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SMD LED的特性和外观

发布时间:2020 年 11 月 15 日
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使电子设备小型化的愿望导致了无引线无线电元件的产生。这种趋势也没有绕过 LED——SMD 器件在许多领域已经大大取代了传统的输出器件,而在照明方面,它们实际上已经将它们挤出了市场。

什么是贴片LED

SMD LED 属于表面贴装设备类别 - 安装在表面上的设备。如果传统的输出(真孔)元件需要钻孔以安装在板上,并且 焊接 然后将 SMD 无线电元件直接焊接到位于印刷电路板上平面的轨道上。

SMD LED的特性和外观
SMD LED的外观。

从根本上说,SMD 格式的发光元件的排列方式与其输出原型相同。来自半导体的 p-n 结固定在陶瓷基板上,当施加直流电压时,陶瓷基板具有明显的辉光效果。从上面看,它用一个由透明化合物制成的透镜封闭。如有必要,在顶部涂上一层荧光粉。主要区别在于缺乏灵活的线索。提供焊盘用于直接焊接到 PCB 多边形。

SMD LED的优缺点

SMD版LED的优势包括:
简化(因此更便宜)印刷电路板的生产 - 没有(或减少到最低限度)钻孔和金属化孔的阶段;
简化(廉价)在板上安装元件的技术 - 没有形成和弯曲引线的阶段,焊接过程本身更适合自动化等;
能够用金属制作电路板的背面 - 简化了散热问题;
由于它们与具有大表面的板紧密贴合,因此更容易冷却元件本身;
由于零件尺寸小且放置紧密,电子设备的尺寸更小;
减少侧电容和电感,这在高频器件的开发中很重要。
也有缺点:
如果设备是手工组装的,则需要更多的合格工匠;
成品成本的投资成分高——安装设备复杂且昂贵;
在印刷电路板的热膨胀或弯曲过程中,元件的触点可能会从焊点脱离,以及出现微裂纹。

总体来说,利大于弊 - 因此,成品的尺寸、重量和成本都更小。

有一个关于使用 SMD 元件制造的电子设备不可修复的神话。但这只是一个神话。恢复此类设备的效率是很有可能的;这将需要少量的额外设备,以及增加主人的经验和资格。

SMD的种类和类型

按照惯例,几乎所有的 LED 都分为两个全球类别:

  • 用于照明;
  • 旨在指示电子设备的状态。

对于第一类,SMD 元件几乎完全取代了输出元件,而在第二类中,它们为它们留下了一个狭窄的利基市场。因此,同样的分类可以应用于表面贴装辐射元件。

分界线沿着技术规范运行:

  • 对于照明元件,光通量很重要,需要接近自然的颜色;
  • 对于指示元素,重要的不是颜色和亮度,而是与周围背景的对比度。

因此,为了指示,您可以使用带有 p-n 结发光的 LED,以及用于照明 - 仅使用磷光体涂层。尽管这也是相当随意的——没有人禁止使用带有荧光粉和白光指示的设备。

SMD LED的特性和外观
白色 LED 指示板的电源。

这一切都适用于 LED 光学、可见范围。作为一种单独类型的 SMD LED,应该提到发射光谱超出人眼感知范围的设备。这些包括紫外线和红外线发射器。前者用于产生紧凑的紫外线辐射源。它们用于货币检测器,搜索生物痕迹等。后者用于信号传输系统——家用设备的遥控器、防盗报警系统等。这些 LED 还提供 SMD 格式。

还必须提及用于照明系统的 LED 矩阵,使用迄今为止最先进的 COB 技术生产。与流行的看法相反,这种生产原理与 SMD 格式完全不矛盾。和 COB LED 生产,包括以表面贴装设备的形式。

另请阅读
LED的特性和种类详解

 

SMD LED的尺寸

LED 的类型由其外壳的尺寸指示。因此,LED 5050 的通用标准尺寸是指将发光元件放置在 5.0 毫米长和 5.0 毫米宽的外壳中。

SMD LED的特性和外观
5050 尺寸 LED,带和不带荧光粉涂层。

重要的! 标记仅表示外壳的尺寸。即使是相同尺寸的 LED,其电气和光学特性也可能因安装晶体的类型和数量而异,因此,为了明确确定参数,有必要使用 LED 的技术规范。

表中常见贴片LED尺寸的对应关系:

尺寸装配长度,毫米装配宽度,毫米发射 p-n 结的数量光通量,lm额定电流,毫安
35283.52.81/30.6..5020
50505.05.03/ 42..1460/80
56305.63.0157150
70207.02.0145..60150
30203.02.018..1020
28352.83.5120/50/10060/150/300

用于指示的 LED 尺寸根据国际标准 EIA-96 以英寸为单位进行标记。最常见的情况是 0603 和 1206。

尺寸指定尺寸(英寸)公制尺寸,毫米公制拟合
06030.063''x 0.031''1.6×0.81608
12060.126''x 0.063''3.2x1.63216

同样的规则在这里适用——在相同尺寸的情况下,可以制造不同发光颜色、不同工作电流等的 LED。 因此,不能完全确定 EIA 指定的参数。

贴片打标

SMD 格式是由于希望电子元件小型化而出现的,因此没有地方可以在其上放置有关类型和技术特性的信息。即使您设定了这样的目标,铭文也会太小而无法舒适地阅读。因此,标记仅减少到设备端子的名称。这一点很重要,因为尽管 LED 属于二极管类别,但由于它们对反向电压的耐受性低,因此它们几乎不能用于阻断反向电流。如果在不考虑极性的情况下安装传统二极管,则这种制造缺陷很容易识别和纠正。 通电后,发光器很可能会发生故障。 即使在施加电压之前检测到问题,使用焊接干燥器拆卸微型指示灯 LED 也是有问题的 - 熔化封闭 p-n 结的透明塑料外壳就像剥梨一样容易。

因此,在安装指示灯 LED 时,应注意是否有助记符指示 阳极或阴极的位置.

SMD LED的特性和外观
指示灯 LED 的输出标记。
SMD LED的特性和外观
安装在 06​​03 封装中的 LED,带有可见的引脚标记。

用于照明的元件通常在主体上有斜面、潮汐或凹口——在大多数情况下,它意味着阴极。但不能保证制造商严格遵守此规则。因此,如有疑问,最好安全地进行 核实 带万用表的 LED(至少一个来自批次)。

SMD LED的特性和外观
标记照明 LED 的输出。贴片LED方案及安装要求

有人提到,除了无引线封装外,SMD 元件与传统 LED 没有什么不同。因此,切换方案也不会有所不同。 LED 的电源电压必须通过驱动器或限流电阻器施加,并注意极性。

SMD LED的特性和外观
贴片发射极连接图。

LED 可以组合成串行链,然后将它们并联成矩阵。这种组合在给定的电源电压下实现了所需的功率。

SMD LED的特性和外观
LED 链。

在操作期间更换辐射元件(一个或多个)来维修照明灯具时,应保护电路板免受弯曲和机械应力。在这种条件下,SMD格式的所有元件都容易在体内形成微裂纹,破坏焊接的完整性,肉眼看不见。由于这种维修,您可能会得到几个有故障的 LED 而不是一个,并且会浪费时间进行故障排除。最好不要拆板子,而是安装在质量和热容量大的散热器上,所以需要烙铁或大功率吹风机来加热焊料。如果确信某个特定的 LED 出现故障,您可以尝试不要焊接它,而是将其咬掉。但必须注意不要对印刷导体造成机械损坏。重新安装可维修元件时,必须记住 LED 对过热很敏感,并尽量避免长时间焊接。

主题视频:

在开发自制照明设备时,应注意 LED 散热问题。该板必须始终安装在足够面积的附加散热器上,并且为此必须具有适当的设计(背面没有元件,用于紧固的螺钉孔等)。

尽管存在一些缺点,但 SMD 电子元件格式已在电子行业扎根。在过去十年中,微型无铅元件对降低电子设备成本的贡献非常显着。 LED也参与了这个过程。

注释:
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