakilisha safu za voltage katika hatua za 0.1V kutoka 1.8-1.9V (Kikundi 25) hadi 2.6-2.7V (Kikundi 33). Uvumilivu wa ±0.1V unatumika. Kuchagua LED kutoka kwenye kikundi cha voltage nyembamba kunaweza kurahisisha muundo wa kiendesha kwa safu za LED nyingi.

3.3 Uainishaji wa Urefu wa Wimbi la Kilele

Imeainishwa kwa I_F=150mA. Hii inafafanua pato la wigo:

• FA3: 720 - 730 nm
• FA4: 730 - 740 nm
• FA5: 740 - 750 nm

Uvumilivu wa kipimo cha urefu wa wimbi kuu/la kilele ni ±1nm. Uainishaji huu sahihi ni muhimu sana kwa matumizi kama vile bustani ambapo urefu maalum wa wimbi la fotoni husababisha majibu tofauti ya mimea.

4. Uchambuzi wa Mkunjo wa Utendaji

4.1 Usambazaji wa Wigo

Grafu ya wigo iliyotolewa inaonyesha mkunjo wa kawaida wa utoaji wa LED ya AlGaInP ya Nyekundu ya Mbali. Kilele kiko ndani ya safu iliyoainishwa (720-750nm), na upana wa wigo unaofanana (upana kamili kwa nusu ya juu - FWHM) unaoashiria nyenzo hii ya semikondukta, na kuhakikisha usafi wa rangi.

4.2 Voltage ya Mbele dhidi ya Joto la Makutano (Mchoro 1)

Mkunjo huu unaonyesha kuwa voltage ya mbele (V_F) ina mgawo hasi wa joto. Kadiri joto la makutano (T_j) linavyoongezeka kutoka 25°C hadi 115°C, V_Fhupungua. Hii ni sifa ya msingi ya diode za semikondukta. Kwa viendesha vya mkondo thabiti, hii sio shida kubwa, lakini lazima izingatiwe katika muundo wa joto na kwa saketi zinazohisi V_Fkama mwakilishi wa T_j.

4.3 Nguvu ya Mionzi ya Jamaa dhidi ya Mkondo wa Mbele (Mchoro 2)

Pato la mwanga ni chini ya mstari na mkondo. Ingawa pato linaongezeka na mkondo, ufanisi (mW/mA) kwa kawaida hupungua kwa mikondo ya juu kutokana na ongezeko la joto na kushuka kwa ufanisi. Kuendesha chini sana ya mkondo wa juu kabisa (mfano, kwa 100mA badala ya 150mA) kunaweza kuboresha ufanisi na umri wa muda mrefu.

4.4 Ukali wa Mwanga wa Jamaa dhidi ya Joto la Makutano (Mchoro 3)

Grafu hii inaonyesha kuzima kwa joto. Kadiri T_jinavyopanda, pato la mionzi hupungua. Kudumisha joto la chini la makutano kupitia usimamizi bora wa joto (mfano, kutumia PCB yenye vianya vya joto vizuri na kifaa cha kupoza joto) ni muhimu sana kudumisha pato thabiti la mwanga na umri wa muda mrefu.

4.5 Mkondo wa Mbele dhidi ya Voltage ya Mbele (Mchoro 4)

Huu ndio mkunjo wa kawaida wa I-V kwa diode, unaoonyesha uhusiano wa kielelezo. Mkunjo hubadilika na joto (kama inavyoonekana kwenye Mchoro 1). Grafu iliyotolewa iko kwa T_S=25°C.

4.6 Mkondo wa Juu wa Kuendesha dhidi ya Joto la Kuuzia (Mchoro 5)

Mkunjo huu wa kupunguza nguvu ni muhimu kwa uaminifu. Unaonyesha kuwa mkondo wa juu unaoruhusiwa wa mbele lazima upunguzwe ikiwa joto kwenye sehemu ya kuuzia (na kwa kupanua, makutano) litaongezeka. Kwa mfano, ikiwa sehemu ya kuuzia itafikia 100°C, mkondo endelevu wa juu kabisa ni chini sana kuliko 150mA. Grafu hii imetokana na R_{th J-S}iliyotolewa ya 50°C/W.

4.7 Mchoro wa Mionzi (Mchoro 6)

Mchoro wa polar unaonyesha kwa macho pembe ya kuona ya digrii 120, na kuonyesha ukali wa jamaa kwa pembe tofauti kutoka 0° (kwenye mhimili) hadi 90°. Muonekano unaonekana kama Lambertian au karibu na Lambertian, ambayo ni ya kawaida kwa aina hii ya kifurushi chenye kuba la hariri lenye uwazi kama maji.

5. Taarifa ya Mitambo na Kifurushi

5.1 Vipimo vya Kifurushi

Kifurushi cha PLCC-2 kina vipimo vya kawaida vya 2.0mm (urefu) x 1.6mm (upana) x 0.7mm (urefu). Mchoro wa vipimo unabainisha vipengele muhimu ikiwa ni pamoja na maeneo ya pedi ya anodi na katodi, lenzi, na uvumilivu wa mitambo (kwa kawaida ±0.1mm isipokuwa ikisemwa vinginevyo). Chip imewekwa kwenye kikombe cha kionyeshi.

5.2 Utambulisho wa Ubaguzi

Kifurushi kina katodi iliyowekwa alama (kwa kawaida huonyeshwa na rangi ya kijani kwenye pedi ya katodi, mwanya, au pembe iliyopunguzwa upande huo wa kifurushi). Ubaguzi sahihi ni muhimu wakati wa usanikishaji ili kuzuia uharibifu.

6. Miongozo ya Kuuzia na Usanikishaji

6.1 Vigezo vya Kuuzia kwa Kurudufu

Kifaa kimekadiriwa kwa upeo wa 260°C kwa sekunde 10 wakati wa kuuzia kwa kurudufu. Ni muhimu sana kufuata wasifu ambao unapasha joto kwa kutosha ili kupunguza mshtuko wa joto, ufikie kilele cha joto kinachohitajika kwa ajili ya kurudufu ya solder, na upoe kwa kiwango kilichodhibitiwa. Muda maalum juu ya kioevu (TAL) unapaswa kudhibitiwa kulingana na vipimo vya mtengenezaji wa wambiso wa solder.

6.2 Kuuzia kwa Mkono

Ikiwa kuuzia kwa mkono ni lazima, joto la ncha ya chuma halipaswi kuzidi 350°C, na muda wa mgusano unapaswa kuwa mdogo kwa sekunde 3 kwa kila pedi. Tumia chuma cha nguvu ya chini (mfano, 30W) chenye ncha nyembamba. Pasha joto kwenye pedi ya PCB, sio moja kwa moja kwenye mwili wa LED, kisha uingize solder.

6.3 Hifadhi na Usindikaji

Vipengele vina usikivu kwa unyevu (kiwango cha MSL kinachodokezwa na ufungashaji wenye kinga ya unyevu). Ikiwa begi la kinga litafunguliwa au kikomo cha muda cha mfiduo kimezidi, unapaswa kupasha joto kabla ya kurudufu ili kuzuia uharibifu wa \"popcorn\". Daima sindikiza kwa tahadhari za ESD.

7. Ufungashaji na Taarifa ya Kuagiza

7.1 Vipimo vya Reel na Ukanda

LED hutolewa kwenye ukanda wa kubeba uliochorwa kwenye reeli. Vipimo vya reel, nafasi ya mfuko (pitch), na upana wa ukanda vimebainishwa kuwa vinapatana na vifaa vya kawaida vya kuchukua-na-kuweka vya SMD. Kila reel ina vipande 4000.

7.2 Ufungashaji wenye Kinga ya Unyevu

Reeli zimefungwa ndani ya begi la alumini la kuzuia unyevu lenye dawa ya kukausha ili kudumisha mazingira kavu na kukutana na mahitaji ya Kiwango cha Usikivu wa Unyevu (MSL).

7.3 Maelezo ya Lebo

Lebo ya reel ina taarifa muhimu: Nambari ya Bidhaa ya Mteja (CPN), Nambari ya Bidhaa (P/N), Idadi ya Ufungashaji (QTY), na misimbo maalum ya makundi ya Cheo cha Ukali wa Mwanga (CAT), Cheo cha Urefu wa Wimbi Kuu (HUE), na Cheo cha Voltage ya Mbele (REF), pamoja na Nambari ya Kundi (LOT No).

8. Mapendekezo ya Matumizi na Mazingatio ya Muundo

8.1 Usimamizi wa Joto

Kwa kuzingatia R_{th J-S}ya 50°C/W, kupoza joto kwa ufanisi hakuna mabadilisho kwa uendeshaji thabiti kwa mkondo kamili. Tumia PCB yenye pedi maalum ya joto iliyounganishwa na njia ya joto ya LED (mara nyingi pedi ya katodi) na utumie vianya vya joto kuhamisha joto kwenye ndege za ardhini za ndani au kifaa cha nje cha kupoza joto. Mkunjo wa kupunguza nguvu (Mchoro 5) lazima utumike kuamua mkondo wa juu salama wa uendeshaji kwa upinzani wa joto wa bodi yako maalum.

8.2 Kuendesha kwa Umeme

Daima endesha LED kwa chanzo cha mkondo thabiti, sio voltage thabiti. Hii inahakikisha pato thabiti la mwanga na kulinda LED kutokana na kukimbia kwa joto. Kiendesha kinapaswa kuwa na kiwango cha safu ya voltage ya mbele ya kikundi kilichochaguliwa (1.8-2.7V) kwa mkondo unaotaka wa uendeshaji. Fikiria kutekeleza udhibiti wa upana wa mipigo (PWM) kwa ajili ya kupunguza mwanga ili kuepuka mabadiliko ya rangi ambayo yanaweza kutokea kwa kupunguza mwanga kwa analogi (kupunguza mkondo).

8.3 Ujumuishaji wa Mwanga

Pembe pana ya kuona ya digrii 120 inaweza kuhitaji optiki ya pili (lenzi, vionyeshi) ikiwa boriti iliyolengwa zaidi inahitajika. Hariri yenye uwazi kama maji inaruhusu uchimbaji wa juu wa mwanga. Kwa matumizi ya bustani, hakikisha muundo wa kifaa hutoa mtiririko sare wa fotoni ya Nyekundu ya Mbali kwenye eneo lengwa, mara nyingi pamoja na urefu mwingine wa mawimbi (mfano, nyekundu ya kina 660nm, bluu).

9. Uaminifu na Udhibitisho wa Ubora

Karatasi ya data inaorodhesha seti kamili ya majaribio ya uaminifu yaliyofanywa kwa kiwango cha kujiamini cha 90% na Asilimia ya Kasoro ya Uvumilivu wa Kundi (LTPD) ya 10%. Majaribio ni pamoja na:

• Uvumilivu wa Joto la Solder (260°C/10s, mara 3)
• Mzunguko wa Joto (-40°C hadi +100°C)
• Maisha ya Joto/Unyevu wa Juu (85°C/85% RH, saa 1000)
• Majaribio ya Hifadhi ya Joto la Juu/Chini na Maisha ya Uendeshaji
• Majaribio ya Mipigo na Mshtuko wa Joto

Majaribio haya yanathibitisha uimara wa muundo wa kifurushi, dhamana za waya, na uadilifu wa semikondukta chini ya mkazo tofauti wa mazingira.

10. Kanuni za Kiufundi na Mielekeo

10.1 Kanuni ya Uendeshaji

LED hii inategemea semikondukta ya Alumini Galium Indiamu Fosfidi (AlGaInP). Wakati voltage ya mbele inapotumiwa, elektroni na mashimo hujumuishwa tena katika eneo lenye shughuli, na kuachisha nishati kwa namna ya fotoni. Nishati maalum ya pengo la bendi ya aloi ya AlGaInP huamua urefu wa wimbi linalotolewa, katika kesi hii, katika safu ya 720-750nm ya Nyekundu ya Mbali. Kifurushi cha PLCC-2 hutoa ulinzi wa mazingira, lenzi ya msingi ya kutoa mwanga, na njia ya joto.

10.2 Muktadha wa Sekta na Mielekeo

LED za Nguvu ya Kati kama hii hujaza pengo kati ya LED za dalili za nguvu ya chini na LED za mwanga za nguvu ya juu. Zinatoa maelewano mazuri kati ya gharama, ufanisi (lm/W au mW/W), na urahisi wa usimamizi wa joto. Mahitaji ya LED za Nyekundu ya Mbali yameongezeka sana kwa kupanuka kwa kilimo cha mazingira yaliyodhibitiwa (CEA) na taa za bustani, ambapo mapishi maalum ya mwanga hutumiwa kuboresha ukuaji wa mimea, mavuno, na ubora. Utafiti unaendelea kuboresha ufanisi wa nje wa quantum (EQE) na uaminifu wa LED za AlGaInP, hasa katika kusimamia kushuka kwa ufanisi na kudumisha utendaji kwa joto la juu.