Značilnosti in videz SMD LED
Želja po miniaturizaciji elektronskih naprav je privedla do ustvarjanja radijskih elementov brez svinca. Ta trend ni zaobšel niti LED – SMD naprave so na mnogih področjih bistveno nadomestile običajne izhodne naprave, pri razsvetljavi pa so jih tako rekoč iztisnile s trga.
Kaj je SMD LED
SMD LED spada v kategorijo površinsko nameščenih naprav - naprave, nameščene na površini. Če običajni izhodni (prave luknje) elementi zahtevajo izvrtanje luknje za namestitev na ploščo in spajkati noge na hrbtni strani, potem so radijske komponente SMD spajkane neposredno na sledi, ki se nahajajo na zgornji ravnini tiskanega vezja.
V osnovi je svetlobni element v formatu SMD urejen na enak način kot njegov izhodni prototip. P-n spoj iz polprevodnika je pritrjen na keramično podlago, ki ima izrazit učinek sijaja, ko se uporabi enosmerna napetost. Od zgoraj je zaprta z lečo iz prozorne spojine. Po potrebi se na vrh nanese plast fosforja. Glavna razlika je pomanjkanje fleksibilnih vodil.Blazinice so na voljo za spajkanje neposredno na poligone PCB.
Prednosti in slabosti SMD LED
Na splošno prednosti prevladajo - posledično so končni izdelki manjši po velikosti, teži in stroških.
Obstaja mit o nepopravljivosti elektronske opreme, izdelane z uporabo elementov SMD. Toda to je le mit. Učinkovitost takšne opreme je povsem mogoče obnoviti, za to bo potrebna majhna dodatna oprema, pa tudi večje izkušnje in kvalifikacije mojstra.
Vrste in vrste SMD
Običajno so skoraj vse LED diode razdeljene v dve svetovni kategoriji:
- namenjen za razsvetljavo;
- zasnovano za prikaz stanja elektronskih naprav.
Za prvo kategorijo so elementi SMD skoraj v celoti nadomestili izhodne elemente, v drugi pa so jim pustili ozko nišo. Zato lahko enako klasifikacijo uporabimo za sevalne elemente za površinsko montažo.
Ločnica poteka vzdolž tehničnih specifikacij:
- za svetlobne elemente je pomemben svetlobni tok in potrebna je barva, ki je blizu naravni;
- Pri indikatorskih elementih nista pomembna toliko barva in svetlost, temveč kontrast z okoliškim ozadjem.
Zato lahko za indikacijo uporabite LED s sijajem p-n križišča, za osvetlitev pa samo s fosforno prevleko. Čeprav je to tudi precej poljubno - nihče ne prepoveduje uporabe naprav s fosforjem in belim sijajem za indikacijo.
Vse to velja za LED optični, vidni obseg. Kot ločeno vrsto SMD LED je treba omeniti naprave z emisijskim spektrom, ki presega zaznavanje človeškega očesa. Sem spadajo ultravijolični in infrardeči oddajniki. Prvi se uporabljajo za ustvarjanje kompaktnih virov UV sevanja. Uporabljajo se za detektorje valut, za iskanje bioloških sledi itd. Slednji se uporabljajo v sistemih za prenos signalov - v daljinskih upravljalnikih za gospodinjsko opremo, v protivlomnih alarmnih sistemih itd. Te LED diode so na voljo tudi v formatu SMD.
Omeniti velja tudi LED-matrice za sisteme razsvetljave, ki so izdelane po najnaprednejši COB tehnologiji doslej. V nasprotju s splošnim prepričanjem ta princip proizvodnje sploh ni v nasprotju s formatom SMD. in COB LED diode se proizvajajo, tudi v obliki površinsko nameščene naprave.
Dimenzije SMD LED
Vrsta LED je označena z dimenzijami njenega ohišja. Tako običajna standardna velikost LED 5050 pomeni, da je element, ki oddaja svetlobo, nameščen v lupini dolžine 5,0 mm in širine 5,0 mm.
Pomembno! Oznaka označuje samo velikost ohišja. Električne in optične lastnosti LED diod celo enake velikosti se lahko razlikujejo glede na vrsto in število nameščenih kristalov, zato je za nedvoumno določitev parametrov potrebno uporabiti tehnične specifikacije za LED.
Ustreznost velikosti običajnih SMD LED v tabeli:
| Velikost | Montažna dolžina, mm | Širina montaže, mm | Število oddajnih p-n stičišč | Svetlobni tok, lm | Nazivni tok, 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 |
Dimenzije LED diod, ki so namenjene indikaciji, so označene po mednarodnem standardu EIA-96 v palcih. Najpogostejši primeri so 0603 in 1206.
| Oznaka velikosti | Velikost v palcih | Metrične dimenzije, mm | Metrično prileganje |
| 0603 | 0,063'' x 0,031'' | 1,6 x 0,8 | 1608 |
| 1206 | 0,126'' x 0,063'' | 3,2x1,6 | 3216 |
Tu velja enako pravilo – v primerih enake velikosti se lahko izdelajo LED diode različnih barv sijanja, različnih obratovalnih tokov ipd. Zato parametrov za oznako EIA ni mogoče v celoti določiti.
SMD oznaka
Format SMD je nastal kot posledica želje po miniaturizaciji elektronskih komponent, zato na njih ni prostora, da bi dali informacije o vrsti in tehničnih značilnostih. Tudi če si zadate tak cilj, bodo napisi premajhni za udobno branje. Zato se označevanje zmanjša le na označevanje sponk naprave.To je pomembno, ker čeprav so LED diode v razredu diod, so malo uporabne za blokiranje povratnega toka zaradi svoje nizke tolerance za povratno napetost. Če je običajna dioda nameščena brez spoštovanja polarnosti, je to proizvodno napako enostavno prepoznati in popraviti. Svetlobni oddajnik po vklopu električne energije najverjetneje odpove. Tudi če se težava odkrije, preden se priključi napetost, je problematično razstaviti miniaturno indikatorsko LED s pomočjo sušilnika za spajkanje - taljenje prozornega plastičnega ohišja, ki zapira p-n spoj, je tako enostavno kot luščenje hrušk.
Zato je treba pri vgradnji indikatorskih LED diod biti pozoren na prisotnost mnemoničnega vzorca, ki označuje mesto anode ali katode.
Elementi, namenjeni razsvetljavi, imajo običajno na telesu poševnico, plimovanje ali zarezo – v večini primerov gre za katodo. Vendar ni nobenega zagotovila, da proizvajalec to pravilo strogo upošteva. Zato je v primeru dvoma bolje igrati na varno in preveriti LED (vsaj ena iz serije) z multimetrom.
Omenjeno je bilo, da se SMD element ne razlikuje od običajne LED, z izjemo brezsvinčnega paketa. Zato se tudi shema preklopa ne bo razlikovala. Napajalno napetost na LED je treba uporabiti prek gonilnika ali omejevalnega upora, pri čemer je treba upoštevati polarnost.
LED diode lahko združimo v serijske verige, ki se nato vzporedno povežejo v matrike. Ta kombinacija doseže želeno moč pri dani napajalni napetosti.
Pri popravilu svetlobnih naprav z zamenjavo sevalnih elementov (enega ali več) med delovanjem je treba ploščo zaščititi pred upogibi in mehanskimi obremenitvami. Vsi elementi formata SMD v takšnih pogojih so nagnjeni k nastanku mikrorazpok v telesu, kršitvi celovitosti spajkanja, nevidnih očesu. Zaradi takšnega popravila lahko namesto ene dobite več okvarjenih LED in izgubo časa za odpravljanje težav. Bolje je, da plošče sploh ne odstranite, ampak je nameščena na hladilniku, ki ima veliko maso in toplotno zmogljivost, zato bo za ogrevanje spajke potreben spajkalnik ali sušilnik za lase z visoko močjo. Če obstaja zaupanje, da je določena LED dioda v okvari, jo lahko poskusite ne spajkati, ampak jo ugrizniti. Vendar je treba paziti, da ne poškodujete natisnjenih vodnikov mehansko. Pri ponovni namestitvi uporabnega elementa se je treba spomniti, da so LED diode občutljive na pregrevanje in se poskušajo izogniti dolgotrajnemu spajkanju.
Tematski video:
Pri razvoju domačih svetlobnih naprav se je treba zavedati problema odvajanja toplote iz LED. Plošča mora biti vedno nameščena na dodatnem hladilniku zadostne površine, za to pa mora imeti ustrezno zasnovo (brez elementov na zadnji strani, lukenj za vijake za pritrditev ipd.).
Kljub nekaterim pomanjkljivostim se je format elektronske komponente SMD ukoreninil v elektronski industriji. Prispevek miniaturnih elementov brez svinca k znižanju stroškov elektronske opreme v zadnjem desetletju je zelo pomemben. V ta proces so vključene tudi LED diode.