Charakteristika a vzhled SMD LED
Touha po miniaturizaci elektronických zařízení vedla k vytvoření bezolovnatých rádiových prvků. Tento trend neobešel ani LED - SMD zařízení v mnoha oblastech výrazně nahradila konvenční výstupní zařízení a v osvětlení je prakticky vytlačila z trhu.
Co je SMD LED
SMD LED patří do kategorie Surface Mounted Device - zařízení montované na povrch. Pokud konvenční výstupní prvky (skutečný otvor) vyžadují vyvrtání otvoru pro instalaci na desku a pájka nožičky na rubové straně, pak jsou rádiové součástky SMD připájeny přímo na koleje umístěné na horní rovině desky plošných spojů.
Světlo emitující prvek ve formátu SMD je v zásadě uspořádán stejně jako jeho výstupní prototyp. P-n přechod z polovodiče je upevněn na keramickém substrátu, který má výrazný doutnavý efekt při použití stejnosměrného napětí. Shora je uzavřen čočkou z průhledné směsi. V případě potřeby se navrch nanese vrstva fosforu. Hlavním rozdílem je nedostatek flexibilních vodičů.Podložky jsou určeny pro pájení přímo na polygony DPS.
Výhody a nevýhody SMD LED
Celkově klady převažují - v důsledku toho jsou hotové výrobky menší co do velikosti, hmotnosti a nákladů.
Existuje mýtus o neopravitelnosti elektronických zařízení vyrobených pomocí SMD prvků. Ale to je jen mýtus. Je docela možné obnovit účinnost takového zařízení, bude to vyžadovat malé dodatečné vybavení a také zvýšené zkušenosti a kvalifikaci velitele.
Druhy a typy SMD
Obvykle jsou téměř všechny LED rozděleny do dvou globálních kategorií:
- určené pro osvětlení;
- určené k indikaci stavu elektronických zařízení.
U první kategorie SMD prvky téměř úplně nahradily výstupní prvky, ve druhé jim ponechaly úzký výklenek. Proto lze stejnou klasifikaci použít na vyzařovací prvky pro povrchovou montáž.
Dělící čára probíhá podle technických specifikací:
- u osvětlovacích prvků je důležitý světelný tok a je vyžadována barva blízká přirozené;
- U indikačních prvků není ani tak důležitá barva a jas, jako spíše kontrast k okolnímu pozadí.
Proto pro indikaci můžete použít LED se záři p-n přechodu a pro osvětlení - pouze s fosforovým povlakem. I když i to je dosti libovolné – nikdo nezakazuje používat pro indikaci přístroje s luminoforem a bílou záři.
To vše platí pro LED optický, viditelný rozsah. Jako samostatný typ SMD LED je třeba zmínit zařízení s emisním spektrem, které leží mimo vnímání lidského oka. Patří mezi ně ultrafialové a infračervené zářiče. První jmenované se používají k vytvoření kompaktních zdrojů UV záření. Používají se pro detektory měn, pro vyhledávání biologických stop atd. Posledně jmenované se používají v systémech přenosu signálu - v dálkových ovladačích pro vybavení domácnosti, v systémech EZS atd. Tyto LED jsou k dispozici také ve formátu SMD.
Dále je nutné zmínit LED-matice pro osvětlovací systémy, vyráběné s využitím dosud nejpokročilejší technologie COB. Na rozdíl od všeobecného přesvědčení tento princip výroby vůbec neodporuje formátu SMD. A COB LED diody jsou vyráběny, a to i ve formě zařízení pro povrchovou montáž.
Rozměry SMD LED
Typ LED je indikován rozměry jeho pouzdra. Běžná standardní velikost LED 5050 tedy znamená, že prvek vyzařující světlo je umístěn v plášti o délce 5,0 mm a šířce 5,0 mm.
Důležité! Označení udává pouze velikost pouzdra. Elektrické a optické vlastnosti LED i stejné velikosti se mohou lišit v závislosti na typu a počtu osazených krystalů, proto je pro jednoznačné určení parametrů nutné použít technické specifikace pro LED.
Shoda velikostí běžných SMD LED v tabulce:
| Velikost | Montážní délka, mm | Montážní šířka, mm | Počet emitujících p-n přechodů | Světelný tok, lm | Jmenovitý proud, 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 |
Rozměry LED diod určených pro indikaci jsou označeny podle mezinárodní normy EIA-96 v palcích. Nejběžnější případy jsou 0603 a 1206.
| Označení velikosti | Velikost v palcích | Metrické rozměry, mm | Metrický střih |
| 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 zde stejné pravidlo - v případech stejné velikosti lze vyrobit LED diody různých barev žhavení, různých provozních proudů atd. Parametry pro označení EIA tedy nelze zcela určit.
SMD značení
Formát SMD vznikl jako důsledek touhy po miniaturizaci elektronických součástek, takže není kam uvádět informace o typu a technických vlastnostech. I když si takový cíl stanovíte, budou pro pohodlné čtení nápisy příliš malé. Proto se značení redukuje pouze na označení svorek zařízení.To je důležité, protože ačkoli LED diody patří do třídy diod, jsou málo použitelné pro blokování zpětného proudu kvůli jejich nízké toleranci vůči zpětnému napětí. Pokud je instalována konvenční dioda bez dodržení polarity, lze tuto výrobní vadu snadno identifikovat a opravit. Světelný zářič po připojení napájení s největší pravděpodobností selže. I když je problém detekován před připojením napětí, je problematické demontovat miniaturní indikační LED pomocí pájecí sušičky - roztavení průhledného plastového pouzdra, které uzavírá p-n přechod, je stejně snadné jako louskání hrušek.
Při montáži indikačních LED by proto měla být věnována pozornost přítomnosti mnemotechnického vzoru umístění anody nebo katody.
Prvky určené k osvětlení mají na těle většinou zkosení, slap nebo zářez – ve většině případů se jedná o katodu. Neexistuje však žádná záruka, že výrobce toto pravidlo přísně dodržuje. Proto v případě pochybností je lepší hrát na jistotu a ověřit LED (alespoň jedna ze série) s multimetrem.
Bylo zmíněno, že SMD prvek se neliší od běžné LED, s výjimkou bezolovnatého pouzdra. Lišit se tedy nebude ani schéma spínání. Napájecí napětí k LED musí být přivedeno přes budič nebo omezovací rezistor při dodržení polarity.
LED lze kombinovat do sériových řetězců, které jsou pak paralelně spojeny do matic. Touto kombinací se dosáhne požadovaného výkonu při daném napájecím napětí.
Při opravách svítidel s výměnou sálavých prvků (jednoho nebo více) za provozu by měla být deska chráněna před ohyby a mechanickým namáháním. Všechny prvky formátu SMD za takových podmínek jsou náchylné k tvorbě mikrotrhlin v těle, narušení integrity pájení, neviditelné pro oko. V důsledku takové opravy můžete získat několik vadných LED namísto jedné a ztrátu času na odstraňování problémů. Je lepší desku vůbec neodstraňovat, ale je instalována na chladiči, který má velkou hmotnost a tepelnou kapacitu, takže k zahřátí pájky bude zapotřebí páječka nebo vysoce výkonný vysoušeč vlasů. Pokud existuje jistota, že konkrétní LED je mimo provoz, můžete se pokusit ji nepájet, ale vykousnout. Je ale třeba dávat pozor, aby nedošlo k mechanickému poškození tištěných vodičů. Při opětovné instalaci opravitelného prvku je třeba mít na paměti, že LED jsou citlivé na přehřátí a snaží se vyhnout dlouhodobému pájení.
Tematické video:
Při vývoji domácích osvětlovacích zařízení je třeba si uvědomit problém odvodu tepla z LED. Deska musí být vždy instalována na dodatečný chladič o dostatečné ploše a k tomu musí mít odpovídající design (žádné prvky na zadní straně, otvory pro šrouby pro upevnění atd.).
Přes některé nedostatky se formát elektronických součástek SMD v elektronickém průmyslu zakořenil. Příspěvek miniaturních bezolovnatých prvků ke snížení nákladů na elektronická zařízení v posledním desetiletí je velmi významný. Do tohoto procesu jsou zapojeny i LED diody.