Dokumen Teknikal LED Lampu 313-2SUBC/C470/S400-A4 - Warna Biru - Voltan Hadapan 3.4V - Arus Operasi 20mA

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini menyediakan spesifikasi teknikal lengkap untuk lampu LED 313-2SUBC/C470/S400-A4. Komponen ini ialah diod pemancar cahaya biru berkeamatan tinggi yang direka untuk aplikasi yang memerlukan prestasi yang boleh dipercayai dan kukuh. Ia mematuhi peraturan alam sekitar utama termasuk RoHS, EU REACH, dan piawaian bebas halogen, memastikan kesesuaiannya untuk reka bentuk elektronik moden dengan keperluan bahan yang ketat.

LED ini ditawarkan dalam pita dan gegelung untuk proses pemasangan automatik dan boleh didapati dengan pelbagai sudut pandangan untuk memenuhi keperluan aplikasi yang berbeza. Matlamat reka bentuk utamanya adalah untuk memberikan keamatan bercahaya yang lebih tinggi dalam format pakej lampu standard.

2. Penyelaman Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan maksimum mutlak menentukan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Nilai-nilai ini ditentukan pada suhu ambien (Ta) 25°C.

• Arus Hadapan Berterusan (IF):25 mA. Ini ialah arus DC maksimum yang boleh digunakan secara berterusan.
• Arus Hadapan Puncak (IFP):100 mA. Ini hanya dibenarkan di bawah keadaan berdenyut dengan kitar tugas 1/10 pada 1 kHz.
• Voltan Songsang (VR):5 V. Melebihi voltan ini dalam pincang songsang boleh menyebabkan kerosakan simpang.
• Pelesapan Kuasa (Pd):120 mW. Ini ialah kuasa maksimum yang boleh dipelesapkan oleh peranti.
• Suhu Operasi (Topr):-40 hingga +85 °C. Julat di mana peranti direka untuk berfungsi.
• Suhu Penyimpanan (Tstg):-40 hingga +100 °C.
• Suhu Pematerian (Tsol):260°C selama 5 saat, menentukan toleransi profil pematerian alir semula.

2.2 Ciri-ciri Elektro-Optik

Ciri-ciri elektro-optik diukur di bawah keadaan ujian standard (Ta=25°C, IF=20mA) dan mewakili prestasi tipikal peranti.

• Keamatan Bercahaya (Iv):630 (Min), 1000 (Tip) mcd. Ini ialah ukuran kecerahan cahaya biru yang dirasakan. Ketidakpastian pengukuran ialah ±10%.
• Sudut Pandangan (2θ1/2):20° (Tip). Ini menentukan lebar sudut di mana keamatan bercahaya turun kepada separuh nilai maksimumnya.
• Panjang Gelombang Puncak (λp):468 nm (Tip). Panjang gelombang di mana pancaran spektrum paling kuat.
• Panjang Gelombang Dominan (λd):470 nm (Tip). Panjang gelombang tunggal yang dirasakan oleh mata manusia, dengan ketidakpastian ±1.0 nm.
• Lebar Jalur Sinaran Spektrum (Δλ):35 nm (Tip). Lebar spektrum cahaya yang dipancarkan.
• Voltan Hadapan (VF):3.4 (Tip), 4.0 (Maks) V. Susut voltan merentasi LED apabila beroperasi pada 20mA, dengan ketidakpastian ±0.1V.
• Arus Songsang (IR):50 µA (Maks) pada VR=5V. Arus bocor kecil apabila peranti dipincang songsang.

3. Penjelasan Sistem Pembin

Produk menggunakan sistem pembin untuk mengkategorikan unit berdasarkan parameter optik dan elektrik utama, memastikan konsistensi untuk pengguna akhir. Label pada pembungkusan menunjukkan bin ini:

• CAT:Kedudukan Keamatan Bercahaya. Mengumpulkan LED berdasarkan output Iv yang diukur.
• HUE:Kedudukan Panjang Gelombang Dominan. Mengumpulkan LED berdasarkan λd mereka untuk memastikan konsistensi warna.
• REF:Kedudukan Voltan Hadapan. Mengumpulkan LED berdasarkan VF mereka untuk membantu reka bentuk litar bagi pemacu arus yang konsisten.

Sistem ini membolehkan pereka memilih LED yang memenuhi keperluan khusus aplikasi mereka, terutamanya penting untuk aplikasi di mana keseragaman warna atau kecerahan adalah kritikal.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Datasheet ini merangkumi beberapa lengkung ciri yang menggambarkan tingkah laku peranti di bawah pelbagai keadaan.

4.1 Keamatan Relatif vs. Panjang Gelombang

Lengkung ini menunjukkan taburan kuasa spektrum cahaya biru yang dipancarkan, berpusat sekitar 468-470 nm dengan lebar jalur tipikal 35 nm. Ia mengesahkan sifat monokromatik output LED.

4.2 Corak Arah

Plot arah memvisualisasikan sudut pandangan 20 darjah, menunjukkan bagaimana keamatan bercahaya berkurangan apabila sudut pemerhatian bergerak dari paksi pusat (0 darjah).

4.3 Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Lengkung IV)

Lengkung asas ini menunjukkan hubungan eksponen antara arus (I) dan voltan (V) untuk diod semikonduktor. Voltan hadapan tipikal 3.4V pada 20mA ditunjukkan dengan jelas. Lengkung ini penting untuk mereka bentuk litar penghad arus.

4.4 Keamatan Relatif vs. Arus Hadapan

Lengkung ini menunjukkan bahawa output cahaya (keamatan relatif) meningkat dengan arus hadapan. Walau bagaimanapun, operasi mesti kekal dalam had penarafan maksimum mutlak (25mA berterusan) untuk mengelakkan pemanasan melampau dan degradasi dipercepatkan.

4.5 Lengkung Kebergantungan Suhu

Dua lengkung utama menunjukkan kesan suhu ambien (Ta):
Keamatan Relatif vs. Suhu Ambien:Menunjukkan bahawa output bercahaya biasanya berkurangan apabila suhu simpang meningkat. Ini adalah pertimbangan kritikal untuk pengurusan haba dalam aplikasi berkuasa tinggi atau suhu ambien tinggi.
Arus Hadapan vs. Suhu Ambien:Menggambarkan bagaimana ciri voltan hadapan berubah dengan suhu, yang boleh menjejaskan arus yang ditarik jika didorong oleh sumber voltan malar.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

LED menggunakan pakej gaya lampu standard dengan dua kaki. Lukisan pakej memberikan dimensi kritikal untuk reka bentuk tapak kaki PCB dan integrasi mekanikal.

• Semua dimensi diberikan dalam milimeter.
• Spesifikasi utama ialah ketinggian flens mestilah kurang daripada 1.5mm (0.059").
• Toleransi standard untuk dimensi, melainkan dinyatakan sebaliknya, ialah ±0.25mm.
• Lukisan dengan jelas menunjukkan katod (biasanya kaki yang lebih pendek atau sisi rata pada kanta) untuk polariti yang betul semasa pemasangan.

Pematuhan kepada dimensi ini adalah penting untuk penempatan yang betul dalam pemasangan automatik dan untuk memastikan LED duduk dengan betul di atas PCB.

6. Panduan Pematerian dan Pemasangan

Pengendalian yang betul adalah penting untuk mengekalkan kebolehpercayaan dan prestasi peranti.

6.1 Pembentukan Kaki

• Lenturan mesti berlaku sekurang-kurangnya 3mm dari pangkal mentol epoksi untuk mengelakkan tekanan pada die dalaman dan ikatan wayar.
• Pembentukan mesti dilakukansebelum soldering.
• Kaki hendaklah dipotong pada suhu bilik.
• Lubang PCB mesti sejajar sempurna dengan kaki LED untuk mengelakkan tekanan pemasangan.

6.2 Penyimpanan

• Penyimpanan disyorkan: ≤ 30°C dan ≤ 70% Kelembapan Relatif.
• Jangka hayat selepas penghantaran: 3 bulan di bawah keadaan ini.
• Untuk penyimpanan lebih lama (sehingga 1 tahun), gunakan bekas tertutup dengan nitrogen dan penyerap lembapan.
• Setelah dibuka, gunakan dalam masa 24 jam untuk mengelakkan penyerapan lembapan.
• Elakkan perubahan suhu mendadak dalam persekitaran lembap untuk mengelakkan kondensasi.

6.3 Proses Pematerian

Peraturan Kritikal:Kekalkan jarak minimum 3mm dari sambungan pateri ke mentol epoksi.

Pematerian Tangan:
Suhu hujung besi: 300°C Maks (besi 30W maks).
Masa pematerian per kaki: 3 saat Maks.

Pematerian Gelombang (DIP):
Suhu pemanasan awal: 100°C Maks (60 saat maks).
Suhu & masa mandian pateri: 260°C Maks selama 5 saat Maks.
Profil suhu pematerian yang disyorkan disediakan, menekankan kenaikan terkawal, masa yang ditentukan di atas likuidus, dan penyejukan terkawal.

Nota Penting:
Elakkan tekanan pada kaki semasa operasi suhu tinggi.
Jangan pateri (celup atau tangan) lebih daripada sekali.
Lindungi LED daripada kejutan mekanikal sehingga ia sejuk ke suhu bilik selepas pematerian.
Gunakan suhu serendah mungkin yang mencapai sambungan pateri yang boleh dipercayai.

6.4 Pembersihan

• Jika perlu, bersihkan hanya dengan alkohol isopropil pada suhu bilik selama ≤ 1 minit.
• Keringkan pada suhu bilik sebelum digunakan.
• Pembersihan ultrasonik secara amnya tidak disyorkan. Jika benar-benar diperlukan, pra-kelayakan yang meluas adalah perlu untuk memastikan tiada kerosakan berlaku, kerana ia bergantung pada kuasa, frekuensi, dan keadaan pemasangan.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Spesifikasi Pembungkusan

LED dibungkus untuk mencegah nyahcas elektrostatik (ESD) dan kerosakan lembapan:
1. LED diletakkan dalam beg anti-statik.
2. Beg dibungkus ke dalam kotak dalaman.
3. Kotak dalaman dibungkus ke dalam kotak luar utama.

Kuantiti Pembungkusan:
200 hingga 500 keping per beg.
5 beg per kotak dalaman.
10 kotak dalaman per kotak luar.

7.2 Penjelasan Label

Label pembungkusan termasuk:
CPN:Nombor Bahagian Pelanggan.
P/N:Nombor Bahagian Pengilang (cth., 313-2SUBC/C470/S400-A4).
QTY:Kuantiti dalam pakej.
CAT/HUE/REF:Kod pembin untuk Keamatan Bercahaya, Panjang Gelombang Dominan, dan Voltan Hadapan, masing-masing.
LOT No:Nombor lot pembuatan yang boleh dikesan.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Biasa

Berdasarkan kecerahan tinggi dan warna birunya, LED ini sesuai untuk:
•Penunjuk Status:Penunjuk hidup, siap sedia, atau fungsi aktif dalam elektronik pengguna dan perindustrian.
•Pencahayaan Belakang:Untuk paparan LCD kecil, papan kekunci, atau pencahayaan hiasan dalam peranti seperti monitor, TV, atau telefon (seperti yang disenaraikan dalam datasheet).
•Pencahayaan Panel:Pencahayaan untuk suis, panel kawalan, atau instrumentasi.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Penghad Arus:Sentiasa gunakan perintang siri atau pemacu arus malar untuk menghadkan arus hadapan kepada nilai yang dikehendaki (cth., 20mA untuk kecerahan tipikal), jangan sambungkan terus ke sumber voltan.
• Pengurusan Haba:Walaupun pelesapan kuasa adalah rendah (120mW maks), pastikan pengudaraan yang mencukupi jika berbilang LED digunakan atau jika suhu ambien tinggi, kerana kecekapan menurun dengan suhu.
• Susun Atur PCB:Ikuti dimensi pakej dengan tepat. Pastikan penanda polariti pada PCB sepadan dengan katod LED.
• Perlindungan ESD:Walaupun tidak dinyatakan secara eksplisit sebagai sangat sensitif, langkah berjaga-jaga pengendalian ESD standard untuk semikonduktor adalah disyorkan semasa pemasangan.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Ciri pembezaan utama LED ini berdasarkan datasheet ialah:
1. Kecerahan Tinggi:Keamatan bercahaya tipikal 1000 mcd pada 20mA adalah ketara untuk LED biru pakej lampu standard.
2. Pematuhan Alam Sekitar:Pematuhan penuh dengan piawaian RoHS, REACH, dan bebas halogen menjadikannya sesuai untuk pasaran global dengan peraturan alam sekitar yang ketat.
3. Pembinaan Kukuh:Direka untuk kebolehpercayaan, dengan garis panduan yang jelas untuk pematerian dan pengendalian untuk memastikan jangka hayat panjang.
4. Pembin:Penyediaan bin keamatan, panjang gelombang, dan voltan membolehkan kawalan reka bentuk yang lebih ketat dalam aplikasi yang memerlukan keseragaman.

Berbanding dengan LED yang tidak dibin atau berkeamatan lebih rendah, bahagian ini menawarkan konsistensi dan prestasi yang lebih baik untuk aplikasi di mana faktor-faktor ini adalah kritikal.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Bolehkah saya mendorong LED ini pada 30mA untuk kecerahan lebih?
J: Tidak. Penarafan Maksimum Mutlak untuk arus hadapan berterusan ialah 25mA. Melebihi penarafan ini berisiko kerosakan kekal disebabkan pemanasan melampau dan degradasi dipercepatkan. Untuk kecerahan lebih tinggi, pilih LED yang dinilai untuk arus lebih tinggi.

S: Apakah nilai perintang yang patut saya gunakan dengan bekalan 5V?
J: Menggunakan Hukum Ohm: R = (Vsupply - Vf) / If. Dengan Vf tipikal 3.4V dan sasaran If 20mA: R = (5 - 3.4) / 0.02 = 80 ohm. Gunakan Vf maksimum (4.0V) untuk mengira nilai perintang selamat minimum: R_min = (5 - 4.0) / 0.02 = 50 ohm. Nilai standard seperti 68 atau 75 ohm adalah sesuai, memastikan arus kekal di bawah 20mA walaupun dengan LED Vf rendah.

S: Mengapakah sudut pandangan hanya 20 darjah?
J: Sudut pandangan 20 darjah adalah ciri reka bentuk LED khusus ini, dicapai melalui bentuk kanta epoksi. Ia memusatkan cahaya kepada pancaran yang lebih sempit, menghasilkan keamatan bercahaya paksi yang lebih tinggi (mcd). Untuk pencahayaan yang lebih luas, LED dengan sudut pandangan yang lebih lebar (cth., 60° atau 120°) diperlukan.

S: Bagaimanakah suhu menjejaskan prestasi?
J: Seperti yang ditunjukkan dalam lengkung, peningkatan suhu ambien menyebabkan penurunan output cahaya dan anjakan voltan hadapan. Untuk operasi stabil, terutamanya dalam persekitaran suhu tinggi, reka bentuk haba yang betul (cth., kawasan kuprum PCB, pengudaraan) dan mungkin pampasan suhu dalam litar pemacu harus dipertimbangkan.

11. Contoh Kes Penggunaan Praktikal

Senario: Mereka bentuk panel penunjuk status untuk penghala rangkaian.
Panel memerlukan LED biru yang terang dan berbeza untuk menunjukkan status "WAN Aktif". Empat LED yang sama diperlukan untuk simetri.

Langkah-langkah Reka Bentuk:
1. Pemilihan:313-2SUBC/C470/S400-A4 dipilih untuk kecerahan tinggi (1000 mcd tip) dan warna birunya.
2. Reka Bentuk Litar:Bekalan logik dalaman penghala ialah 3.3V. Menggunakan Vf tipikal 3.4V menimbulkan cabaran, kerana 3.3V adalah kurang daripada Vf yang diperlukan. Oleh itu, LED tidak boleh didorong terus dari 3.3V. Pam cas ringkas atau litar peningkatan diperlukan untuk menjana voltan >4.0V, atau LED alternatif dengan Vf lebih rendah mesti dipilih. Ini menekankan kepentingan memeriksa voltan bekalan berbanding voltan hadapan awal dalam reka bentuk.
3. Susun Atur PCB:Lukisan pakej digunakan untuk mencipta tapak kaki. Penanda polariti (cth., pad segi empat untuk katod) ditambah pada skrin sut PCB.
4. Pemasangan:LED dipesan dalam pita dan gegelung. Mesin pick-and-place diprogramkan dengan koordinat sentroid yang betul dari tapak kaki. Profil pematerian alir semula mengikuti puncak 260°C yang disyorkan selama 5 saat.
5. Pembin:Untuk memastikan keempat-empat LED mempunyai warna dan kecerahan yang sama, pesanan dibuat meminta unit dari bin HUE dan CAT yang sama.

12. Pengenalan Prinsip Operasi

LED ini ialah sumber cahaya semikonduktor. Terasnya ialah cip yang diperbuat daripada bahan InGaN (Indium Gallium Nitride), seperti yang ditunjukkan dalam Panduan Pemilihan Peranti. Apabila voltan hadapan melebihi ambang diod (lebih kurang 3.4V) dikenakan, elektron dan lubang disuntik ke dalam kawasan aktif simpang semikonduktor. Apabila pembawa cas ini bergabung semula, mereka membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi khusus aloi InGaN menentukan tenaga jurang jalur, yang seterusnya menentukan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, biru (~470 nm). Pakej resin epoksi berfungsi untuk melindungi cip semikonduktor yang halus, bertindak sebagai kanta untuk membentuk pancaran output cahaya (mencipta sudut pandangan 20°), dan diformulasikan untuk menjadi jernih air untuk memaksimumkan penghantaran cahaya.

13. Trend dan Konteks Teknologi

LED biru berdasarkan teknologi InGaN mewakili kemajuan penting dalam pencahayaan keadaan pepejal. Pembangunan LED biru yang cekap adalah pencapaian saintifik utama, membolehkan penciptaan LED putih (dengan menggabungkan biru dengan fosfor kuning) dan paparan RGB warna penuh. Komponen khusus ini mencontohi versi teknologi ini yang matang dan dioptimumkan secara komersial. Trend semasa dalam pembangunan LED memberi tumpuan kepada peningkatan kecekapan (lumen per watt), penambahbaikan indeks pembiakan warna (CRI) untuk cahaya putih, mencapai ketumpatan kuasa yang lebih tinggi, dan peminiaturan lanjut. Walaupun ini adalah pakej lampu standard, industri semakin beralih ke arah pakej peranti pemasangan permukaan (SMD) seperti 2835 atau 3030 untuk prestasi haba yang lebih baik dan pemasangan automatik. Pematuhan alam sekitar (RoHS, Bebas Halogen) yang diketengahkan dalam datasheet ini kini adalah keperluan standard, mencerminkan tumpuan industri elektronik terhadap kelestarian dan keselamatan bahan.