دستگاه LED نصب شده روی سطح | راهنمای کامل فناوری نمایشگر

یک LED SMD دارای اتصالات لحیم خارجی است که به سطح PCB متصل می‌شوند. قالب نیمه‌هادی درون بسته قرار دارد؛ معمولاً یک تراشه خالی نیست که مستقیماً روی برد نمایش قرار گیرد.

SMD و سوراخ‌دار روش‌های نصب متفاوتی را توصیف می‌کنند. LEDهای سوراخ‌دار از سیم‌هایی استفاده می‌کنند که از سوراخ‌های PCB عبور داده می‌شوند. بسته‌های SMD از پدهای سطحی استفاده می‌کنند و از لحیم‌کاری خودکار و جریان مجدد پشتیبانی می‌کنند. هیچ یک از روش‌های نصب به تنهایی راندمان بالاتر، عمر طولانی‌تر یا اتلاف حرارت بهتر را تضمین نمی‌کنند.

یک بسته، قالب ساطع‌کننده نور، اتصالات الکتریکی، ساختار پشتیبان و محافظ نوری را ترکیب می‌کند. بخش‌های زیر ساختارهای رایج را شرح می‌دهند؛ طرح‌های سرامیکی، در مقیاس تراشه و تراشه‌های تاشو ممکن است از مواد مختلفی استفاده کنند یا ویژگی‌های منحصر به فردی را حذف کنند.

قالب نیمه‌رسانا هنگام عبور جریان از محل اتصالش، نور ساطع می‌کند. سیستم‌های ماده‌ی رایج عبارتند از:

• نیترید گالیوم ایندیم (InGaN): برای بسیاری از ساطع کننده‌های آبی و سبز استفاده می‌شود. نور سفید معمولاً نیاز به تبدیل طول موج یا ترکیب رنگ دارد.
• فسفید ایندیوم گالیوم آلومینیوم (AlInGaP): برای بسیاری از ساطع کننده‌های قرمز، کهربایی و زرد استفاده می‌شود.

برای یک مثال خاص آبی، دیتاشیت APG1608QBC/G کینگبرایت یک منبع InGaN را شناسایی می‌کند.

بسیاری از بسته‌ها از یک قاب فلزی سربی استفاده می‌کنند؛ برخی دیگر از یک زیرلایه متفاوت استفاده می‌کنند. عملکردهای آن شامل موارد زیر است:

• پشتیبانی از اتصالات الکتریکی بین قالب و کنتاکت‌های خارجی.
• فراهم کردن مسیر انتقال حرارت به سمت اتصالات لحیم و برد مدار چاپی، گاهی اوقات از طریق یک پد حرارتی اختصاصی.

مسیر حرارتی واقعی به ساختار بسته‌بندی بستگی دارد.

بسته‌های سیمی از سیم‌های نازک برای اتصال کنتاکت‌های قالب به ترمینال‌های بسته استفاده می‌کنند. طلا یکی از مواد ممکن است، اما یک الزام جهانی نیست. برخی از طرح‌های فلیپ چیپ، پیوندهای سیمی را حذف می‌کنند: یادداشت کاربرد OSLON PURE 1010 شرکت OSRAM یک نمونه بدون پیوند سیمی را مستند می‌کند.

کپسوله‌سازی سیلیکونی می‌تواند از قالب محافظت کند و به کنترل توزیع نور کمک کند. بسته‌ها ممکن است از یک گنبد، سطح صاف، اپوکسی یا ساختار نوری دیگری استفاده کنند. سیلیکون در برابر آسیب یا پیری مصون نیست: دستورالعمل‌های مربوط به نحوه‌ی استفاده، تمیز کردن، دما و سازگاری مواد سازنده را دنبال کنید.

بسیاری از LED های سفید، یک ساطع کننده آبی را با فسفر ترکیب می‌کنند که مقداری از نور را به طول موج‌های بلندتر تبدیل می‌کند. طیف ترکیبی سفید به نظر می‌رسد؛ انتخاب فسفر بر دمای رنگ و نمود رنگ تأثیر می‌گذارد. LED های RGB همچنین می‌توانند رنگ‌ها را برای تولید رنگ سفید ترکیب کنند، همانطور که در اصول اولیه LED وزارت انرژی ایالات متحده توضیح داده شده است.

نمودار فرآیند زیر، امیترهای SMD بسته‌بندی‌شده جداگانه را که روی یک PCB نمایشگر دوباره جریان داده شده‌اند، با قالب‌های COB که مستقیماً روی یک زیرلایه مشترک مونتاژ شده‌اند، مقایسه می‌کند. این یک تصویر ساده‌شده است؛ همه طرح‌ها از سیم‌های اتصال استفاده نمی‌کنند.

بسته‌بندی SMD از مونتاژهای فشرده و تولید تکرارپذیر پشتیبانی می‌کند. مزایای آن به قطعه، PCB، درایور، اپتیک و شرایط عملیاتی انتخاب شده بستگی دارد.

نصب سطحی از مونتاژ برداشتنی و جایگذاری و لحیم کاری مجدد پشتیبانی می‌کند. این روش می‌تواند کار مونتاژ دستی را کاهش دهد، اما به طور خودکار تعداد اجزای مدار را کاهش نمی‌دهد. درایورها، محدودکننده جریان، حفاظت و طراحی حرارتی همچنان باید با کاربرد مطابقت داشته باشند.

بسته‌های کوچک امکان قرارگیری ساطع‌کننده‌های نور با فاصله نزدیک را فراهم می‌کنند. در نمایشگرهای دید مستقیم، وضوح تصویر به گام پیکسل و ابعاد صفحه نمایش بستگی دارد، نه صرفاً به برچسب بسته‌بندی. گام پیکسل فاصله بین مراکز پیکسل مجاور است؛ این فاصله با عرض فیزیکی بسته‌بندی LED متفاوت است.

لنز یا محفظه از قطعات داخلی محافظت می‌کند و به خروجی شکل می‌دهد، اما نمی‌تواند از تمام آسیب‌های فیزیکی جلوگیری کند. نمودار زیر یک LED سفید را با تراشه، فسفر، سیم اتصال، پوشش نوری، ساختار حرارتی و PCB نشان می‌دهد. این نمودار یک ساختار را نشان می‌دهد، نه هر LED SMD.

زاویه دید بسته به قطعه و تعریف اندازه‌گیری سازنده متفاوت است. به عنوان مثال، Kingbright یک زاویه دید کامل ۱۳۰ درجه با نصف شدت را برای APG1608QBC/G مشخص می‌کند . منحنی شدت زاویه‌ای یک قطعه، رنگ یکنواخت را در کل صفحه نمایش تضمین نمی‌کند و ممکن است هنوز به پخش‌کننده‌ها یا اپتیک‌های ثانویه نیاز باشد.

بسته‌های چند قالبی می‌توانند شامل ساطع‌کننده‌های RGB، ساطع‌کننده‌های سفید متعدد یا ترکیبات دیگر باشند. CLY6D-FKC از شرکت Cree LED یک نمونه SMD سه رنگ است که برای تابلوهای تمام رنگی در نظر گرفته شده است. در عوض، تصویر زیر یک منبع روشنایی COB را با بردی حاوی چندین ساطع‌کننده SMD جداگانه مقایسه می‌کند؛ این تصویر چندین تراشه را درون یک بسته SMD نشان نمی‌دهد.

LEDها بدون قطعات متحرک نور تولید می‌کنند، اما اتصالات لحیم، کپسول‌ها و اتصالات داخلی همچنان می‌توانند در اثر ضربه، خم شدن برد یا چرخه حرارتی آسیب ببینند. قابلیت اطمینان نیاز به مونتاژ و شرایط عملیاتی مناسب دارد.

متن مربوط به نمودار زیر: این نمودار، فرمت‌های تبلیغات موبایلی را مقایسه می‌کند، نه اجزای SMD: پنل‌های کامیون چاپی، کامیون‌ها یا تریلرهای LED دیجیتال، بیلبوردهای یدک‌کش، نمایشگرهای دوچرخه/کوله پشتی و وسایل نقلیه بسته‌بندی‌شده. محتوای دیجیتال را می‌توان به صورت الکترونیکی تغییر داد؛ گرافیک‌های چاپی نیاز به جایگزینی فیزیکی دارند. میزان دیده شدن، رتبه‌بندی هزینه‌ها و صورتحساب مالیاتی آن، ادعاهای کلی هستند، مشخصات یا قیمت‌گذاری تأیید نشده برای یک صفحه نمایش SMD.

یک ساطع‌کننده برای کار انتخاب کنید. یک نشانگر، نور پس‌زمینه سفید، پیکسل نمایشگر RGB و منبع مادون قرمز، حتی زمانی که هر کدام از نصب سطحی استفاده می‌کنند، محصولات متفاوتی هستند.

گوشی های هوشمند:

• نشانگرهای وضعیت در مدل‌هایی که شامل آنها می‌شوند.
• فلاش دوربین یا روشنایی مشعل.
• نور پس زمینه در مدل‌های مجهز به LCD؛ صفحه نمایش‌های OLED نیازی به نور پس زمینه LED ندارند.

تلویزیون‌ها و مانیتورها: محصولات LCD با نور پس‌زمینه LED، از جمله بسیاری از مدل‌های QLED، از LEDها به عنوان منبع نور در پشت LCD استفاده می‌کنند. این با دیوار ویدیویی LED با دید مستقیم متفاوت است.

پوشیدنی ها:

• شاخص ها.
• نورهای پس‌زمینه در مواردی که طراحی LCD به آنها نیاز دارد.
• فرستنده‌هایی برای عملکردهای حسگر نوری منتخب در ردیاب‌های تناسب اندام.

بازی: نورپردازی RGB می‌تواند در موارد زیر ظاهر شود:

• صفحه کلید
• موش.
• کنسول ها
• اجزای کامپیوتر شخصی.

باغبانی: تولیدکنندگان گزینه‌های طیفی برای کاربردهای کشت ارائه می‌دهند؛ طیف محصولات باغبانی لومیلدز شامل بسته‌های طراحی‌شده برای این منظور است.

تجهیزات پزشکی: فرستنده‌های تخصصی ممکن است در موارد زیر استفاده شوند:

• روشنایی جراحی.
• چراغ معاینه.
• تجهیزات فتوتراپی که به طور خاص ساخته شده‌اند.

پخت با اشعه ماوراء بنفش: منابع مناسب اشعه ماوراء بنفش می‌توانند با موارد زیر سازگار باشند:

• جوهرها
• رزین‌ها
• چسب‌ها

کاربردهای مادون قرمز:

• روشنایی دوربین.
• سیگنالینگ کنترل از راه دور.

طول موج، خروجی و الزامات دستگاه، مختص به کاربرد هستند؛ LEDهای نمایشگر RGB معمولی جایگزین نیستند. بررسی اجمالی تخصص Lumileds، محصولات فلاش دوربین، نمایشگر، IR و UV را متمایز می‌کند.

کدهای اندازه LED SMD سرنخ‌های مفیدی هستند، اما مشخصات کاملی نیستند.

بسیاری از نام‌های بسته‌بندی روشنایی، ابعاد اسمی را بر حسب دهم میلی‌متر بیان می‌کنند. خانواده‌های دیگر از کدهای مبتنی بر اینچ استفاده می‌کنند. همیشه نقشه بسته‌بندی و الگوی پد لحیم توصیه‌شده را بررسی کنید؛ تطبیق ابعاد بیرونی، ردپای سازگار یا قطبیت را تضمین نمی‌کند.

نمونه‌های رایج متریک عبارتند از:

• 3528: تقریباً ۲.۰ × ۱.۶ میلی‌متر.
• 5050: تقریباً ۲.۰ × ۱.۶ میلی‌متر.
• 2016: تقریباً ۲.۰ × ۱.۶ میلی‌متر.

در مقابل، یک بسته‌بندی 0603 بر اساس اینچ تقریباً 1.6 × 0.8 میلی‌متر است، همانطور که در محدوده 0603 کینگبرایت نشان داده شده است . بدون بررسی سیستم نامگذاری، آن را 0.6 × 0.3 میلی‌متر نخوانید.

همپوشانی دسته‌ها: یک بسته با تابش از بالا می‌تواند توان بالایی نیز داشته باشد یا شامل چندین قالب باشد. جهت تابش، جنس بسته، ابعاد و رتبه‌بندی الکتریکی، ویژگی‌های مختلفی را توصیف می‌کنند. COB برای مقایسه با دستگاه‌های SMD بسته‌بندی شده در زیر آورده شده است.

LED های استاندارد از بالا، نور را به سمت برد هدایت می‌کنند. برخی از آنها از یک حامل تراشه سرب‌دار پلاستیکی (PLCC) استفاده می‌کنند؛ برخی دیگر از ساختارهای تراشه‌ای یا سرامیکی استفاده می‌کنند. یک سطح نوری صاف امکان‌پذیر است، بنابراین برای اینکه یک قطعه SMD LED باشد، نیازی به گنبد قابل مشاهده نیست.

«نمای بالا» جهت اصلی انتشار نسبت به PCB را توصیف می‌کند. به جای فرض اینکه همه بسته‌های نمای بالا پرتو یکسانی تولید می‌کنند، از الگوی تابش موجود در برگه اطلاعات برای ارزیابی خروجی زاویه‌ای استفاده کنید.

اندازه‌ها و کاربردهای رایج:

• 0201 / 0402 / 0603: خانواده‌های کوچک نشانگر؛ تأیید کنید که آیا تأمین‌کننده از کدهای مبتنی بر اینچ استفاده می‌کند یا خیر.
• 0805 / 1206: نشانگرهای بزرگتر به سبک تراشه که کار با آنها در طول نمونه‌سازی آسان‌تر است.
• 3528: در محصولات نشانگر و روشنایی استفاده می‌شود؛ رتبه‌بندی‌ها متفاوت است.
• 5050: می‌تواند RGB یا سفید باشد. لومیلدز LUXEON 5050 یک خانواده محصول نور سفید است، بنابراین کد به معنای «سه تراشه RGB» نیست.
• 5630: ردپای روشنایی؛ خروجی واقعی و مقادیر جریان را مقایسه کنید.
• 5730: یه ردپای دیگه، نه مدرکی دال بر اثربخشی بهتر از ۵۶۳۰.

تصویر حفظ‌شده، بسته‌های ۲۸۳۵، ۵۷۳۰، ۳۰۳۰، ۳۵۳۵ و ۵۰۵۰ را برچسب‌گذاری می‌کند؛ این یک نقشه مقیاس‌بندی یا رتبه‌بندی عملکرد نیست.

LED های ساطع کننده نور از کنار، خروجی اصلی خود را تقریباً موازی با PCB هدایت می‌کنند، نه عمود بر آن. هندسه نوری آنها برای نورپردازی لبه‌ای و مونتاژهای محدود مناسب است. بسته‌بندی خارجی جهت دقیق قالب داخلی را تعیین نمی‌کند.

جهت نور:

• در امتداد صفحه تخته، تقریباً ۹۰ درجه نسبت به حالت عادی خود زاویه دارد.
• برای اتصال نور به یک هادی نور لبه‌دار مفید است.

اندازه‌ها و انواع:

• ابعاد و کدهای قطعه متفاوت است. سری QBLP615 از شرکت QT Brightek یک نمونه مستند از نمای جانبی است.

برنامه های کاربردی عبارتند از:

• طرح‌های نور پس زمینه LCD سازگار.
• روشنایی ماشین حساب.
• نشانگرهای داشبورد یا راهنماهای نوری.
• سایر لوازم الکترونیکی فشرده.

انتشار جانبی به معنای توان بالا یا نیاز به PCB با هسته فلزی نیست. برد و هر هیت سینک را بر اساس اتلاف، مقاومت حرارتی، دمای محیط و جریان بسته انتخاب کنید. طرح‌های با توان بالاتر صرف نظر از جهت انتشار، نیاز به ارزیابی حرارتی دارند.

جهت نور: بسیاری از دستگاه‌های پرقدرت به سمت بالا تابش می‌کنند؛ اپتیک ثانویه اختیاری و وابسته به کاربرد است.

ال‌ای‌دی‌های SMD بسته‌بندی‌شده

• ممکن است شامل یک یا چند قالب و یک پد حرارتی اختصاصی باشد.
• کدهای بسته‌بندی، کلاس توان را مشخص نمی‌کنند: خانواده‌های ۲۸۳۵ و ۳۰۳۰ شامل دستگاه‌های با توان متوسط ​​نیز می‌شوند.
• مدل‌های مناسب در چراغ‌ها و روشنایی خودرو استفاده می‌شوند.

COB (تراشه روی برد)

• چندین قالب روی یک زیرلایه مشترک مونتاژ می‌شوند.
• COB های روشنایی سفید اغلب یک ناحیه انتشار مشترک پوشیده از فسفر دارند؛ COB های نمایشگر محصولات متفاوتی هستند.
• طراحی اپتیک و حرارتی، پرتو و خروجی قابل استفاده را تعیین می‌کند.

مک‌او‌بی

• تأمین‌کنندگان از این اصطلاح برای چیدمان‌های چند تراشه‌ای یا چند COB استفاده می‌کنند.
• این یک تضمین استاندارد برای دمای پایین‌تر یا تابش کمتر نیست.
• ساختار واقعی، داده‌های حرارتی و نورسنجی را با هم مقایسه کنید.

جدول خلاصه برای مقایسه سریع

جدول قابل دسترسی، تصویر زیر را واضح‌تر می‌کند. دسته‌بندی‌های آن همپوشانی دارند؛ اندازه بسته‌بندی به تنهایی قدرت یا کیفیت را مشخص نمی‌کند.

یک LED دستگاه روکار را بر اساس برگه اطلاعات و شرایط عملیاتی آن انتخاب کنید. برای نمایش کامل، عملکرد ماژول، درایور، کابینت و تصویر را نیز ارزیابی کنید:

• خروجی نور: شدت نور را بر حسب کاندلا یا شار را بر حسب لومن در جریان و دمای یکسان مقایسه کنید. درخشندگی نمایشگر بر حسب کاندلا بر متر مربع، یک اندازه‌گیری متفاوت در سطح سیستم است.
• زاویه دید: منحنی‌های شدت و ثبات رنگ صفحه نمایش را در موقعیت‌های مورد نیاز بررسی کنید.
• رنگ: طول موج‌های RGB یا برای نورپردازی سفید، الزامات CCT و رندر رنگ را مشخص کنید.
• رد پا: ابعاد، قطبیت، طرح‌بندی پد و گام پیکسل را برای نمایشگرها بررسی کنید.
• محدودیت‌های الکتریکی و حرارتی: ولتاژ رو به جلو، جریان درایو، وظیفه پالس و خنک‌کننده را بررسی کنید. راهنمای مدیریت حرارتی Cree LED مسیر گرما را از محل اتصال تا محیط اطراف توضیح می‌دهد.

EagerLED محصولات نمایشگر LED را عرضه می‌کند؛ انتخاب یک صفحه نمایش تمام‌شده با خرید بسته‌های LED جداگانه متفاوت است. برای پیشنهاد نصب، ابعاد صفحه نمایش، استفاده در محیط داخلی یا خارجی، فاصله دید، دسترسی به خدمات و الزامات محتوا را ارائه دهید. قبل از سفارش، یک نمونه ماژول و مشخصات آن را مقایسه کنید. ما راهنمای نمایشگرهای SMD در مقابل COB گزینه‌های بسته‌بندی برای دیوارهای ویدیویی را توضیح می‌دهد.

بسته‌بندی SMD به طور گسترده در نمایشگرها استفاده می‌شود زیرا از پیکسل‌های RGB فشرده و مونتاژ خودکار پشتیبانی می‌کند. این به معنای برتری جهانی در سهم بازار نیست. COB و سایر رویکردها نیز در کاربردهای نمایشگر کاربرد دارند؛ انتخاب مناسب به گام پیکسل، محیط، نحوه‌ی استفاده و نیازهای نگهداری بستگی دارد.

یک بسته RGB سه رنگ را به هم نزدیک می‌کند، اما کالیبراسیون، ترکیب رنگ‌ها، تنظیمات درایو و طراحی نوری، یکنواختی را تعیین می‌کنند. یک صفحه نمایش را از زوایای دید مورد نظر ارزیابی کنید. حداکثر زاویه ذکر شده، تضمینی برای عدم تغییر روشنایی و رنگ در کل محدوده نیست.

جایگذاری خودکار از تولید تکرارپذیر پشتیبانی می‌کند، اما کیفیت مونتاژ همچنان اهمیت دارد. «بدون سرب» به ترکیب مواد اشاره دارد، نه به عدم وجود ترمینال‌های الکتریکی یا مصونیت در برابر لرزش. یادداشت‌های مربوط به کاربرد SMD کینگ‌برایت به رطوبت، لحیم‌کاری، تنش مکانیکی و اقدامات احتیاطی تخلیه الکترواستاتیک می‌پردازد.

اندازه بسته‌بندی در طراحی نقش دارد، اما عمق کابینت، سیستم خنک‌کننده، منبع تغذیه و دسترسی به سرویس، ضخامت و وزن نهایی صفحه نمایش را تعیین می‌کنند. یک تلویزیون LCD با نور پس‌زمینه LED و یک تابلوی LED RGB با دید مستقیم نباید به عنوان معماری نمایشگر یکسان در نظر گرفته شوند.

SMD نحوه نصب یک پکیج LED را مشخص می‌کند؛ دیتاشیت آن به شما می‌گوید که چه کاری می‌تواند انجام دهد.

ابعاد، خروجی نوری، شرایط درایو و الزامات حرارتی را با کاربرد مطابقت دهید. برای نمایشگرهای LED تبلیغاتی ، ماژول و کابینت کامل و همچنین بسته LED را ارزیابی کنید. مشخصات را با تامین‌کننده تأیید کنید و یک نمونه نماینده را آزمایش کنید، نه اینکه فقط بر اساس کد بسته انتخاب کنید.