Charakteristika a vzhľad SMD LED
Túžba po miniaturizácii elektronických zariadení viedla k vytvoreniu bezolovnatých rádiových prvkov. Tento trend neobišiel ani LED diódy - SMD zariadenia v mnohých oblastiach výrazne nahradili klasické výstupné zariadenia a v osvetlení ich prakticky vytlačili z trhu.
Čo je SMD LED
SMD LED patrí do kategórie Surface Mounted Device - zariadenie namontované na povrchu. Ak konvenčné výstupné (skutočné otvory) prvky vyžadujú vyvŕtanie otvoru na inštaláciu na dosku a spájkovať nožičky na rubovej strane, potom sú rádiové súčiastky SMD prispájkované priamo na koľajnice umiestnené na hornej rovine dosky plošných spojov.
Svetlo vyžarujúci prvok vo formáte SMD je v zásade usporiadaný rovnakým spôsobom ako jeho výstupný prototyp. P-n prechod z polovodiča je upevnený na keramickom substráte, ktorý má výrazný žiarový efekt pri použití jednosmerného napätia. Zhora je uzavretá šošovkou z priehľadnej zlúčeniny. Ak je to potrebné, na vrch sa nanesie vrstva fosforu. Hlavným rozdielom je nedostatok flexibilných vodičov.Podložky sú určené na spájkovanie priamo na polygóny DPS.
Výhody a nevýhody SMD LED
Celkovo prevažujú klady - v dôsledku toho sú hotové výrobky menšie čo do veľkosti, hmotnosti a nákladov.
Existuje mýtus o neopraviteľnosti elektronických zariadení vyrobených pomocou prvkov SMD. Ale toto je len mýtus. Je celkom možné obnoviť účinnosť takéhoto zariadenia, bude si to vyžadovať malé dodatočné vybavenie, ako aj zvýšené skúsenosti a kvalifikáciu majstra.
Druhy a typy SMD
Bežne sú takmer všetky LED rozdelené do dvoch globálnych kategórií:
- určené na osvetlenie;
- určené na indikáciu stavu elektronických zariadení.
Pre prvú kategóriu prvky SMD takmer úplne nahradili výstupné prvky, v druhej - nechali im úzky výklenok. Rovnakú klasifikáciu je preto možné použiť na vyžarovacie prvky na povrchovú montáž.
Deliaca čiara vedie podľa technických špecifikácií:
- pre osvetľovacie prvky je dôležitý svetelný tok a je potrebná farba blízka prirodzenej;
- Pri indikačných prvkoch nie je dôležitá ani tak farba a jas, ale skôr kontrast k okolitému pozadiu.
Preto na indikáciu môžete použiť LED so žiarou p-n križovatky a na osvetlenie - iba s fosforovým povlakom. Aj keď je to tiež celkom ľubovoľné - nikto nezakazuje používať na indikáciu zariadenia s fosforom a bielou žiarou.
To všetko platí pre LED optický, viditeľný rozsah. Ako samostatný typ SMD LED treba spomenúť zariadenia s emisným spektrom, ktoré sa nachádza mimo vnímania ľudského oka. Patria sem ultrafialové a infračervené žiariče. Prvé sa používajú na vytváranie kompaktných zdrojov UV žiarenia. Používajú sa na detektory mien, na vyhľadávanie biologických stôp a pod. Posledne menované sa používajú v systémoch prenosu signálu - v diaľkových ovládačoch zariadení domácností, v systémoch EZS atď. Tieto LED diódy sú dostupné aj vo formáte SMD.
Je potrebné spomenúť aj LED-matice pre osvetľovacie systémy, vyrábané s použitím doteraz najpokročilejšej technológie COB. Na rozdiel od všeobecného presvedčenia tento princíp výroby vôbec nie je v rozpore s formátom SMD. A COB LED diódy sa vyrábajú aj vo forme zariadenia na povrchovú montáž.
Rozmery SMD LED
Typ LED diódy je indikovaný rozmermi jej krytu. Bežná štandardná veľkosť LED 5050 teda znamená, že prvok vyžarujúci svetlo je umiestnený v plášti s dĺžkou 5,0 mm a šírkou 5,0 mm.
Dôležité! Označenie udáva iba veľkosť puzdra. Elektrické a optické vlastnosti LED aj rovnakej veľkosti sa môžu líšiť v závislosti od typu a počtu inštalovaných kryštálov, preto je pre jednoznačné určenie parametrov potrebné použiť technické špecifikácie LED.
Zhoda veľkostí bežných SMD LED v tabuľke:
| Veľkosť | Montážna dĺžka, mm | Šírka zostavy, mm | Počet emitujúcich 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 určených na indikáciu sú označené podľa medzinárodnej normy EIA-96 v palcoch. Najbežnejšie prípady sú 0603 a 1206.
| Označenie veľkosti | Veľkosť v palcoch | Metrické rozmery, mm | Metrické prispôsobenie |
| 0603 | 0,063" x 0,031" | 1,6 x 0,8 | 1608 |
| 1206 | 0,126" x 0,063" | 3,2 x 1,6 | 3216 |
Platí tu rovnaké pravidlo - v prípadoch rovnakej veľkosti je možné vyrobiť LED diódy rôznych farieb žiaru, rôznych prevádzkových prúdov atď. Preto nie je možné úplne určiť parametre pre označenie EIA.
Označenie SMD
Formát SMD vznikol ako dôsledok túžby po miniaturizácii elektronických komponentov, takže nie je kam umiestniť informácie o type a technických vlastnostiach. Aj keď si stanovíte takýto cieľ, nápisy budú príliš malé na pohodlné čítanie. Preto sa značenie redukuje iba na označenie svoriek zariadenia.To je dôležité, pretože hoci LED diódy patria do triedy diód, sú málo použiteľné na blokovanie spätného prúdu kvôli ich nízkej tolerancii proti spätnému napätiu. Ak je nainštalovaná konvenčná dióda bez dodržania polarity, táto výrobná chyba sa dá ľahko identifikovať a opraviť. Svetelný žiarič po pripojení napájania s najväčšou pravdepodobnosťou zlyhá. Aj keď je problém zistený pred pripojením napätia, je problematické demontovať miniatúrnu indikačnú LED pomocou spájkovacej sušičky - roztavenie priehľadného plastového obalu, ktorý uzatvára p-n prechod, je také jednoduché ako lúskanie hrušiek.
Preto pri montáži indikačných LED by ste mali venovať pozornosť prítomnosti mnemotechnického vzoru umiestnenie anódy alebo katódy.
Prvky určené na osvetlenie majú na tele väčšinou skosenie, odliv alebo zárez – vo väčšine prípadov to znamená katódu. Neexistuje však žiadna záruka, že výrobca toto pravidlo prísne dodržiava. Preto je v prípade pochybností lepšie hrať na istotu a overiť LED (aspoň jedna zo série) s multimetrom.
Bolo spomenuté, že prvok SMD sa nelíši od bežnej LED, s výnimkou bezolovnatého puzdra. Preto sa nebude líšiť ani schéma prepínania. Napájacie napätie LED musí byť privedené cez budič alebo obmedzovací odpor, pričom treba dodržať polaritu.
LED diódy je možné kombinovať do sériových reťazcov, ktoré sa potom paralelne spájajú 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 ohybmi a mechanickým namáhaním. Všetky prvky formátu SMD za takýchto podmienok sú náchylné na tvorbu mikrotrhlín v tele, narušenie integrity spájkovania, neviditeľné pre oči. V dôsledku takejto opravy môžete získať niekoľko chybných LED namiesto jednej a stratu času na odstraňovanie problémov. Je lepšie dosku vôbec nevyberať, ale je inštalovaná na chladiči, ktorý má veľkú hmotnosť a tepelnú kapacitu, takže na zahriatie spájky bude potrebná spájkovačka alebo vysokovýkonný sušič vlasov. Ak existuje istota, že konkrétna LED je mimo prevádzky, môžete sa ju pokúsiť nespájkovať, ale uhryznúť. Treba však dávať pozor, aby sa tlačené vodiče mechanicky nepoškodili. Pri opätovnej inštalácii opraviteľného prvku je potrebné pamätať na to, že LED diódy sú citlivé na prehriatie a snažia sa vyhnúť dlhodobému spájkovaniu.
Tematické video:
Pri vývoji domácich osvetľovacích zariadení by ste si mali uvedomiť problém odvodu tepla z LED diód. Doska musí byť vždy inštalovaná na dodatočnom chladiči dostatočnej plochy a na to musí mať vhodný dizajn (žiadne prvky na zadnej strane, otvory pre skrutky na upevnenie a pod.).
Napriek niektorým nedostatkom sa formát elektronických súčiastok SMD udomácnil v elektronickom priemysle. Príspevok miniatúrnych bezolovnatých prvkov k zníženiu nákladov na elektronické zariadenia v poslednom desaťročí je veľmi významný. Do tohto procesu sú zapojené aj LED diódy.