Lembaran Spesifikasi LED - Siri 3020 LED Putih 0.2W - Saiz 3.0x2.0mm - Voltan 3.2V - Kuasa 0.2W - Dokumen Teknikal MS

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Siri 3020 ialah LED peranti permukaan-pasang (SMD) padat dan berprestasi tinggi yang direka untuk aplikasi pencahayaan am. LED putih cip tunggal ini menawarkan keseimbangan kecekapan, kebolehpercayaan, dan keberkesanan kos, menjadikannya sesuai untuk pelbagai penyelesaian pencahayaan dalaman dan luaran. Kelebihan utamanya termasuk tapak kaki standard 3020, output bercahaya yang konsisten, dan prestasi terma yang teguh dalam julat operasi yang ditetapkan.

2. Penerangan Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Had Maksimum Mutlak (Ts=25°C)

Parameter berikut menentukan had operasi LED. Melebihi nilai ini boleh menyebabkan kerosakan kekal.

• Arus Ke Hadapan (IF):90 mA (Berterusan)
• Arus Denyut Ke Hadapan (IFP):120 mA (Lebar denyut ≤ 10ms, Kitar tugas ≤ 1/10)
• Pelesapan Kuasa (PD):297 mW
• Suhu Operasi (Topr):-40°C hingga +80°C
• Suhu Penyimpanan (Tstg):-40°C hingga +80°C
• Suhu Simpang (Tj):125°C
• Suhu Pateri (Tsld):Pateri reflow pada 230°C atau 260°C selama maksimum 10 saat.

2.2 Ciri Elektro-Optik (Ts=25°C)

Ini adalah parameter prestasi biasa di bawah keadaan ujian piawai.

• Voltan Ke Hadapan (VF):3.2 V (Biasa), 3.4 V (Maksimum) pada IF=60mA
• Voltan Songsang (VR):5 V
• Arus Songsang (IR):10 µA (Maksimum)
• Sudut Pandangan (2θ1/2):110° (Biasa)

3. Penjelasan Sistem Binning

Produk ini menggunakan sistem binning yang komprehensif untuk memastikan konsistensi warna dan prestasi untuk aplikasi akhir.

3.1 Binning Fluks Bercahaya

Untuk warna yang ditetapkan (Putih Sejuk dengan CRI 85, CCT >5000K), fluks bercahaya diukur pada arus ke hadapan 60mA. Bin ditakrifkan seperti berikut:

• Kod C8:16 lm (Min) hingga 17 lm (Maks)
• Kod C9:17 lm (Min) hingga 18 lm (Maks)
• Kod D1:18 lm (Min) hingga 19 lm (Maks)
• Kod D2:19 lm (Min) hingga 20 lm (Maks)

Toleransi untuk pengukuran fluks bercahaya ialah ±7%.

3.2 Binning Voltan Ke Hadapan

Voltan ke hadapan dibin untuk membantu dalam reka bentuk litar untuk pengawalan arus.

• Kod B:2.8 V (Min) hingga 2.9 V (Maks)
• Kod C:2.9 V (Min) hingga 3.0 V (Maks)
• Kod D:3.0 V (Min) hingga 3.1 V (Maks)
• Kod E:3.1 V (Min) hingga 3.2 V (Maks)
• Kod F:3.2 V (Min) hingga 3.3 V (Maks)
• Kod G:3.3 V (Min) hingga 3.4 V (Maks)

Toleransi untuk pengukuran voltan ialah ±0.08V.

3.3 Binning Kromatisiti

Warna LED ditakrifkan dalam kawasan tertentu pada rajah kromatisiti CIE 1931. Untuk varian Putih Sejuk (CCT >5000K, sehingga 20000K), koordinat kromatisiti dibatasi oleh kawasan poligon yang ditakrifkan (cth., Wa, Wb, Wc, Wd, We, Wf, Wg1, Wh1 seperti yang disenaraikan dalam lembaran data). Ini memastikan cahaya putih yang dipancarkan berada dalam julat warna yang boleh diterima. Penyimpangan yang dibenarkan untuk koordinat kromatisiti ialah ±0.005.

Toleransi untuk Indeks Penghasilan Warna (CRI) ialah ±2.

4. Analisis Keluk Prestasi

4.1 Arus Ke Hadapan vs. Voltan Ke Hadapan (Keluk I-V)

Keluk I-V adalah ciri diod semikonduktor. Untuk LED ini, voltan ke hadapan meningkat secara tidak linear dengan arus. Pada arus operasi biasa 60mA, voltan ke hadapan adalah kira-kira 3.2V. Pereka bentuk mesti menggunakan litar pembatasan arus, bukan sumber voltan, untuk memacu LED dengan boleh dipercayai.

4.2 Arus Ke Hadapan vs. Fluks Bercahaya Relatif

Output bercahaya meningkat dengan arus ke hadapan tetapi akhirnya akan tepu dan boleh berkurangan pada arus yang sangat tinggi disebabkan oleh kesan terma. Keluk menunjukkan bahawa beroperasi pada atau di bawah 60mA yang disyorkan memberikan kecekapan dan jangka hayat yang optimum.

4.3 Suhu Simpang vs. Kuasa Spektrum Relatif

Apabila suhu simpang (Tj) meningkat, taburan kuasa spektrum boleh berubah. Untuk LED putih, ini sering ditunjukkan sebagai perubahan dalam suhu warna berkorelasi (CCT) dan potensi penurunan dalam fluks bercahaya. Mengekalkan suhu simpang yang rendah melalui pengurusan terma yang betul adalah penting untuk kestabilan warna dan penyelenggaraan output cahaya.

4.4 Taburan Kuasa Spektrum Relatif

Keluk spektrum untuk LED putih (biasanya ditukar fosfor) menunjukkan puncak luas di kawasan biru daripada die utama dan pancaran kuning/merah yang lebih luas daripada fosfor. Bentuk tepat berbeza dengan CCT (cth., 2600-3700K, 3700-5000K, 5000-10000K), dengan CCT yang lebih sejuk mempunyai lebih banyak kandungan biru dan CCT yang lebih hangat mempunyai lebih banyak kandungan kuning/merah.

5. Maklumat Mekanikal & Pembungkusan

5.1 Dimensi Pakej

LED mengikut tapak kaki standard 3020: kira-kira 3.0mm panjang dan 2.0mm lebar. Lukisan dimensi terperinci dengan toleransi (±0.10mm untuk dimensi .X, ±0.05mm untuk dimensi .XX) disediakan dalam lembaran data untuk rujukan susun atur PCB.

5.2 Corak Pad dan Reka Bentuk Stensil

Susun atur pad pateri yang disyorkan dan dimensi bukaan stensil ditentukan untuk memastikan pembentukan sendi pateri yang boleh dipercayai semasa reflow. Pematuhan kepada garis panduan ini adalah penting untuk penjajaran yang betul, pemindahan haba, dan kestabilan mekanikal.

6. Panduan Pateri & Pemasangan

6.1 Kepekaan Kelembapan dan Pembakaran

LED 3020 ini dikelaskan sebagai sensitif kelembapan mengikut IPC/JEDEC J-STD-020C. Jika beg penghalang kelembapan asal dibuka dan komponen terdedah kepada kelembapan ambien, ia mesti dibakar sebelum pateri reflow untuk mengelakkan kerosakan "popcorn".

• Keadaan Pembakaran:60°C selama 24 jam.
• Selepas Pembakaran:Pateri dalam masa 1 jam atau simpan dalam persekitaran kering (<20% RH).
• Jangan bakarpada suhu melebihi 60°C.

6.2 Keadaan Penyimpanan

• Beg Tidak Dibuka:Suhu 5-30°C, Kelembapan <85%.
• Beg Dibuka:Gunakan dalam masa 12 jam. Simpan pada 5-30°C, Kelembapan <60%, sebaiknya dalam bekas tertutup dengan bahan pengering atau kabinet nitrogen.
• Jika terdedah >12 jam, pembakaran (60°C/24h) diperlukan sebelum digunakan.

6.3 Profil Pateri Reflow

Dua profil reflow standard disediakan:

• Pateri Bebas Plumbum:Suhu puncak 230°C atau 260°C, dengan masa di atas likuidus (TAL) dikawal.
• Pateri Berasaskan Plumbum:Profil suhu lebih rendah yang sepadan.

Adalah kritikal untuk mengikuti kadar pemanjakan, rendaman, reflow, dan penyejukan yang disyorkan untuk mengurangkan tekanan terma pada pakej LED dan die dalaman.

7. Perlindungan Nyahcas Elektrostatik (ESD)

LED adalah peranti semikonduktor yang mudah terdedah kepada kerosakan ESD, terutamanya jenis putih, hijau, biru, dan ungu.

• Kerosakan Potensi:ESD boleh menyebabkan kegagalan serta-merta (LED mati) atau kerosakan laten yang membawa kepada kecerahan berkurangan, perubahan warna, atau jangka hayat dipendekkan.
• Langkah Perlindungan:
  • Gunakan stesen kerja dan lantai anti-statik yang dibumikan.
  • Operator mesti memakai gelang pergelangan tangan, sarung tangan, dan pakaian anti-statik.
  • Gunakan pengion dan pastikan peralatan pateri dibumikan dengan betul.
  • Gunakan bahan pembungkusan anti-statik.

8. Pertimbangan Aplikasi & Reka Bentuk

8.1 Reka Bentuk Litar

• Kaedah Pacuan:Sentiasa gunakan pemacu arus malar. Elakkan sambungan langsung ke sumber voltan.
• Pembatasan Arus:Sangat disyorkan untuk memasukkan perintang siri untuk setiap rentetan LED untuk penstabilan arus tambahan dan perlindungan, walaupun menggunakan pemacu arus malar.
• Kutub:Perhatikan orientasi anod/katod yang betul semasa pemasangan.
• Urutan Kuasa:Apabila menguji, sambungkan output pemacu ke LED dahulu, kemudian bekalkan kuasa kepada input pemacu untuk mengelakkan lonjakan voltan.

8.2 Langkah Berjaga-jaga Pengendalian

Pengendalian yang tidak betul boleh menyebabkan kerosakan fizikal dan optik:

• Elakkan Jari:Jangan pegang lensa silikon dengan jari kosong, kerana minyak dan tekanan boleh mencemarkan permukaan atau merosakkan ikatan wayar/die.
• Elakkan Penyepit:Jangan picit badan silikon dengan penyepit, kerana ini boleh menghancurkan die atau memutuskan ikatan.
• Gunakan Muncung Betul:Untuk pick-and-place, gunakan muncung vakum dengan saiz yang sesuai untuk mengelakkan tekanan ke dalam silikon lembut.
• Elakkan Jatuhan:Mengelakkan ubah bentuk lead.
• Selepas Pemasangan:Jangan susun PCB yang dipasang terus di atas satu sama lain, kerana ini boleh menggaru lensa dan memberi tekanan pada komponen.

9. Peraturan Nomenklatur Produk

Nombor bahagian mengikut sistem pengekodan tertentu:T □□ □□ □ □ □ – □□□ □□

Definisi kod utama termasuk:

• Kod Pakej (cth., 34):Tapak kaki 3020.
• Kod Kiraan Cip (cth., S):'S' untuk cip kuasa kecil tunggal.
• Kod Warna (cth., W):'W' untuk Putih Sejuk (>5000K). Kod lain: L (Putih Hangat), C (Putih Neutral), R (Merah), dll.
• Kod Optik (cth., 00):'00' untuk tiada lensa primer.
• Kod Bin Fluks Bercahaya (cth., D1):Menentukan julat output bercahaya.
• Kod Bin Voltan Ke Hadapan (cth., D):Menentukan julat Vf.

10. Senario Aplikasi Biasa

Disebabkan saiznya yang padat, kecekapan yang baik, dan prestasi yang boleh dipercayai, LED putih 0.2W 3020 sangat sesuai untuk:

• Pencahayaan Belakang:Paparan LCD, panel penunjuk, papan tanda.
• Pencahayaan Hiasan:Jalur cahaya, pencahayaan kontur, pencahayaan aksen.
• Pencahayaan Am:Diintegrasikan ke dalam mentol, lampu downlight, dan lampu panel di mana pelbagai LED digunakan dalam tatasusunan.
• Elektronik Pengguna:Penunjuk status, pencahayaan belakang papan kekunci.

11. Perbandingan & Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan pakej terdahulu seperti 3528, 3020 menawarkan tapak kaki yang lebih padat, membolehkan susun atur PCB ketumpatan lebih tinggi dan potensi pengurusan terma yang lebih baik disebabkan struktur dalaman yang berbeza. Penarafan kuasa 0.2W meletakkannya di antara LED penunjuk kuasa sangat rendah dan LED pencahayaan kuasa lebih tinggi, menawarkan kompromi yang baik antara output cahaya dan penggunaan kuasa untuk banyak aplikasi. Sistem binning terperinci untuk fluks, voltan, dan kromatisiti memberikan pereka bentuk kebolehramalan yang diperlukan untuk kualiti produk akhir yang konsisten.

12. Soalan Lazim (FAQ)

12.1 Mengapakah pembakaran diperlukan sebelum pateri?

Pakej LED boleh menyerap kelembapan dari udara. Semasa proses reflow suhu tinggi, kelembapan ini cepat bertukar menjadi wap, mencipta tekanan dalaman yang boleh melapikkan pakej atau memecahkan die, membawa kepada kegagalan. Pembakaran mengeluarkan kelembapan yang diserap ini.

12.2 Bolehkah saya memacu LED ini secara langsung dengan bekalan 3.3V?

Tidak. Voltan ke hadapan berbeza mengikut bin dan dengan suhu. Bekalan 3.3V boleh menyebabkan arus berlebihan dalam bin Vf rendah, membawa kepada pemanasan melampau dan kegagalan. Sentiasa gunakan pemacu arus malar atau sumber voltan dengan perintang pembatasan arus siri.

12.3 Apakah tujuan kod bin yang berbeza?

Binning memastikan konsistensi. Dengan memilih LED dari bin fluks dan kromatisiti yang sama, produk pencahayaan akan mempunyai kecerahan dan warna yang seragam. Memilih dari bin voltan tertentu boleh memudahkan reka bentuk litar pengawalan arus.

12.4 Betapa kritikalnya pengurusan terma?

Sangat kritikal. Melebihi suhu simpang maksimum (125°C) akan memendekkan jangka hayat LED dengan drastik dan menyebabkan perubahan warna. PCB harus direka bentuk untuk bertindak sebagai penyerap haba, dan LED tidak boleh dioperasikan pada arus maksimum mutlak tanpa penyejukan yang mencukupi.

13. Kajian Kes Reka Bentuk Masuk

Senario:Mereka bentuk jalur cahaya LED linear untuk pencahayaan aksen seni bina.

• Pemilihan:LED 3020 dipilih untuk saiz padatnya, membolehkan banyak LED per meter untuk garis cahaya yang licin, dan penarafan kuasa 0.2Wnya mengekalkan kuasa jalur keseluruhan yang boleh diurus.
• Binning:LED dari bin fluks bercahaya tunggal (cth., D1) dan bin kromatisiti ditentukan untuk memastikan kecerahan dan warna yang konsisten di sepanjang keseluruhan jalur.
• Litar:LED disusun dalam rentetan siri-selari. Pemacu arus malar digunakan, dengan perintang siri kecil pada setiap rentetan selari untuk pengimbangan arus tambahan dan perlindungan mengikut litar yang disyorkan dalam lembaran data (Rajah 2).
• Terma:Jalur menggunakan PCB aluminium untuk membuang haba dari LED dengan berkesan, mengekalkan suhu simpang jauh di bawah penarafan maksimum semasa operasi berterusan.
• Pemasangan:Pengilang kontrak mengikuti garis panduan pengendalian, penyimpanan, dan reflow dengan ketat untuk mencapai hasil lulus pertama yang tinggi.

14. Prinsip Operasi

LED putih biasanya terdiri daripada die semikonduktor pemancar cahaya biru (biasanya berdasarkan InGaN) yang disalut dengan fosfor kuning. Apabila arus mengalir melalui die, ia memancarkan cahaya biru. Sebahagian cahaya biru ini diserap oleh fosfor, yang memancarkannya semula sebagai cahaya kuning spektrum luas. Campuran cahaya biru yang tinggal dan cahaya kuning yang ditukar dilihat oleh mata manusia sebagai cahaya putih. Nisbah tepat biru kepada kuning menentukan suhu warna berkorelasi (CCT) cahaya putih.

15. Trend Teknologi

Trend umum dalam LED SMD seperti 3020 adalah ke arah kecekapan bercahaya yang lebih tinggi (lebih lumen per watt), indeks penghasilan warna (CRI) yang lebih baik, dan konsistensi warna yang lebih baik merentas kumpulan. Terdapat juga pembangunan berterusan dalam kebolehpercayaan dan jangka hayat di bawah pelbagai keadaan operasi. Tambahan pula, teknologi pembungkusan terus berkembang untuk membolehkan ketumpatan kuasa lebih tinggi dan prestasi terma yang lebih baik daripada tapak kaki yang semakin kecil. Prinsip binning yang teliti, pengendalian kepekaan kelembapan, dan perlindungan ESD kekal asas kepada kualiti dan kebolehpercayaan merentas semua generasi teknologi LED.