Eigenschappen en Verschijning van SMD-LED's
De miniaturisatie van elektronische apparatuur heeft geleid tot de ontwikkeling van loodvrije radio-elementen. Deze trend is niet voorbijgegaan aan leds - SMD-apparaten hebben de conventionele leads op veel gebieden aanzienlijk verdrongen, terwijl zij op het gebied van verlichting de markt praktisch hebben verpletterd.
Wat is een SMD-LED
De SMD-LED behoort tot de categorie Surface Mounted Device - een op het oppervlak gemonteerd apparaat. Terwijl conventionele true hole elementen een gat vereisen dat moet worden geboord en gesoldeerd aan de printplaat voor montage soldeer Terwijl voor echte gaatjes een gaatje moet worden geboord en op de printplaat zelf moet worden gesoldeerd, worden SMD-producten rechtstreeks op de sporen op het bovenoppervlak van de printplaat gesoldeerd.
In principe is een SMD-element hetzelfde als zijn SMD-prototype. De p-n junctie van een halfgeleider met een uitgesproken gloei-effect wordt aan een keramisch substraat bevestigd wanneer een gelijkspanning wordt aangelegd. Het is aan de bovenkant bedekt met een lens van transparante samenstelling. Indien nodig kan er een fosforlaag overheen worden aangebracht. Het belangrijkste verschil is het ontbreken van flexibele leidingen. Contactpads zijn voorzien om rechtstreeks aan de PCB-polygonen te solderen.
Voor- en nadelen van SMD-LED's
Over het geheel genomen wegen de voordelen niet op tegen - uiteindelijk hebben de eindproducten kleinere afmetingen, een lager gewicht en lagere kosten.
Er bestaat een mythe over de onherstelbaarheid van elektronische apparatuur die met SMD-elementen is vervaardigd. Maar het is slechts een mythe. Dergelijke toestellen kunnen volledig worden hersteld, maar daarvoor is wel wat extra apparatuur nodig, alsmede geavanceerde ervaring en kwalificaties van de vakman.
SMD-types en -types
Conventioneel worden bijna alle LED's in twee globale categorieën verdeeld:
- die bestemd zijn voor verlichting;
- Ontworpen om de toestand van elektronische apparaten aan te geven.
Voor de eerste categorie hebben SMD-elementen de loodvrije elementen bijna volledig verdrongen; voor de tweede categorie is er nog een kleine niche overgebleven. Dezelfde classificatie kan dus worden toegepast op oppervlakte gemonteerde emitterende elementen.
De scheidingslijn loopt langs de technische specificaties:
- voor verlichtingselementen is de lichtstroom belangrijk en is een kleur vereist die dicht bij de natuurlijke kleur ligt;
- Voor indicatorelementen zijn niet zozeer de kleur en de helderheid van belang, maar veeleer het contrast met de omringende achtergrond.
Daarom kunt u LED's met p-n-overgangsgloed gebruiken voor indicatie en alleen met fosforcoating voor verlichting. Hoewel ook dit vrij willekeurig is - niemand verbiedt het gebruik van apparaten met fosfor en witte gloed ter indicatie.
Dit alles heeft betrekking op leds van het optische, zichtbare bereik. Als een apart type SMD LED's moeten apparaten worden genoemd met een stralingsspectrum dat buiten de waarneming van het menselijk oog valt. Deze omvatten ultraviolet- en infraroodstralers. De eerste worden gebruikt om compacte bronnen van UV-straling te creëren. Zij worden gebruikt voor valutadetectoren, het zoeken naar biologische sporen, enz. Deze laatste worden gebruikt in signaaltransmissiesystemen - afstandsbedieningen van huishoudtoestellen, inbraakalarmsystemen, enz. Deze LED's zijn ook verkrijgbaar in SMD-formaat.
Vermeldenswaard zijn ook de LED-matrices voor verlichtingssystemen, vervaardigd met behulp van de meest geavanceerde COB-technologie die momenteel beschikbaar is. In tegenstelling tot wat vaak wordt gedacht, is dit productieprincipe niet in strijd met het SMD-formaat. И COB LED's LED's worden onder meer geproduceerd als Surface Mounted Devices.
SMD-afmetingen van SMD-LED's
Het type LED wordt aangegeven door de afmetingen van de behuizing. De gebruikelijke grootte LED 5050 betekent dus dat het lichtuitstralende element is ingesloten in een omhulsel met een lengte en breedte van 5,0 mm.
Belangrijk! De markering geeft alleen de afmetingen van de behuizing aan. De elektrische en optische kenmerken van LED's, zelfs van dezelfde grootte, kunnen verschillen naar gelang van het type en het aantal geïnstalleerde kristallen, zodat de technische specificaties van de LED's moeten worden gebruikt om de parameters ondubbelzinnig vast te stellen.
Vergelijking van afmetingen van gewone SMD LED's in tabel:
| Maat | Lengte assemblage, mm | Montagebreedte, mm | Aantal uitstralende p-n juncties | Lichtstroom, lm | Nominale stroom, 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 |
De afmetingen van de LED's voor indicatiedoeleinden zijn aangegeven in inches volgens de internationale norm EIA-96. De meest voorkomende zijn 0603 en 1206.
| Maataanduiding | Afmetingen in inches | Metrische maten, mm | Metrische conformiteit |
| 0603 | 0.063''x 0.031'' | 1.6 x 0.8 | 1608 |
| 1206 | 0.126''x 0.063'' | 3.2 x 1.6 | 3216 |
Hier geldt dezelfde regel - LED's van verschillende kleuren, werkstromen enz. kunnen in behuizingen van dezelfde grootte worden vervaardigd. Daarom is het niet mogelijk de parameters volledig te bepalen aan de hand van de EIA-markering.
SMD-markering
Het SMD-formaat is ontwikkeld als gevolg van de miniaturisering van elektronische componenten, zodat er geen ruimte is om er type- en specificatiegegevens op te stempelen. Zelfs als dat wel de bedoeling is, zijn de markeringen te klein om gemakkelijk te kunnen worden gelezen. Om deze reden is de markering beperkt tot de identificatie van de pennen van het toestel. Dit is belangrijk omdat, hoewel LED's tot de diodeklasse behoren, zij van weinig nut zijn voor het vergrendelen van sperstromen wegens hun lage tolerantie voor sperspanning. Indien een conventionele diode wordt geïnstalleerd zonder de polariteit in acht te nemen, is dit fabricagefout gemakkelijk op te sporen en te corrigeren. Een lichtemitter daarentegen zal zeer waarschijnlijk defect raken nadat de stroom is aangelegd. Zelfs als een probleem wordt gedetecteerd voordat er spanning op wordt gezet, is een miniatuur-indicator-LED moeilijk te demonteren met een soldeerbout - het doorzichtige plastic omhulsel dat de p-n-overgang bedekt, is gemakkelijk te smelten.
Daarom moet er bij het installeren van indicator-LED's op worden gelet dat er een mnemotechnisch patroon is dat aangeeft plaats van anode of kathode.
Elementen die zijn ontworpen voor verlichtingstoepassingen hebben gewoonlijk een schuine kant, een vlakke rand of een inkeping op de behuizing - in de meeste gevallen geeft dit de kathode aan. Maar er is geen garantie dat de fabrikant zich strikt aan deze regel houdt. In geval van twijfel is het dus beter om kijk op LED (ten minste één van de partij) met een multimeter.
Er is gezegd dat het SMD-element niet verschilt van een conventionele LED, afgezien van de loodvrije behuizing. Daarom zal het bedradingsschema ook hetzelfde zijn. De voedingsspanning naar de LED moet worden toegevoerd via een driver of een begrenzende weerstand en de polariteit moet in acht worden genomen.
LED's kunnen in serieschakelingen worden geschakeld, die vervolgens parallel worden geschakeld om matrices te vormen. Deze combinatie bereikt het vereiste vermogen bij een gegeven voedingsspanning.
Bij de reparatie van verlichtingsarmaturen met vervanging van emitterende elementen (één of meer) tijdens de werking moet de printplaat worden beschermd tegen buiging en mechanische spanning. Alle SMD-elementen in dergelijke omstandigheden zijn vatbaar voor de vorming van microscheurtjes in de behuizing, waardoor de integriteit van de soldering wordt verbroken, onzichtbaar voor het oog. Dit kan resulteren in verscheidene defecte LED's in plaats van één en tijdverlies bij het oplossen van problemen. Het is beter de printplaat helemaal niet te verwijderen, maar hij is gemonteerd op een koellichaam dat veel massa en warmtecapaciteit heeft, zodat een soldeerbout of een krachtige föhn nodig zal zijn om het soldeer te verhitten. Als u zeker weet dat een bepaalde LED is uitgevallen, kunt u proberen hem uit te bijten in plaats van hem los te solderen. Maar let op dat u de gedrukte draden niet mechanisch beschadigt. Wanneer u een defect element opnieuw installeert, moet u bedenken dat LED's gevoelig zijn voor oververhitting en proberen langdurig solderen te vermijden.
Actuele video:
Bij het ontwerpen van zelfgemaakte verlichtingstoestellen moet men zich bewust zijn van het probleem van de warmteafvoer van de LED's. De printplaat moet altijd worden gemonteerd op een extra koellichaam met voldoende oppervlakte, en daarvoor moet het een passend ontwerp hebben (geen elementen aan de achterkant, schroefgaten voor bevestiging, enz.)
Ondanks enkele nadelen heeft het SMD-formaat van elektronische componenten ingang gevonden in de radio-elektronica-industrie. De bijdrage van geminiaturiseerde pinloze elementen aan het goedkoper worden van elektronische apparatuur in het laatste decennium is aanzienlijk. LED's nemen ook deel aan dit proces.