Charakterystyka i wygląd diod LED SMD
Chęć miniaturyzacji urządzeń elektronicznych doprowadziła do powstania bezołowiowych elementów radiowych. Ten trend nie ominął też diod LED – urządzenia SMD w wielu obszarach znacząco zastąpiły konwencjonalne urządzenia wyjściowe, a w oświetleniu praktycznie wyparły je z rynku.
Co to jest dioda LED SMD?
SMD LED należy do kategorii Surface Mounted Device - urządzenie montowane na powierzchni. Jeśli konwencjonalne elementy wyjściowe (prawdziwe otwory) wymagają wywiercenia otworu w celu instalacji na płycie i lutować nóżki na odwrocie, następnie elementy radiowe SMD są przylutowane bezpośrednio do torów znajdujących się na górnej płaszczyźnie płytki drukowanej.
Zasadniczo element emitujący światło w formacie SMD jest ułożony w taki sam sposób, jak jego wyjściowy prototyp. Złącze p-n z półprzewodnika jest zamocowane na podłożu ceramicznym, które ma wyraźny efekt jarzenia po przyłożeniu napięcia stałego. Od góry zamykana jest soczewką wykonaną z przezroczystej masy. W razie potrzeby na wierzch nakładana jest warstwa luminoforu. Główną różnicą jest brak elastycznych leadów.Dostarczane są podkładki do lutowania bezpośrednio do wielokątów PCB.
Zalety i wady diod SMD
Ogólnie rzecz biorąc, zalety przeważają - w rezultacie gotowe produkty są mniejsze pod względem wielkości, wagi i kosztów.
Istnieje mit o nienaprawialności sprzętu elektronicznego wykonanego z elementów SMD. Ale to tylko mit. Przywrócenie wydajności takiego sprzętu jest całkiem możliwe, będzie to wymagało niewielkiego dodatkowego sprzętu, a także zwiększonego doświadczenia i kwalifikacji mistrza.
Rodzaje i typy SMD
Konwencjonalnie prawie wszystkie diody LED są podzielone na dwie globalne kategorie:
- przeznaczone do oświetlenia;
- przeznaczony do wskazywania stanu urządzeń elektronicznych.
W pierwszej kategorii elementy SMD prawie całkowicie zastąpiły elementy wyjściowe, w drugiej - pozostawiły im wąską niszę. Dlatego tę samą klasyfikację można zastosować do elementów promieniujących do montażu powierzchniowego.
Linia podziału przebiega zgodnie ze specyfikacją techniczną:
- w przypadku elementów oświetleniowych ważny jest strumień świetlny i wymagany jest kolor zbliżony do naturalnego;
- W przypadku elementów wskaźnikowych ważny jest nie tyle kolor i jasność, co kontrast z otaczającym tłem.
Dlatego do wskazania można użyć diody LED z poświatą złącza p-n, a do oświetlenia - tylko z powłoką fosforową. Chociaż jest to również dość arbitralne – nikt nie zabrania używania urządzeń z luminoforem i białą poświatą dla wskazania.
Wszystko to dotyczy optycznego, widzialnego zasięgu LED. Jako osobny typ diod SMD należy wymienić urządzenia o widmie emisyjnym wykraczającym poza percepcję ludzkiego oka. Należą do nich emitery ultrafioletowe i podczerwone. Te pierwsze służą do tworzenia zwartych źródeł promieniowania UV. Służą do wykrywania walut, poszukiwania śladów biologicznych itp. Te ostatnie znajdują zastosowanie w systemach transmisji sygnałów – w pilotach do sprzętu AGD, w systemach antywłamaniowych itp. Te diody LED są również dostępne w formacie SMD.
Należy również wspomnieć o matrycach LED do systemów oświetleniowych, wyprodukowanych przy użyciu najbardziej zaawansowanej jak dotąd technologii COB. Wbrew powszechnemu przekonaniu ta zasada produkcji wcale nie jest sprzeczna z formatem SMD. I Diody LED COB są produkowane, w tym w formie Urządzenia Montowanego Powierzchniowo.
Wymiary diod LED SMD
Rodzaj diody wskazują wymiary jej obudowy. Tak więc powszechny standardowy rozmiar LED 5050 oznacza, że element emitujący światło jest umieszczony w powłoce o długości 5,0 mm i szerokości 5,0 mm.
Ważny! Oznaczenie wskazuje tylko rozmiar obudowy. Charakterystyki elektryczne i optyczne diod LED nawet tej samej wielkości mogą się różnić w zależności od rodzaju i liczby zainstalowanych kryształów, dlatego do jednoznacznego określenia parametrów konieczne jest posługiwanie się specyfikacją techniczną diod.
Korespondencja rozmiarów popularnych diod SMD w tabeli:
| Rozmiar | Długość montażowa, mm | Szerokość montażowa, mm | Liczba złączy emitujących 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 przeznaczonych do sygnalizacji oznaczono zgodnie z międzynarodową normą EIA-96 w calach. Najczęstsze przypadki to 0603 i 1206.
| Oznaczenie rozmiaru | Rozmiar w calach | Wymiary metryczne, mm | Dopasowanie metryczne |
| 0603 | 0,063''x 0,031'' | 1,6x0,8 | 1608 |
| 1206 | 0,126''x 0,063'' | 3,2x1,6 | 3216 |
Tutaj obowiązuje ta sama zasada - w przypadku tej samej wielkości można wykonać diody LED o różnych barwach świecenia, różnych prądach pracy itp. W związku z tym nie można w pełni określić parametrów dla oznaczenia OOŚ.
Oznaczenie SMD
Format SMD powstał z chęci zminiaturyzowania elementów elektronicznych, więc nie ma miejsca na umieszczanie na nich informacji o rodzaju i parametrach technicznych. Nawet jeśli postawisz sobie taki cel, napisy będą zbyt małe, aby wygodnie czytać. Dlatego znakowanie ogranicza się tylko do oznaczenia zacisków urządzenia.Jest to ważne, ponieważ chociaż diody LED należą do klasy diod, są one mało przydatne do blokowania prądu wstecznego ze względu na ich niską tolerancję na napięcie wsteczne. Jeśli konwencjonalna dioda zostanie zainstalowana bez zachowania biegunowości, ta wada produkcyjna jest łatwa do zidentyfikowania i naprawienia. Emiter światła po włączeniu zasilania najprawdopodobniej ulegnie awarii. Nawet jeśli problem zostanie wykryty przed przyłożeniem napięcia, problematyczne jest zdemontowanie miniaturowego wskaźnika LED za pomocą lutownicy – stopienie przezroczystej plastikowej obudowy, która zamyka złącze p-n, jest tak proste, jak wyłuskanie gruszek.
Dlatego montując diody sygnalizacyjne należy zwrócić uwagę na obecność mnemonicznego wzoru wskazującego: lokalizacja anody lub katody.
Elementy przeznaczone do oświetlenia zazwyczaj posiadają na korpusie skos, przypływ lub wycięcie - najczęściej oznacza to katodę. Ale nie ma gwarancji, że producent ściśle przestrzega tej zasady. Dlatego w razie wątpliwości lepiej grać bezpiecznie i zweryfikować LED (co najmniej jedna z partii) z multimetrem.
Wspomniano, że element SMD niczym nie różni się od konwencjonalnej diody LED, z wyjątkiem opakowania bezołowiowego. Dlatego schemat przełączania również nie będzie się różnił. Napięcie zasilania diody LED musi być doprowadzone przez sterownik lub rezystor ograniczający, z zachowaniem polaryzacji.
Diody można łączyć w szeregowe łańcuchy, które następnie łączy się równolegle w matryce. Ta kombinacja pozwala osiągnąć pożądaną moc przy danym napięciu zasilania.
Podczas naprawy opraw oświetleniowych z wymianą elementów promieniujących (jednego lub więcej) podczas pracy, tablicę należy chronić przed wygięciami i naprężeniami mechanicznymi. Wszystkie elementy formatu SMD w takich warunkach są podatne na powstawanie mikropęknięć w ciele, naruszenie integralności lutowania, niewidoczne dla oka. W wyniku takiej naprawy zamiast jednej może pojawić się kilka wadliwych diod LED oraz strata czasu na rozwiązywanie problemów. Lepiej w ogóle nie zdejmować płyty, ale jest ona zainstalowana na radiatorze, który ma dużą masę i pojemność cieplną, więc do rozgrzania lutu potrzebna będzie lutownica lub suszarka do włosów o dużej mocy. Jeśli istnieje pewność, że dana dioda LED jest niesprawna, możesz spróbować jej nie lutować, ale odgryźć. Należy jednak uważać, aby nie uszkodzić mechanicznie drukowanych przewodów. Podczas ponownej instalacji sprawnego elementu należy pamiętać, że diody LED są wrażliwe na przegrzanie i starać się unikać długotrwałego lutowania.
Film tematyczny:
Opracowując domowe urządzenia oświetleniowe należy mieć świadomość problemu odprowadzania ciepła z diod LED. Tablica musi być zawsze montowana na dodatkowym radiatorze o wystarczającej powierzchni, a do tego musi mieć odpowiednią konstrukcję (brak elementów z tyłu, otwory na wkręty do mocowania itp.).
Pomimo pewnych niedociągnięć format komponentów elektronicznych SMD zakorzenił się w przemyśle elektronicznym. Wkład miniaturowych elementów bezołowiowych w obniżenie kosztów sprzętu elektronicznego w ostatniej dekadzie jest bardzo znaczący. Diody LED są również zaangażowane w ten proces.