Eigenschaften und Aussehen von SMD-LEDs
Der Wunsch, elektronische Geräte zu miniaturisieren, hat zur Schaffung von leitungslosen Funkelementen geführt. Auch an LEDs ist dieser Trend nicht vorbeigegangen - SMD-Geräte haben herkömmliche Ausgabegeräte in vielen Bereichen deutlich verdrängt und in der Beleuchtung praktisch vom Markt verdrängt.
Was ist SMD-LED
SMD-LED gehört zur Kategorie der oberflächenmontierten Geräte - ein Gerät, das auf einer Oberfläche montiert ist. Wenn herkömmliche Ausgabeelemente (True-Hole-Elemente) erfordern, dass ein Loch für die Installation auf der Platine gebohrt werden muss und Lot Beine auf der Rückseite, dann werden die SMD-Funkkomponenten direkt auf die Leiterbahnen gelötet, die sich auf der oberen Ebene der Leiterplatte befinden.
Grundsätzlich ist das lichtemittierende Element im SMD-Format genauso aufgebaut wie sein Ausgangsprototyp. Auf einem Keramiksubstrat ist ein p-n-Übergang aus einem Halbleiter befestigt, der beim Anlegen einer Gleichspannung einen ausgeprägten Glow-Effekt zeigt. Von oben wird es mit einer Linse aus einer transparenten Masse verschlossen. Bei Bedarf wird darüber eine Leuchtstoffschicht aufgetragen. Der Hauptunterschied ist das Fehlen flexibler Leitungen.Es werden Pads zum direkten Löten auf PCB-Polygone bereitgestellt.
Vor- und Nachteile von SMD-LEDs
Insgesamt überwiegen die Vorteile - Als Ergebnis sind fertige Produkte kleiner in Größe, Gewicht und Kosten.
Es gibt einen Mythos über die Nichtreparierbarkeit von elektronischen Geräten, die mit SMD-Elementen hergestellt wurden. Aber das ist nur ein Mythos. Es ist durchaus möglich, die Effizienz solcher Geräte wiederherzustellen, dies erfordert eine kleine zusätzliche Ausrüstung sowie mehr Erfahrung und Qualifikation des Kapitäns.
Arten und Arten von SMD
Herkömmlicherweise werden fast alle LEDs in zwei globale Kategorien eingeteilt:
- zur Beleuchtung bestimmt;
- entwickelt, um den Status von elektronischen Geräten anzuzeigen.
In der ersten Kategorie ersetzten SMD-Elemente die Ausgangselemente fast vollständig, in der zweiten - sie hinterließen ihnen eine enge Nische. Daher kann die gleiche Klassifizierung auf oberflächenmontierte Strahlungselemente angewendet werden.
Die Trennlinie verläuft entlang der technischen Spezifikationen:
- bei Beleuchtungselementen ist der Lichtstrom wichtig und eine naturnahe Farbe erforderlich;
- Bei Anzeigeelementen kommt es nicht so sehr auf Farbe und Helligkeit an, sondern auf den Kontrast zum umgebenden Hintergrund.
Daher können Sie zur Anzeige LED mit dem Leuchten des pn-Übergangs und zur Beleuchtung verwenden - nur mit einer Phosphorbeschichtung. Obwohl dies auch ziemlich willkürlich ist - niemand verbietet die Verwendung von Geräten mit einem Leuchtstoff und einem weißen Leuchten zur Anzeige.
All dies gilt für den optischen, sichtbaren LED-Bereich. Als eigene Art von SMD-LEDs sind Geräte zu nennen, deren Emissionsspektrum jenseits der Wahrnehmung des menschlichen Auges liegt. Dazu gehören Ultraviolett- und Infrarotstrahler. Erstere werden verwendet, um kompakte UV-Strahlungsquellen zu schaffen. Sie werden für Währungsdetektoren, zur Suche nach biologischen Spuren usw. verwendet. Letztere werden in Signalübertragungssystemen verwendet - in Fernbedienungen für Haushaltsgeräte, in Einbruchmeldeanlagen usw. Diese LEDs sind auch im SMD-Format erhältlich.
Erwähnenswert sind auch LED-Matrizen für Beleuchtungssysteme, die mit der derzeit fortschrittlichsten COB-Technologie hergestellt werden. Entgegen der landläufigen Meinung widerspricht dieses Fertigungsprinzip keineswegs dem SMD-Format. Und COB-LEDs hergestellt werden, auch in Form eines Surface Mounted Device.
Abmessungen von SMD-LEDs
Die Art der LED wird durch die Abmessungen ihres Gehäuses angezeigt. Somit bedeutet die übliche Standardgröße von LED 5050, dass das lichtemittierende Element in einer Hülle von 5,0 mm Länge und 5,0 mm Breite angeordnet ist.
Wichtig! Die Markierung gibt nur die Größe des Gehäuses an. Die elektrischen und optischen Eigenschaften von LEDs gleicher Größe können sich je nach Art und Anzahl der installierten Kristalle unterscheiden. Um die Parameter eindeutig zu bestimmen, müssen daher die technischen Spezifikationen der LEDs verwendet werden.
Entsprechung der Größen gängiger SMD-LEDs in der Tabelle:
| Größe | Montagelänge, mm | Montagebreite, mm | Anzahl der emittierenden p-n-Übergänge | Lichtstrom, lm | Nennstrom, 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 |
Die Abmessungen der zur Anzeige vorgesehenen LEDs sind nach dem internationalen Standard EIA-96 in Zoll gekennzeichnet. Die häufigsten Fälle sind 0603 und 1206.
| Größenbezeichnung | Größe in Zoll | Metrische Abmessungen, mm | Metrische Passform |
| 0603 | 0,063 Zoll x 0,031 Zoll | 1,6 x 0,8 | 1608 |
| 1206 | 0,126 Zoll x 0,063 Zoll | 3,2 x 1,6 | 3216 |
Hier gilt die gleiche Regel - bei Gehäusen gleicher Größe können LEDs mit unterschiedlichen Leuchtfarben, unterschiedlichen Betriebsströmen usw. hergestellt werden. Daher können die Parameter für die UVP-Kennzeichnung nicht vollständig bestimmt werden.
SMD-Kennzeichnung
Das SMD-Format ist aus dem Wunsch heraus entstanden, elektronische Bauteile zu miniaturisieren, sodass es keinen Platz gibt, Informationen über den Typ und die technischen Eigenschaften darauf anzubringen. Selbst wenn Sie sich ein solches Ziel setzen, sind die Inschriften zu klein, um sie bequem lesen zu können. Daher beschränkt sich die Kennzeichnung nur auf die Bezeichnung der Anschlüsse des Geräts.Dies ist wichtig, da LEDs zwar zur Klasse der Dioden gehören, aber aufgrund ihrer geringen Toleranz gegenüber Sperrspannungen wenig zum Sperren von Rückströmen geeignet sind. Wenn eine herkömmliche Diode ohne Beachtung der Polarität installiert wird, ist dieser Herstellungsfehler leicht zu erkennen und zu beheben. Der Lichtemitter wird nach dem Anlegen der Stromversorgung höchstwahrscheinlich ausfallen. Selbst wenn ein Problem erkannt wird, bevor Spannung angelegt wird, ist es problematisch, eine Miniatur-Anzeige-LED mit einem Löttrockner zu demontieren - das Schmelzen eines transparenten Kunststoffgehäuses, das den p-n-Übergang schließt, ist so einfach wie das Schälen von Birnen.
Daher sollte bei der Montage von Anzeige-LEDs auf das Vorhandensein eines mnemonischen Musters geachtet werden, das anzeigt Ort der Anode oder Kathode.
Elemente, die zur Beleuchtung bestimmt sind, haben normalerweise eine Abschrägung, Flut oder Kerbe am Körper - in den meisten Fällen ist damit die Kathode gemeint. Es gibt jedoch keine Garantie dafür, dass der Hersteller diese Regel strikt einhält. Daher ist es im Zweifel besser, auf Nummer sicher zu gehen und verifizieren LED (mindestens eine aus der Charge) mit einem Multimeter.
Es wurde erwähnt, dass sich das SMD-Element nicht von einer herkömmlichen LED unterscheidet, mit Ausnahme eines bleifreien Gehäuses. Daher wird sich auch das Schaltschema nicht unterscheiden. Die Versorgungsspannung der LED muss unter Beachtung der Polarität über einen Treiber oder einen Begrenzungswiderstand zugeführt werden.
LEDs können zu seriellen Ketten kombiniert werden, die dann parallel zu Matrizen geschaltet werden. Diese Kombination erreicht die gewünschte Leistung bei einer gegebenen Versorgungsspannung.
Bei der Reparatur von Beleuchtungskörpern mit dem Austausch von Strahlungselementen (einem oder mehreren) während des Betriebs sollte die Platine vor Biegungen und mechanischer Beanspruchung geschützt werden. Alle Elemente des SMD-Formats neigen unter solchen Bedingungen zur Bildung von Mikrorissen im Körper, die die Integrität des Lötens verletzen und für das Auge unsichtbar sind. Als Ergebnis einer solchen Reparatur können Sie mehrere defekte LEDs anstelle von einer und einen Zeitverlust bei der Fehlersuche erhalten. Es ist besser, die Platine überhaupt nicht zu entfernen, aber sie wird auf einem Kühlkörper installiert, der eine große Masse und Wärmekapazität hat, sodass ein Lötkolben oder ein Hochleistungs-Fön erforderlich ist, um das Lötmittel aufzuwärmen. Wenn Sie sicher sind, dass eine bestimmte LED defekt ist, können Sie versuchen, sie nicht zu löten, sondern auszubeißen. Es ist jedoch darauf zu achten, dass die Leiterbahnen nicht mechanisch beschädigt werden. Bei der Neuinstallation eines wartungsfähigen Elements ist zu beachten, dass LEDs empfindlich auf Überhitzung reagieren, und versuchen Sie, längeres Löten zu vermeiden.
Thematisches Video:
Bei der Entwicklung von selbstgebauten Beleuchtungsgeräten sollte man sich des Problems der Wärmeabfuhr von LEDs bewusst sein. Die Platine muss immer auf einem zusätzlichen Kühlkörper mit ausreichender Fläche montiert werden und dafür ein entsprechendes Design haben (keine Elemente auf der Rückseite, Löcher für Schrauben zur Befestigung etc.).
Trotz einiger Mängel hat sich das SMD-Elektronikkomponentenformat in der Elektronikindustrie etabliert. Der Beitrag von bleifreien Miniaturelementen zur Reduzierung der Kosten elektronischer Geräte im letzten Jahrzehnt ist sehr bedeutend. An diesem Prozess sind auch LEDs beteiligt.