Yüzeye Monte Edilen LED Cihazlar | Ekran Teknolojisi İçin Tam Kılavuz

SMD LED'lerin PCB yüzeyine bağlanan harici lehim kontakları vardır. Yarı iletken yonga, paket içerisinde bulunur; normalde doğrudan ekran kartına yerleştirilen çıplak bir çip değildir.

SMD ve delikli montaj, farklı montaj yöntemlerini tanımlar. Delikli LED'ler, PCB deliklerinden geçirilen uçlar kullanır. SMD paketleri ise yüzey pedleri kullanır ve otomatik yerleştirme ve lehimleme işlemlerini destekler. Bu montaj yöntemlerinden hiçbiri tek başına daha yüksek verimlilik, daha uzun ömür veya daha iyi ısı dağılımı garanti etmez.

Bir paket, ışık yayan yongayı, elektrik bağlantılarını, destek yapısını ve optik korumayı bir araya getirir. Aşağıdaki bölümler yaygın yapıları açıklamaktadır; seramik, çip ölçekli ve flip-chip tasarımlar farklı malzemeler kullanabilir veya bazı özellikleri atlayabilir.

Yarı iletken yonga, bağlantı noktasından akım geçtiğinde ışık yayar. Yaygın malzeme sistemleri şunlardır:

• İndiyum galyum nitrür (InGaN): Pek çok mavi ve yeşil ışık yayıcı için kullanılır. Beyaz ışık genellikle dalga boyu dönüştürme veya renk karıştırma gerektirir.
• Alüminyum galyum indiyum fosfit (AlInGaP): Birçok kırmızı, kehribar ve sarı ışık kaynağı için kullanılır.

Örneğin, Kingbright'ın APG1608QBC/G veri sayfası, mavi renkli bir ürünün InGaN kaynağı olduğunu belirtiyor.

Birçok pakette metal kurşun çerçeve kullanılır; diğerlerinde ise farklı bir alt tabaka kullanılır. İşlevleri şunlardır:

• Çip ile harici kontaklar arasındaki elektriksel bağlantıları desteklemek.
• Lehim bağlantılarına ve PCB'ye doğru, bazen özel bir termal ped aracılığıyla, bir ısı transfer yolu sağlamak.

Gerçek ısı yolu, paket yapısına bağlıdır.

Tel bağlantılı paketler, yonga kontaklarını paket terminallerine bağlamak için ince teller kullanır. Altın olası bir malzemedir, ancak evrensel bir gereklilik değildir. Bazı flip-chip tasarımları tel bağlantılarını atlar: OSRAM'ın OSLON PURE 1010 uygulama notu, tel bağlantısı olmayan bir örneği belgelemektedir.

Silikon kapsülleme, yongayı koruyabilir ve ışık dağılımını kontrol etmeye yardımcı olabilir. Paketlerde kubbe, düz yüzey, epoksi veya başka bir optik yapı kullanılabilir. Silikon hasara veya eskimeye karşı bağışık değildir: üreticinin kullanım, temizlik, sıcaklık ve malzeme uyumluluğu kılavuzuna uyun.

Birçok beyaz LED, mavi bir yayıcıyı, ışığın bir kısmını daha uzun dalga boylarına dönüştüren fosforlarla birleştirir. Birleştirilmiş spektrum beyaz görünür; fosfor seçimi renk sıcaklığını ve renk oluşturmayı etkiler. ABD Enerji Bakanlığı'nın LED temelleri kılavuzunda açıklandığı gibi, RGB LED'ler de beyaz üretmek için renkleri karıştırabilir.

Aşağıdaki işlem grafiği, ayrı ayrı paketlenmiş SMD emitörlerin, bir ekran PCB'sine yeniden lehimlenmesiyle, ortak bir alt tabaka üzerine doğrudan monte edilmiş COB yongalarıyla karşılaştırılmaktadır. Bu basitleştirilmiş bir örnektir; her tasarımda bağlantı telleri kullanılmaz.

SMD paketleme, kompakt montajları ve tekrarlanabilir üretimi destekler. Faydaları, seçilen bileşene, PCB'ye, sürücüye, optiğe ve çalışma koşullarına bağlıdır.

Yüzey montajı, yerleştirme ve lehimleme işlemlerini destekler. Manuel montaj işini azaltabilir, ancak devre bileşenlerinin sayısını otomatik olarak azaltmaz. Sürücüler, akım sınırlama, koruma ve termal tasarım yine de uygulamaya uygun olmalıdır.

Küçük paketler, birbirine yakın yerleştirilmiş ışık kaynaklarına olanak tanır. Doğrudan görüntüleme ekranlarında çözünürlük, yalnızca paket etiketine değil, piksel aralığına ve ekran boyutlarına da bağlıdır. Piksel aralığı, bitişik piksel merkezleri arasındaki mesafedir; LED paketinin fiziksel genişliğinden farklıdır.

Lens veya kapsülleme malzemesi iç parçaları korur ve çıkışı şekillendirir, ancak tüm fiziksel hasarı önleyemez. Aşağıdaki diyagramda çip, fosfor, bağlantı teli, optik kapak, termal yapı ve PCB içeren beyaz bir LED gösterilmektedir. Bu, her SMD LED'i değil, yalnızca bir yapıyı temsil etmektedir.

Görüş açısı, parçaya ve üreticinin ölçüm tanımına göre değişir. Örneğin, Kingbright, APG1608QBC/G için yarı yoğunlukta 130 derecelik tam görüş açısı belirtir . Bir bileşenin açısal yoğunluk eğrisi, ekranın tamamında tekdüze renk garantisi vermez ve difüzörlere veya ikincil optiklere yine de ihtiyaç duyulabilir.

Çoklu çip paketleri, RGB yayıcılar, birden fazla beyaz yayıcı veya diğer kombinasyonları içerebilir. Cree LED'in CLY6D-FKC'si , tam renkli tabelalar için tasarlanmış üç renkli bir SMD örneğidir. Aşağıdaki resim ise bir COB aydınlatma kaynağını, birkaç ayrı SMD yayıcı içeren bir kartla karşılaştırmaktadır; tek bir SMD paketinin içinde birden fazla çip göstermemektedir.

LED'ler hareketli parçalar olmadan ışık üretir, ancak lehim bağlantıları, kapsülleme malzemeleri ve iç bağlantılar darbe, devre kartı esnemesi veya termal döngü nedeniyle yine de hasar görebilir. Güvenilirlik, uygun montaj ve çalışma koşullarını gerektirir.

Aşağıdaki grafiğin bağlamı: SMD bileşenlerini değil, mobil reklam formatlarını karşılaştırıyor: baskılı kamyon panelleri, dijital LED kamyonlar veya römorklar, çekmeli reklam panoları, bisiklet/sırt çantası ekranları ve giydirilmiş araçlar. Dijital içerik elektronik olarak değiştirilebilir; baskılı grafikler ise fiziksel olarak değiştirilmeyi gerektirir. Görünürlüğü, maliyet sıralaması ve vergi beyanı genel iddialardır, SMD ekran için doğrulanmış özellikler veya fiyatlandırma değildir.

Göreve uygun ışık kaynağını seçin. Gösterge, beyaz arka ışık, RGB ekran pikseli ve kızılötesi ışık kaynağı, her biri yüzeye monte edilse bile farklı ürünlerdir.

Akıllı telefonlar:

• Bu göstergeleri içeren modellerdeki durum göstergeleri.
• Fotoğraf makinesi flaşı veya el feneriyle aydınlatma.
• LCD ekranlı modellerde arka aydınlatma bulunur; OLED ekranlar LED arka aydınlatmaya ihtiyaç duymaz.

Televizyonlar ve monitörler: Birçok QLED modeli de dahil olmak üzere LED arka aydınlatmalı LCD ürünler, LCD'nin arkasında LED'leri ışık kaynağı olarak kullanır. Bu, doğrudan görüntülemeli LED video duvarından farklıdır.

Giyilebilir cihazlar:

• Göstergeler.
• LCD tasarımının gerektirdiği yerlerde arka aydınlatma.
• Fitness takip cihazlarındaki belirli optik algılama fonksiyonları için vericiler.

Oyunlarda: RGB aydınlatma şu alanlarda görünebilir:

• Klavyeler.
• Fareler.
• Konsollar.
• Bilgisayar bileşenleri.

Bahçe Bitkileri: Üreticiler, yetiştirme uygulamaları için spektral seçenekler sunmaktadır; Lumileds'in bahçe bitkileri ürün yelpazesi, amaca yönelik tasarlanmış paketler içermektedir.

Tıbbi ekipman: Özel yayıcılar şu alanlarda kullanılabilir:

• Cerrahi aydınlatma.
• Muayene lambaları.
• Özel olarak tasarlanmış fototerapi ekipmanı.

UV ile kürleme: Uygun ultraviyole kaynakları uyumlu malzemeleri kürleyebilir:

• Mürekkepler.
• Reçineler.
• Yapıştırıcılar.

Kızılötesi uygulamaları:

• Kamera aydınlatması.
• Uzaktan kumanda sinyallemesi.

Dalga boyu, çıkış ve cihaz gereksinimleri uygulamaya özeldir; sıradan RGB ekran LED'leri bunların yerine geçemez. Lumileds'in uzmanlık alanına ilişkin genel bakışı, kamera flaşı, ekran, IR ve UV ürünlerini birbirinden ayırır.

SMD LED boyut kodları faydalı ipuçlarıdır, ancak eksiksiz bir özellik listesi değildir.

Birçok aydınlatma paketi adı, nominal boyutları milimetrenin onda biri cinsinden ifade eder. Diğer ailelerde ise inç tabanlı kodlar kullanılır. Her zaman paket çizimini ve önerilen lehimleme pedi düzenini kontrol edin; dış boyutların eşleşmesi, uyumlu bir ayak izi veya polariteyi garanti etmez.

Yaygın metrik örnekleri şunlardır:

• 3528: Yaklaşık 3.5 × 2.8 mm.
• 5050: Yaklaşık 5.0 × 5.0 mm.
• 2016: Yaklaşık 2.0 × 1.6 mm.

Buna karşılık, inç tabanlı 0603 paket, Kingbright'ın 0603 serisinde gösterildiği gibi yaklaşık 1.6 × 0.8 mm'dir . Adlandırma sistemini kontrol etmeden 0.6 × 0.3 mm olarak okumayın.

Kategoriler örtüşüyor: üstten ışık yayan bir paket aynı zamanda yüksek güçlü olabilir veya birden fazla yonga içerebilir. Işık yayma yönü, paket malzemesi, boyutlar ve elektriksel değer farklı özellikleri tanımlar. COB, paketlenmiş SMD cihazlarla karşılaştırma için aşağıda yer almaktadır.

Standart üstten ışık yayan LED'ler, ışığı devre kartından uzağa yönlendirir. Bazıları plastik uçlu çip taşıyıcı (PLCC) kullanırken, diğerleri çip tipi veya seramik yapılar kullanır. Düz bir optik yüzey mümkün olduğundan, bir bileşenin SMD LED olması için görünür bir kubbe gerekli değildir.

“Üstten görünüm”, PCB'ye göre ana emisyon yönünü tanımlar. Tüm üstten görünüm paketlerinin aynı ışın demetini ürettiğini varsaymak yerine, açısal çıkışı değerlendirmek için veri sayfasındaki radyasyon desenini kullanın.

Yaygın boyutlar ve kullanım alanları:

• 0201 / 0402 / 0603: Küçük gösterge aileleri; tedarikçinin inç tabanlı kodlar kullanıp kullanmadığını doğrulayın.
• 0805 / 1206: Prototipleme sırasında kullanımı daha kolay olan daha büyük çip tipi göstergeler.
• 3528: Gösterge ve aydınlatma ürünlerinde kullanılır; değerleri değişkenlik gösterir.
• 5050: RGB veya beyaz olabilir. Lumileds'in LUXEON 5050'si Bu bir beyaz ışık ürün ailesidir, dolayısıyla kod "üç RGB çipi" anlamına gelmez.
• 5630: Aydınlatma ayak izi; gerçek çıkış ve akım değerlerini karşılaştırın.
• 5730: Bu da başka bir iz, 5630'dan daha iyi bir etkinliğe sahip olduğunun kanıtı değil.

Saklanan illüstrasyonda 2835, 5730, 3030, 3535 ve 5050 numaralı paketler etiketlenmiştir; bu bir ölçekli çizim veya performans sıralaması değildir.

Yandan ışık yayan LED'ler, ana çıkışlarını PCB'ye dik değil, yaklaşık olarak paralel yönde yönlendirirler. Optik geometrileri, kenar aydınlatması ve sınırlı montajlar için uygundur. Dış paket, iç yonganın tam yönünü belirlemez.

Işığın yönü:

• Levha düzlemi boyunca, normaline göre yaklaşık 90 derece açıyla.
• Kenardan aydınlatmalı ışık kılavuzuna ışık yönlendirmek için kullanışlıdır.

Boyutlar ve tipler:

• Ölçüler ve parça kodları değişiklik gösterebilir. QT Brightek'in QBLP615 serisi Bu, belgelenmiş bir yandan görünüm örneğidir.

Uygulamalar şunları içerir:

• Uyumlu LCD arka ışık tasarımları.
• Hesap makinesi aydınlatması.
• Gösterge paneli göstergeleri veya ışık kılavuzları.
• Diğer kompakt elektronik cihazlar.

Yanal emisyon, yüksek güç anlamına gelmez veya metal çekirdekli bir PCB gerektirmez. Kart ve soğutucu seçimi, paketin ısı dağılımına, termal direncine, ortam sıcaklığına ve akımına göre yapılmalıdır. Daha yüksek güç gerektiren tasarımlar, emisyon yönünden bağımsız olarak termal değerlendirme gerektirir.

Işık yönü: Birçok yüksek güçlü cihaz yukarı doğru ışık yayar; ikincil optik elemanlar isteğe bağlıdır ve uygulamaya bağlıdır.

Paketlenmiş SMD LED'ler

• Bir veya birden fazla yonga ve özel bir termal ped içerebilir.
• Paket kodları güç sınıfını belirlemez: 2835 ve 3030 serileri orta güçteki cihazları da içerir.
• Uygun modeller aydınlatma armatürlerinde ve otomotiv aydınlatmasında kullanılmaktadır.

COB (yerleşik çip)

• Birden fazla kalıp, ortak bir alt tabaka üzerine monte edilir.
• Beyaz ışık yayan COB'lar genellikle ortak bir fosfor kaplı yayıcı alana sahiptir; ekran COB'ları ise farklı ürünlerdir.
• Optik ve termal tasarım, kullanılabilir ışın ve çıkışı belirler.

MCOB

• Tedarikçiler bu terimi çoklu çip veya çoklu COB düzenlemeleri için kullanırlar.
• Bu, daha düşük sıcaklık veya daha az parlama konusunda standart bir garanti değildir.
• Gerçek yapıyı, termal verileri ve fotometriyi karşılaştırın.

Hızlı Karşılaştırma için Özet Tablo

Erişilebilir tablo, aşağıda yer alan görseli açıklığa kavuşturmaktadır. Kategorileri örtüşmektedir; paket boyutu tek başına güç veya kaliteyi belirtmez.

Yüzeye monte edilen bir LED cihazı seçerken, teknik özellik sayfasına ve çalışma koşullarına dikkat edin. Eksiksiz bir değerlendirme için modülü, sürücüyü, kasayı ve görüntü performansını da göz önünde bulundurun:

• Işık çıkışı: Aynı akım ve sıcaklıkta kandela cinsinden yoğunluğu veya lümen cinsinden akıyı karşılaştırın. Ekran parlaklığı cd/m² cinsinden farklı bir sistem düzeyinde ölçümdür.
• Görüş açısı: Gerekli konumlarda yoğunluk eğrilerini ve ekran rengi tutarlılığını kontrol edin.
• Renk: RGB dalga boylarını veya beyaz aydınlatma için CCT ve renk oluşturma gereksinimlerini belirtin.
• Ayak İzi: Ekranların boyutlarını, kutupluluğunu, bağlantı noktası düzenini ve piksel aralığını doğrulayın.
• Elektriksel ve termal sınırlar: İleri gerilimi, sürüş akımını, darbe yükünü ve soğutmayı kontrol edin. Cree LED'in termal yönetim kılavuzu Bağlantı noktasından ortam ortamına olan ısı yolunu açıklar.

EagerLED LED ekran ürünleri tedarik ediyoruz; hazır bir ekran seçmek, tek tek LED paketleri satın almaktan farklıdır. Kurulum teklifi için ekran boyutlarını, iç veya dış mekan kullanımını, izleme mesafesini, servis erişimini ve içerik gereksinimlerini belirtin. Sipariş vermeden önce bir modül örneğini ve özelliklerini karşılaştırın. SMD ve COB ekran karşılaştırma kılavuzu Video duvarları için ambalaj seçeneklerini açıklıyor.

SMD paketleme, kompakt RGB pikselleri ve otomatik montajı desteklediği için ekranlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak bu, evrensel bir pazar payı liderliği sağlamamaktadır. COB ve diğer yaklaşımlar da ekran uygulamalarına hizmet etmektedir; uygun seçim, piksel aralığına, ortama, kullanım ve bakım ihtiyaçlarına bağlıdır.

Bir RGB paketi üç rengi birbirine yakınlaştırır, ancak kalibrasyon, binleme, sürücü ayarları ve optik tasarım tekdüzeliği belirler. Ekranı amaçlanan görüş açılarından değerlendirin. Belirtilen maksimum açı, tüm aralık boyunca değişmeyen parlaklık ve renk garantisi değildir.

Otomatik yerleştirme, tekrarlanabilir üretimi destekler, ancak montaj kalitesi yine de önemlidir. "Kurşunsuz" ifadesi, elektrik terminallerinin yokluğunu veya titreşime karşı bağışıklığı değil, malzeme bileşimini ifade eder. Kingbright'ın SMD uygulama notları, nem, lehimleme, mekanik gerilim ve elektrostatik deşarj önlemlerini ele almaktadır.

Paket boyutu tasarıma katkıda bulunur, ancak kabin derinliği, soğutma, güç kaynakları ve servis erişimi, nihai ekranın kalınlığını ve ağırlığını belirler. LED arka aydınlatmalı bir LCD televizyon ve doğrudan görüntülemeli bir RGB LED tabela aynı ekran mimarisi olarak değerlendirilmemelidir.

SMD, bir LED paketinin nasıl monte edildiğini belirtir; veri sayfası ise neler yapabileceğini anlatır.

Uygulamaya uygun boyutlar, optik çıkış, çalışma koşulları ve termal gereksinimleri belirleyin. Reklam amaçlı LED ekranlar için , LED paketinin yanı sıra komple modül ve kabini de değerlendirin. Tedarikçiyle özellikleri doğrulayın ve yalnızca paket koduna göre seçim yapmak yerine temsili bir örneği test edin.