Karatasi ya Data ya LED ya Machungwa ya SMD - Urefu wa 0.55mm - Voltage ya Mbele ya Kawaida 1.8V - Kupoteza Nguvu ya 75mW - Nyaraka za Kiufundi za Kiswahili

1. Muhtasari wa Bidhaa

Nyaraka hii inaelezea kwa kina vipimo vya LED ya Machungwa ya juu-utendaji, ya kushikamana kwenye uso. Kifaa hiki kina sifa ya umbo lake la chini sana, na kumfanya kifaa kufaa kwa matumizi ambapo nafasi ya wima ni kikwazo muhimu. LED hutumia nyenzo za semiconductor za AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Phosphide), ambazo zinajulikana kwa kutoa ufanisi mkubwa wa mwanga na usafi bora wa rangi katika wigo wa machungwa-nyekundu. Kama bidhaa inayofuata kanuni za RoHS na ya kijani kibichi, inazingatia viwango vya kisasa via mazingira. Sehemu hiyo inasambazwa kwenye mkanda wa kiwango cha sekta wa mm 8 kwenye reeli zenye kipenyo cha inchi 7, na kurahisisha utangamano na vifaa vya kukusanyika vya otomatiki vya kasi ya juu na michakato ya kuuza kwa reflow ya infrared.

2. Uchambuzi wa kina wa Vigezo vya Kiufundi

Vigezo vyote vimeainishwa kwa joto la mazingira (Ta) la 25°C isipokuwa ikisemwa vinginevyo. Kuelewa vigezo hivi ni muhimu kwa ubunifu thabiti wa saketi na utabiri wa utendaji.

2.1 Viwango vya Juu Kabisa

Viwango hivi vinafafanua mipaka ya mkazo ambayo kuzidi kunaweza kusababisha uharibifu wa kudumu kwa kifaa. Uendeshaji chini ya au kwenye mipaka hii hauhakikishiwi na unapaswa kuepukwa kwa uthabiti wa muda mrefu.

• Kupoteza Nguvu (Pd):75 mW. Hii ndiyo kiwango cha juu cha nguvu ambacho kifurushi cha LED kinaweza kupoteza kama joto. Kuzidi kikomo hiki kuna hatari ya uharibifu wa joto kwenye makutano ya semiconductor na lenzi ya epoxy.
• Mkondo wa Mbele wa DC (IF):30 mA. Mkondo wa juu unaoendelea wa mbele unaoweza kutumiwa.
• Mkondo wa Kilele wa Mbele:80 mA. Hii inaruhusiwa tu chini ya hali ya mipigo na mzunguko wa kazi wa 1/10 na upana wa mipigo wa 0.1ms. Ni muhimu kwa mwanga mfupi wa ukali wa juu.
• Voltage ya Nyuma (VR):5 V. Kutumia voltage ya nyuma zaidi ya kiwango hiki kunaweza kusababisha kushindwa mara moja na kikubwa kwa makutano ya LED.
• 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 Kuhifadhi:-40°C hadi +85°C.
• Hali ya Kuuza kwa Infrared:Inastahimili 260°C kwa sekunde 10, ambayo ni ya kawaida kwa profaili za kuuza kwa reflow zisizo na risasi (Pb-free).

2.2 Tabia za Umeme na Mwanga

Vigezo hivi vinafafanua pato la mwanga na tabia ya umeme chini ya hali za kawaida za uendeshaji (kwa kawaida kwa IF = 2 mA).

• Ukali wa Mwanga (Iv):Anuwai kutoka kiwango cha chini cha 2.80 mcd hadi kiwango cha juu cha 18.00 mcd. Thamani halisi inategemea msimbo maalum wa kugawa (angalia Sehemu ya 3). Ukali hupimwa kwa kutumia sensor iliyochujwa ili kufanana na mkunjo wa majibu ya jicho la binadamu la photopic (CIE).
• Pembe ya Kuona (2θ_1/2):Digrii 130. Hii ndiyo pembe kamili ambayo ukali wa mwanga hupungua hadi nusu ya thamani yake iliyopimwa kwenye mhimili (digrii 0). Pembe pana ya kuona kama hii hutoa muundo wa mwanga mpana na uliosambazwa unaofaa kwa viashiria vya hali na taa ya nyuma.
• Wavelength ya Kilele ya Mionzi (λ_P):611.0 nm. Hii ndiyo wavelength ambayo pato la nguvu la spectral liko kwenye kiwango chake cha juu.
• Wavelength Kuu (λ_d):605.0 nm. Hii ni kigezo cha rangi kinachotokana na mchoro wa chromaticity wa CIE. Inawakilisha wavelength moja ambayo inaelezea vizuri zaidi rangi inayoonekana ya mwanga. Ni kigezo muhimu zaidi kwa uainishaji wa rangi.
• Nusu-Upana wa Mstari wa Spectral (Δλ):17 nm. Hii inaonyesha usafi wa spectral. Thamani ndogo inamaanisha mwanga wa rangi moja zaidi (rangi safi). 17 nm ni ya kawaida kwa LED za AlInGaP katika anuwai ya machungwa.
• Voltage ya Mbele (V_F):Kwa kawaida 1.80V, na anuwai kutoka 1.60V hadi 2.20V kwa 2 mA. Voltage hii ya chini ya mbele ni faida muhimu ya teknolojia ya AlInGaP na inachangia ufanisi wa juu.
• Mkondo wa Nyuma (I_R):10 μA kiwango cha juu wakati bias ya nyuma ya 5V inatumika.

3. Maelezo ya Mfumo wa Kugawa (Binning)

Kutokana na tofauti za asili katika utengenezaji wa semiconductor, LED zinasagwa katika makundi ya utendaji. Mfumo huu huruhusu wabunifu kuchagua vipengele vinavyokidhi mahitaji maalum ya uvumilivu kwa matumizi yao.

3.1 Kugawa Voltage ya Mbele

Vipimo viko kwa Volts (V) vilivyopimwa kwa IF = 2 mA. Uvumilivu ndani ya kila kikundi ni ±0.1V.

• D1:1.60V (Chini) hadi 1.80V (Juu)
• D2:1.80V (Chini) hadi 2.00V (Juu)
• D3:2.00V (Chini) hadi 2.20V (Juu)

Kuchagua kikundi cha voltage chenye mipaka madogo (k.m., D1 pekee) kunaweza kuwa muhimu kwa matumizi yanayotumia nguvu moja kwa moja kutoka kwa betri ya voltage ya chini ili kuhakikisha mwangaza thabiti betri inapotumika, au katika safu sambamba za LED ili kuhakikisha ushiriki wa mkondo.

3.2 Kugawa Ukali wa Mwanga

Vipimo viko kwa millicandelas (mcd) vilivyopimwa kwa IF = 2 mA. Uvumilivu ndani ya kila kikundi ni ±15%.

• H:2.80 mcd (Chini) hadi 4.50 mcd (Juu)
• J:4.50 mcd (Chini) hadi 7.10 mcd (Juu)
• K:7.10 mcd (Chini) hadi 11.20 mcd (Juu)
• L:11.20 mcd (Chini) hadi 18.00 mcd (Juu)

Uugawaji huu ni muhimu sana kwa matumizi yanayohitaji mwangaza sawa kwenye LED nyingi, kama vile kwenye maonyesho ya sehemu nyingi au paneli za taa za nyuma.

3.3 Kugawa Wavelength Kuu

Vipimo viko kwa nanometers (nm) vilivyopimwa kwa IF = 2 mA. Uvumilivu kwa kila kikundi ni ±1 nm.

• N:597.0 nm (Chini) hadi 600.0 nm (Juu) – Manjano-Machungwa
• P:600.0 nm (Chini) hadi 603.0 nm (Juu) – Machungwa
• Q:603.0 nm (Chini) hadi 606.0 nm (Juu) – Machungwa
• R:606.0 nm (Chini) hadi 609.0 nm (Juu) – Machungwa-Nyekundu
• S:609.0 nm (Chini) hadi 612.0 nm (Juu) – Nyekundu-Machungwa

Hii inaruhusu kufananisha rangi kwa usahihi, ambayo ni muhimu katika matumizi kama vile ishara za trafiki, taa za magari, au taa za mapambo ambapo rangi maalum inahitajika.

4. Uchambuzi wa Mviringo wa Utendaji

Ingawa grafu maalum zimetajwa kwenye karatasi ya data, maana yake ni ya kawaida. Mviringo wa mkondo wa mbele (I_F) dhidi ya voltage ya mbele (V_F) ni wa kielelezo. Ukali wa mwanga (I_V) ni takriban mstari na mkondo katika anuwai ya kawaida ya uendeshaji lakini utajaa kwenye mikondo ya juu sana kutokana na athari za joto na kupungua kwa ufanisi. Wavelength kuu ina mgawo mdogo hasi wa joto, ikimaanisha rangi inaweza kubadilika kidogo kuelekea wavelengths ndefu (mabadiliko ya nyekundu) joto la makutano linapoinua. Usimamizi sahihi wa joto na mkondo ni muhimu ili kudumisha rangi na pato la mwanga thabiti katika maisha ya kifaa.

5. Taarifa za Mitambo na Ufungaji

5.1 Vipimo vya Kifurushi na Ubaguzi wa Miguu

Kifaa kina alama ya kiwango cha sekta ya EIA. Cathode kwa kawaida huonyeshwa kwa alama ya kijani kwenye kifurushi au mwanya kwenye lenzi. Umbo la chini sana la 0.55mm ni sifa ya mitambo inayofafanua. Michoro ya kina yenye vipimo imetolewa kwenye karatasi ya data kwa ubunifu wa muundo wa ardhi ya PCB.

5.2 Vipimo vya Mkanda na Reel

LED zinasambazwa kwenye mkanda wa kubeba uliochongwa wa upana wa mm 8 uliofungwa kwa mkanda wa juu, ulioviringishwa kwenye reeli zenye kipenyo cha inchi 7 (178mm). Kiasi cha kawaida cha reel ni vipande 5,000. Ufungaji hufuata vipimo vya ANSI/EIA 481-1-A-1994. Muundo huu umeboreshwa kwa laini za kukusanyika otomatiki, na kuhakikisha usimamizi na uwekaji bora.

6. Miongozo ya Kuuza na Kukusanyika

6.1 Profaili ya Kuuza kwa Reflow

Profaili ya pendekezo ya michakato isiyo na risasi imetolewa. Vigezo muhimu vinajumuisha:

• Joto la Awali:150°C hadi 200°C.
• Muda wa Joto la Awali:Kiwango cha juu cha sekunde 120 ili kuruhusu uanzishaji sahihi wa flux na utulivu wa joto.
• Joto la Kilele:Kiwango cha juu cha 260°C.
• Muda Juu ya Liquidus:Sekunde 10 kiwango cha juu (ipendekezwe kwa muunganisho thabiti wa solder).
• Idadi ya Mizunguko ya Reflow:Kiwango cha juu cha mara mbili.

Profaili hiyo inategemea viwango vya JEDEC. Ni muhimu sana kuainisha profaili kwa ubunifu maalum wa PCB, mchanga wa solder, na tanuri inayotumiwa katika uzalishaji.

6.2 Kuuza kwa Mkono

Ikiwa kuuza kwa mkono ni muhimu, tumia chuma chenye udhibiti wa joto kilichowekwa kwa kiwango cha juu cha 300°C. Punguza muda wa mguso hadi kiwango cha juu cha sekunde 3 kwa kila pedi. Tumia joto kwenye pedi ya PCB, sio moja kwa moja kwenye mwili wa LED, ili kuzuia mshtuko wa joto.

6.3 Kusafisha

Ikiwa kusafisha baada ya kuuza kunahitajika, tumia tu vimumunyisho vilivyobainishwa. Kuzamisha LED kwenye pombe ya ethyl au isopropyl kwenye joto la kawaida kwa chini ya dakika moja kunakubalika. Usitumie usafishaji wa ultrasonic au visafishaji vya kemikali visivyobainishwa, kwani vinaweza kuharibu lenzi ya epoxy au dhamana za ndani.

7. Kuhifadhi na Kushughulikia

Kuhifadhi sahihi ni muhimu ili kuzuia kunyonya unyevu, ambayo kunaweza kusababisha "popcorning" (kupasuka kwa kifurushi) wakati wa reflow.

• Kifurushi Kilichofungwa:Hifadhi kwa ≤30°C na ≤90% RH. Tumia ndani ya mwaka mmoja kutoka tarehe ya kufunga.
• Kifurushi Kilichofunguliwa:Kwa vipengele vilivyotolewa kwenye mfuko wao wa kuzuia unyevu, mazingira ya kuhifadhi hayapaswi kuzidi 30°C na 60% RH. Inapendekezwa sana kukamilisha kuuza kwa reflow ya IR ndani ya saa 672 (siku 28) ya kufichuliwa.
• Kuhifadhi Kwa Muda Mrefu (Kifunguliwa):Hifadhi kwenye chombo kilichofungwa chenye dawa ya kukausha au kwenye desiccator ya nitrojeni.
• Kupika:Ikiwa LED zimefichuliwa kwa zaidi ya saa 672, lazima zipikwe kwa takriban 60°C kwa angalau saa 20 kabla ya kuuza ili kutoa unyevu ulionyonywa.

8. Maelezo ya Matumizi na Mazingatio ya Ubunifu

8.1 Mazingira ya Kawaida ya Matumizi

• Viashiria vya Hali:Pembe yake pana ya kuona na pato lenye mwangaza hufanya iwe bora kwa viashiria vya nguvu, muunganisho, au shughuli kwenye vifaa vya elektroniki vya watumiaji, vifaa vya mtandao, na paneli za udhibiti wa viwanda.
• Taa ya Nyuma:Inaweza kutumika kuwasha paneli ndogo, alama, au ishara kwenye dashibodi za magari, vifaa vya nyumbani, na vifaa vya mkononi.
• Taa za Mapambo:Inafaa kwa taa ya kukazia katika ishara, vipengele vya usanifu, au toys ambapo rangi maalum ya machungwa inahitajika.
• Mifumo ya Sensor:Inaweza kutumika kama chanzo cha mwanga katika sensor za macho, vizuizi, au vichunguzi vya vitu vinavyotafakari.

8.2 Mazingatio ya Ubunifu wa Saketi

• Kupunguza Mkondo:LED ni kifaa kinachoendeshwa na mkondo. Daima tumia resistor ya kupunguza mkondo mfululizo au saketi ya kiendeshi cha mkondo thabiti. Thamani ya resistor inaweza kuhesabiwa kwa kutumia Sheria ya Ohm: R = (V_usambazaji- V_F) / I_F. Tumia V_Fya juu kutoka kwenye karatasi ya data kwa ubunifu uliojihami.
• Usimamizi wa Joto:Ingawa kupoteza nguvu ni kwa chini, kuhakikisha eneo la kutosha la shaba la PCB karibu na pedi za joto (ikiwepo) na kuepuka kuweka karibu na vipengele vingine vinavyozalisha joto kutasaidia kudumisha joto la chini la makutano, na kusababisha maisha marefu na utendaji thabiti.
• Ulinzi wa ESD:Ingawa haijaainishwa wazi kuwa nyeti, utekelezaji wa ulinzi wa msingi wa ESD kwenye mistari ya ishara iliyounganishwa na LED ni mazoezi mazuri ya ubunifu kwa uthabiti.

9. Ulinganisho wa Kiufundi na Faida

Ikilinganishwa na teknolojia za zamani kama GaAsP (Gallium Arsenide Phosphide), LED hii ya AlInGaP inatoa faida kubwa:

• Ufanisi wa Juu Zaidi:AlInGaP hutoa lumens zaidi kwa kila watt, na kusababisha pato lenye mwangaza zaidi kwa mkondo sawa wa kuendesha au matumizi ya nguvu ya chini kwa mwangaza sawa.
• Usafi Bora wa Rangi:Nusu-upana wa spectral ni nyembamba, na kutoa rangi ya machungwa iliyojaa zaidi na tofauti kwa macho.
• Uharibifu wa Chini wa Joto:AlInGaP hudumisha pato lake la mwanga na uthabiti wa rangi vizuri zaidi juu ya joto na wakati ikilinganishwa na teknolojia za zamani.
• Umbo la Chini Sana:Urefu wa 0.55mm ni tofauti muhimu, na kuwezesha ubunifu katika vifaa vya watumiaji na vya rununu vinavyozidi kuwa nyembamba.

10. Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara (FAQ)

10.1 Tofauti kati ya Wavelength ya Kilele na Wavelength Kuu ni nini?

Wavelength ya Kilele (λ_P)ni wavelength ya kimwili ambapo LED hutoa nguvu nyingi zaidi ya macho.Wavelength Kuu (λ_d)ni thamani iliyohesabiwa kulingana na jinsi jicho la binadamu linavyoona rangi. Kwa vyanzo vya rangi moja kama vile LED, mara nyingi ziko karibu, lakini λ_dni kigezo kinachotumiwa kwa uainishaji wa rangi na kugawa.

10.2 Je, naweza kuendesha LED hii kwa 20mA kila wakati?

Ndio. Mkondo wa juu kabisa wa mbele wa DC ni 30 mA. Kuendesha kwa 20 mA kiko ndani ya kikomo kilichobainishwa. Hata hivyo, lazima uhakikishe kupoteza nguvu (V_F* I_F) hauzidi 75 mW. Kwa V_Fya kawaida ya 1.8V na 20mA, kupoteza ni 36 mW, ambayo ni salama.

10.3 Kwa nini unyevu wa kuhifadhi ni muhimu sana?

Nyenzo za kufunga za epoxy zinaweza kunyonya unyevu kutoka hewani. Wakati wa kupokanzwa kwa kasi wakati wa kuuza kwa reflow, unyevu huu uliokamatwa huvukiza na kupanuka, na kuunda shinikizo kubwa la ndani. Hii inaweza kusababisha kutenganishwa (kutenganishwa kwa epoxy kutoka kwa fremu ya risasi) au kupasuka kwa kifurushi, kinachojulikana kama "popcorning," ambacho huharibu kifaa.

11. Utafiti wa Kesi ya Ubunifu: Kiashiria cha Betri ya Chini

Mazingira:Kubuni kifaa cha matibabu cha mkononi chenye ukubwa mdogo chenye betri ya sarafu ya 3.0V. LED ya machungwa wazi inayoonekana lazima iangaze wakati voltage ya betri inaposhuka chini ya 2.7V.

Chaguo za Ubunifu:

1. Uchaguzi wa Kipengele:LED hii ni bora kutokana na umbo lake la chini (inafaa kwenye makazi nyembamba), voltage ya chini ya mbele (~1.8V), na mwangaza wa juu.
2. Kugawa:Chagua kikundi cha Wavelength Kuu "P" au "Q" kwa machungwa ya kawaida. Chagua kikundi cha Ukali wa Mwanga "K" au "L" kwa kuonekana kwa juu. Kikundi cha Voltage ya Mbele chenye mipaka madogo "D1" kinahakikisha LED inawaka kwa uthabiti voltage ya betri inapopungua.
3. Saketi:Saketi rahisi ya kulinganisha inafuatilia voltage ya betri. Inapotoka, inawezesha transistor inayoendesha LED kupitia resistor ya kupunguza mkondo. R = (2.7V - 1.8V) / 0.002A = 450Ω. Resistor ya kawaida ya 470Ω ingetumiwa, ikitoa I_F≈ 1.9mA, ambayo inatosha kwa kiashiria.
4. Muundo:LED imewekwa kwenye paneli ya mbele. Kifurushi cha chini sana kinawezesha kukaa nyuma ya bezel nyembamba sana au kifaa cha kusambaza mwanga.

12. Utangulizi wa Kanuni ya Teknolojia

LED hii inategemea teknolojia ya semiconductor ya AlInGaP. Eneo lenye shughuli ni muundo wa kisima cha quantum nyingi uliokua kwa epitaxial kwenye msingi. Wakati voltage ya mbele inatumika, elektroni na mashimo huingizwa kwenye eneo lenye shughuli ambapo hujumuishwa tena kwa mionzi, na kutolea fotoni. Uwiano maalum wa Aluminium, Indium, Gallium, na Phosphide kwenye kimiani cha fuwele huamua nguvu ya bandgap, na hivyo wavelength (rangi) ya mwanga unaotolewa—katika kesi hii, machungwa. Mwanga hutolewa kupitia lenzi ya epoxy yenye umbo la kuba ambayo pia inalinda die ya semiconductor na dhamana za waya.

13. Mienendo na Maendeleo ya Sekta

Mwelekeo katika LED za kiashiria na ishara ndogo unaendelea kuelekea:

1. Ufinyu:Vifurushi vya nyembamba zaidi na vidogo zaidi (k.m., urefu wa 0.3mm) ili kuwezesha miundo mpya katika vifaa vya kuvaliwa na elektroniki zenye ukubwa mdogo sana.
2. Ufanisi wa Juu Zaidi:Uboreshaji unaoendelea katika ukuaji wa epitaxial na mbinu za kutoa mwanga husukuma kwa pato zaidi la mwanga kwa kila milliampere, na kupunguza matumizi ya nguvu ya mfumo.
3. Uthabiti Bora wa Rangi:Uvumilivu madogo zaidi wa kugawa na upimaji wa hali ya juu wa wafer huhakikisha usawa bora wa rangi na mwangaza katika uzalishaji mkubwa.
4. Ujumuishaji:Ukuaji wa vifurushi vya chip nyingi (RGB, Rangi mbili) na moduli za LED zilizo na viendeshi vilivyojumuishwa au mantiki ya udhibiti katika kifurushi kimoja.

Kipengele hiki kinawakilisha hatua ya kukomaa na iliyoboreshwa katika mageuzi ya teknolojia ya LED ya SMD ya AlInGaP, ikilinganisha utendaji, ukubwa, na uwezekano wa kutengenezwa kwa anuwai pana ya matumizi ya taa ya jumla na kiashiria.