Vlastnosti a vzhľad LED diód SMD
Miniaturizácia elektronických zariadení viedla k vývoju bezolovnatých rádiových prvkov. Tento trend neobišiel ani LED diódy - SMD zariadenia v mnohých oblastiach výrazne vytlačili konvenčné vedenia, zatiaľ čo v oblasti osvetlenia prakticky rozdrvili trh.
Čo je SMD LED
SMD LED patrí do kategórie Surface Mounted Device - zariadenie na povrchovú montáž. Zatiaľ čo bežné prvky s pravým otvorom vyžadujú na montáž vyvŕtanie otvoru a pripájanie k doske spájka Zatiaľ čo pravé otvorové prvky vyžadujú vyvŕtanie otvoru a spájkovanie na samotnú dosku, produkty SMD sa spájkujú priamo na stopy na hornom povrchu dosky.
V zásade je prvok SMD rovnaký ako jeho prototyp SMD. P-n prechod polovodiča s výrazným žeraviacim efektom sa pri aplikácii jednosmerného napätia pripojí ku keramickému substrátu. Na vrchnej strane je zakrytý šošovkou z priehľadnej zmesi. V prípade potreby sa môže na vrchnú vrstvu naniesť fosforová vrstva. Hlavným rozdielom je absencia flexibilných vodičov. Kontaktné podložky sú určené na spájkovanie priamo na polygóny PCB.
Výhody a nevýhody SMD LED diód
Celkovo výhody prevažujú nad - konečné výrobky majú menšie rozmery, nižšiu hmotnosť a nižšie náklady.
Existuje mýtus o neopraviteľnosti elektronických zariadení vyrobených pomocou SMD prvkov. Je to však len mýtus. Obsluhovateľnosť takýchto zariadení je možné plne obnoviť, vyžaduje si to trochu ďalšieho vybavenia, ako aj pokročilé skúsenosti a kvalifikáciu majstra.
Typy a druhy SMD
Bežne sa takmer všetky LED diódy delia do dvoch globálnych kategórií:
- tie, ktoré sú určené na osvetlenie;
- Určené na indikáciu stavu elektronických zariadení.
V prvej kategórii SMD prvky takmer úplne vytlačili bezolovnaté prvky, v druhej kategórii im zostala úzka medzera. Rovnaká klasifikácia sa preto môže uplatniť aj na vysielacie prvky pre povrchovú montáž.
Deliaca čiara vedie pozdĺž technických špecifikácií:
- pre osvetľovacie prvky je dôležitý svetelný tok a vyžaduje sa farba blízka prirodzenej farbe;
- Pri indikačných prvkoch nie je dôležitá ani tak farba a jas, ako skôr kontrast s okolitým pozadím.
Preto môžete na indikáciu používať LED s p-n prechodom a na osvetlenie len s fosforovým povlakom. Aj keď aj to je celkom bežné - nikto nezakazuje používať na indikáciu zariadenia s fosforom a bielym svetlom.
To všetko sa týka LED diód optického, viditeľného rozsahu. Ako samostatný typ SMD LED je potrebné spomenúť zariadenia so spektrom žiarenia, ktoré je mimo vnímania ľudským okom. Patria medzi ne ultrafialové a infračervené žiariče. Prvé sa používajú na vytvorenie kompaktných zdrojov UV žiarenia. Používajú sa na detekciu meny, vyhľadávanie biologických stôp atď. Tie sa používajú v systémoch prenosu signálu - diaľkové ovládanie domácich spotrebičov, poplašné systémy proti vlámaniu atď. Tieto LED diódy sú k dispozícii aj vo formáte SMD.
Mali by sme spomenúť aj LED matrice pre osvetľovacie systémy, ktoré sa vyrábajú pomocou najmodernejšej technológie COB, ktorá je v súčasnosti k dispozícii. Na rozdiel od všeobecného presvedčenia tento výrobný princíp nie je v rozpore s formátom SMD. И LED diódy COB LED diódy sa okrem iného vyrábajú ako zariadenia na povrchovú montáž.
Rozmery SMD-LED
Typ LED diódy sa označuje rozmermi jej puzdra. Bežná veľkosť LED 5050 teda znamená, že prvok vyžarujúci svetlo je uzavretý v plášti s dĺžkou a šírkou 5,0 mm.
Dôležité! Označenie udáva len veľkosť krytu. Elektrické a optické vlastnosti LED diód, dokonca aj rovnakej veľkosti, sa môžu líšiť v závislosti od typu a počtu nainštalovaných kryštálov, preto sa na jednoznačné určenie parametrov musia použiť technické špecifikácie LED diód.
Zodpovedajúce rozmery bežných SMD LED diód v tabuľke:
| Veľkosť | Montážna dĺžka, mm | Montážna šírka, mm | Počet vyžarujúcich p-n prechodov | Svetelný tok, lm | Menovitý prúd, mA |
| 3528 | 3.5 | 2.8 | 1/3 | 0.6..50 | 20 |
| 5050 | 5.0 | 5.0 | 3/ 4 | 2..14 | 60/80 |
| 5630 | 5.6 | 3.0 | 1 | 57 | 150 |
| 7020 | 7.0 | 2.0 | 1 | 45..60 | 150 |
| 3020 | 3.0 | 2.0 | 1 | 8..10 | 20 |
| 2835 | 2.8 | 3.5 | 1 | 20/50/100 | 60/150/300 |
Rozmery LED diód na účely indikácie sú označené v palcoch podľa medzinárodnej normy EIA-96. Najbežnejšie sú 0603 a 1206.
| Označenie veľkosti | Veľkosť v palcoch | Metrické veľkosti, mm | Metrická zhoda |
| 0603 | 0.063''x 0.031'' | 1.6 x 0.8 | 1608 |
| 1206 | 0.126''x 0.063'' | 3.2 x 1.6 | 3216 |
Tu platí rovnaké pravidlo - LED diódy rôznych farieb, prevádzkových prúdov atď. možno vyrábať v puzdrách rovnakej veľkosti. Preto nie je možné úplne určiť parametre z označenia EIA.
Označenie SMD
Formát SMD bol vyvinutý v dôsledku miniaturizácie elektronických súčiastok, takže na nich nie je priestor na vyrazenie informácií o type a špecifikácii. Aj keď je to cieľom, značky sú príliš malé na to, aby sa dali ľahko prečítať. Z tohto dôvodu sa značenie obmedzuje na identifikáciu vývodov zariadenia. Je to dôležité, pretože hoci LED diódy patria do triedy diód, sú málo použiteľné na blokovanie spätného prúdu kvôli ich nízkej tolerancii voči spätnému napätiu. Ak je bežná dióda nainštalovaná bez dodržania polarity, táto výrobná chyba sa dá ľahko zistiť a odstrániť. Na druhej strane je veľmi pravdepodobné, že svetelný žiarič po pripojení napájania zlyhá. Aj keď sa problém zistí pred pripojením napätia, miniatúrnu indikačnú LED je ťažké rozobrať pomocou spájkovačky - priehľadný plastový kryt pokrývajúci p-n prechod sa ľahko roztaví.
Preto by sa pri inštalácii indikačných LED diód malo dbať na to, aby bol mnemotechnický vzor označujúci umiestnenie anódy alebo katódy.
Prvky určené na osvetľovacie aplikácie majú zvyčajne na puzdre skosenie, zapustenie alebo zárez - vo väčšine prípadov ide o katódu. Neexistuje však záruka, že výrobca toto pravidlo striktne dodržiava. V prípade pochybností je preto lepšie kontrola LED (aspoň jedna zo série) pomocou multimetra.
Bolo spomenuté, že prvok SMD sa nelíši od bežnej LED, s výnimkou bezolovnatého puzdra. Preto bude rovnaká aj schéma zapojenia. Napájacie napätie LED diódy by sa malo privádzať cez ovládač alebo obmedzovací rezistor a mala by sa dodržiavať polarita.
LED diódy možno zapojiť do sériových obvodov, ktoré sa potom paralelne spoja do matíc. Touto kombináciou sa dosiahne požadovaný výkon pri danom napájacom napätí.
Pri opravách svietidiel s výmenou vyžarujúcich prvkov (jedného alebo viacerých) počas prevádzky by mala byť doska chránená pred ohybom a mechanickým namáhaním. Všetky SMD prvky sú v takýchto podmienkach náchylné na vznik mikrotrhlín v puzdre, ktoré porušujú integritu spájkovania, čo je okom neviditeľné. Výsledkom môže byť niekoľko chybných LED namiesto jednej a strata času pri riešení problémov. Je lepšie dosku vôbec neodstraňovať, ale je namontovaná na chladiči, ktorý má veľkú hmotnosť a tepelnú kapacitu, takže na zahriatie spájky bude potrebná spájkovačka alebo vysokovýkonný fén. Ak ste si istí, že niektorá LED dióda zlyhala, môžete ju namiesto odpájania skúsiť vylomiť. Treba však dbať na to, aby nedošlo k mechanickému poškodeniu vytlačených vodičov. Pri opätovnej inštalácii chybného prvku by ste mali pamätať na to, že LED diódy sú citlivé na prehriatie, a snažiť sa vyhnúť dlhšiemu spájkovaniu.
Aktuálne video:
Pri navrhovaní domácich osvetľovacích zariadení by ste si mali byť vedomí problému odvodu tepla z LED diód. Doska musí byť vždy namontovaná na prídavnom chladiči s dostatočnou plochou, ktorý musí mať vhodnú konštrukciu (žiadne prvky na zadnej strane, otvory na skrutky na upevnenie atď.).
Napriek niektorým nevýhodám sa formát SMD elektronických súčiastok v rádioelektronickom priemysle uchytil. Prínos miniaturizovaných bezvývodových prvkov k zlacneniu elektronických zariadení v poslednom desaťročí je významný. Na tomto procese sa podieľajú aj LED diódy.