Właściwości i wygląd diod LED SMD
Miniaturyzacja urządzeń elektronicznych doprowadziła do opracowania bezołowiowych elementów radiowych. Tendencja ta nie ominęła diod LED - urządzenia SMD w wielu dziedzinach znacznie wypierają konwencjonalne diody, a w dziedzinie oświetlenia praktycznie zmiażdżyły rynek.
Co to jest dioda LED SMD
Dioda LED SMD należy do kategorii Surface Mounted Device - urządzeń montowanych powierzchniowo. Podczas gdy konwencjonalne elementy z otworami wymagają wywiercenia otworu i przylutowania go do płytki w celu montażu lut Podczas gdy prawdziwe elementy otworowe wymagają wywiercenia otworu i przylutowania do samej płytki, produkty SMD są lutowane bezpośrednio do ścieżek na górnej powierzchni płytki.
W zasadzie element SMD jest taki sam, jak jego prototyp SMD. Złącze p-n półprzewodnika z wyraźnym efektem jarzenia jest przymocowane do podłoża ceramicznego, gdy przyłożone jest napięcie stałe. Od góry jest on przykryty soczewką z przezroczystej masy. W razie potrzeby na wierzch można nałożyć warstwę fosforu. Główną różnicą jest brak elastycznych przewodów. Pady stykowe służą do lutowania bezpośrednio do wielokątów płytki drukowanej.
Zalety i wady diod LED SMD
Ogólnie rzecz biorąc, zalety te są przeważone przez - w efekcie końcowym produkty końcowe mają mniejsze wymiary, mniejszą masę i niższy koszt.
Istnieje mit o nienaprawialności sprzętu elektronicznego wykonanego z elementów SMD. Ale to tylko mit. Możliwość serwisowania takich urządzeń może być w pełni przywrócona, wymaga to jednak nieco dodatkowego wyposażenia, a także zaawansowanego doświadczenia i kwalifikacji mistrza.
Typy i rodzaje SMD
Konwencjonalnie prawie wszystkie diody LED dzieli się na dwie kategorie:
- te przeznaczone do oświetlania;
- przeznaczone do wskazywania stanu urządzeń elektronicznych.
W pierwszej kategorii elementy SMD prawie całkowicie wyparły elementy bezołowiowe; w drugiej kategorii pozostała im wąska nisza. Dlatego taką samą klasyfikację można zastosować do elementów emitujących światło montowanych powierzchniowo.
Linia podziału przebiega wzdłuż specyfikacji technicznych:
- Strumień świetlny jest ważny dla elementów oświetleniowych i wymaga barwy zbliżonej do naturalnej;
- W przypadku elementów wskaźnikowych chodzi nie tyle o kolor i jasność, co o kontrast z otaczającym tłem.
Dlatego do sygnalizacji można stosować diody LED z jarzeniem w złączu p-n, a do oświetlenia tylko z powłoką fosforową. Choć i to jest dość arbitralne - nikt nie zabrania używania do sygnalizacji urządzeń z luminoforem i białą poświatą.
Wszystko to odnosi się do diod LED o zasięgu optycznym, widzialnym. Jako osobny rodzaj diod SMD LED należy wymienić urządzenia o widmie promieniowania wykraczającym poza percepcję ludzkiego oka. Należą do nich emitery promieniowania ultrafioletowego i podczerwonego. Te pierwsze są wykorzystywane do tworzenia kompaktowych źródeł promieniowania UV. Są one wykorzystywane do wykrywania walut, poszukiwania śladów biologicznych itp. Te ostatnie są stosowane w systemach transmisji sygnałów - pilotach do urządzeń gospodarstwa domowego, systemach alarmowych itp. Te diody LED są również dostępne w formacie SMD.
Należy również wspomnieć o matrycach LED do systemów oświetleniowych, produkowanych z wykorzystaniem najbardziej zaawansowanej dostępnej obecnie technologii COB. Wbrew powszechnemu przekonaniu, ta zasada produkcji nie jest sprzeczna z formatem SMD. И Diody LED COB Diody LED są produkowane m.in. jako urządzenia do montażu powierzchniowego (Surface Mounted Devices).
Wymiary SMD diod SMD-LED
Typ diody LED jest wskazywany przez wymiary jej obudowy. Tak więc wspólny rozmiar diody LED 5050 oznacza, że element emitujący światło jest zamknięty w obudowie o długości i szerokości 5,0 mm.
Ważne! Oznaczenie wskazuje jedynie rozmiar obudowy. Charakterystyki elektryczne i optyczne diod LED, nawet tych samych rozmiarów, mogą się różnić w zależności od rodzaju i liczby zainstalowanych kryształów, dlatego w celu jednoznacznego określenia parametrów należy korzystać ze specyfikacji technicznych diod LED.
Zgodność wymiarów typowych diod LED SMD w tabeli:
| Rozmiar | Długość montażowa, mm | Szerokość montażu, mm | Liczba promieniujących złączy p-n | Strumień świetlny, lm | Prąd znamionowy, 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 |
Wymiary diod LED do celów sygnalizacyjnych są podane w calach, zgodnie z międzynarodową normą EIA-96. Najczęściej spotykane to 0603 i 1206.
| Oznaczenie wielkości | Rozmiar w calach | Rozmiary metryczne, mm | Zgodność metryczna |
| 0603 | 0.063''x 0.031'' | 1.6 x 0.8 | 1608 |
| 1206 | 0.126''x 0.063'' | 3.2 x 1.6 | 3216 |
W tym przypadku obowiązuje ta sama zasada - diody LED o różnych kolorach, prądach roboczych itp. mogą być produkowane w obudowach o tych samych wymiarach. Dlatego nie jest możliwe pełne określenie parametrów na podstawie oznaczeń EIA.
Oznaczenie SMD
Format SMD został opracowany w wyniku miniaturyzacji elementów elektronicznych, dlatego nie ma na nich miejsca na wytłoczenie informacji o typie i specyfikacji. Nawet jeśli taki jest cel, oznaczenia są zbyt małe, aby można je było łatwo odczytać. Z tego powodu znakowanie jest ograniczone do identyfikacji styków urządzenia. Jest to ważne, ponieważ chociaż diody LED należą do klasy diod, są mało przydatne do blokowania prądu wstecznego ze względu na ich niską tolerancję na napięcie wsteczne. Jeśli konwencjonalna dioda zostanie zainstalowana bez zachowania polaryzacji, ta wada produkcyjna jest łatwa do wykrycia i skorygowania. Z drugiej strony, istnieje duże prawdopodobieństwo, że emiter światła ulegnie uszkodzeniu po podłączeniu zasilania. Nawet jeśli problem zostanie wykryty przed podaniem napięcia, miniaturowa dioda LED jest trudna do zdemontowania za pomocą lutownicy - przezroczysta plastikowa obudowa pokrywająca złącze p-n jest łatwa do stopienia.
Dlatego podczas instalowania diod sygnalizacyjnych należy zwrócić uwagę na to, czy istnieje wzór mnemotechniczny wskazujący położenie anody lub katody.
Elementy przeznaczone do zastosowań oświetleniowych zwykle mają na obudowie skos, wypukłość lub wcięcie - w większości przypadków oznacza to katodę. Nie ma jednak gwarancji, że producent ściśle przestrzega tej zasady. W razie wątpliwości lepiej jest więc sprawdź Dioda LED (przynajmniej jedna z partii) za pomocą multimetru.
Wspomniano już, że element SMD nie różni się od konwencjonalnej diody LED, z wyjątkiem bezołowiowej obudowy. W związku z tym schemat połączeń będzie również taki sam. Napięcie zasilające diodę LED powinno być doprowadzone przez sterownik lub rezystor ograniczający, przy czym należy zwrócić uwagę na polaryzację.
Diody LED można łączyć w obwody szeregowe, które następnie łączy się równolegle, tworząc matryce. Taka kombinacja pozwala uzyskać wymaganą moc przy danym napięciu zasilania.
Podczas naprawy opraw oświetleniowych z wymianą elementów emitujących światło (jednego lub kilku) w trakcie eksploatacji płytka powinna być zabezpieczona przed zginaniem i naprężeniami mechanicznymi. Wszystkie elementy SMD w takich warunkach są narażone na powstawanie mikropęknięć w obudowie, naruszających integralność lutowania, niewidocznych dla oka. Może to skutkować kilkoma wadliwymi diodami LED zamiast jednej i stratą czasu na rozwiązywanie problemów. Lepiej w ogóle nie zdejmować płytki, ale jest ona zamontowana na radiatorze, który ma dużą masę i pojemność cieplną, więc do podgrzania lutu potrzebna będzie lutownica lub suszarka do włosów o dużej mocy. Jeśli jesteś pewien, że dana dioda LED uległa awarii, możesz spróbować ją wygryźć zamiast odlutowywać. Należy jednak uważać, aby nie uszkodzić mechanicznie przewodów drukowanych. Podczas ponownego montażu uszkodzonego elementu należy pamiętać, że diody LED są wrażliwe na przegrzanie i należy unikać długotrwałego lutowania.
Tematyczny film wideo:
Projektując domowe urządzenia oświetleniowe, należy pamiętać o problemie odprowadzania ciepła z diod LED. Płytę należy zawsze montować na dodatkowym radiatorze o odpowiedniej powierzchni, który musi mieć odpowiednią konstrukcję (brak elementów na tylnej stronie, otwory na śruby do mocowania itp.)
Pomimo pewnych wad, format SMD elementów elektronicznych zyskał popularność w przemyśle radioelektronicznym. Wkład zminiaturyzowanych elementów bezstykowych w obniżenie ceny urządzeń elektronicznych w ostatniej dekadzie jest znaczący. W procesie tym uczestniczą również diody LED.