Dokumen Teknikal Lampu LED 6324-15SUBC/S400-X10 - Warna Biru - Voltan Hadapan 3.3V - Arus Operasi 20mA

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini menyediakan spesifikasi teknikal lengkap untuk lampu LED biru berkeamatan tinggi, dikenal pasti dengan nombor bahagian 6324-15SUBC/S400-X10. Komponen ini tergolong dalam siri yang direka khas untuk aplikasi yang memerlukan output cahaya yang unggul. LED ini ditawarkan dalam konfigurasi pakej lampu standard, menjadikannya sesuai untuk pelbagai proses pemasangan elektronik. Reka bentuk terasnya mengutamakan kebolehpercayaan dan ketahanan dalam pelbagai persekitaran operasi.

Peranti ini mematuhi arahan alam sekitar dan keselamatan utama, termasuk RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya), peraturan EU REACH, dan dihasilkan sebagai komponen bebas halogen. Pematuhan ini memastikan produk memenuhi piawaian antarabangsa yang ketat untuk komponen elektronik. LED ini boleh didapati dalam pita dan gegelung untuk pemasangan automatik pick-and-place, meningkatkan kecekapan pengeluaran dalam tetapan pembuatan volum tinggi.

1.1 Kelebihan Teras dan Pasaran Sasaran

Kelebihan utama LED ini ialah gabungan keamatan bercahaya yang tinggi dan pakej yang boleh dipercayai. Dengan keamatan tipikal 500 milikandela (mcd) pada arus pacuan standard 20mA, ia memberikan kecerahan yang ketara untuk faktor bentuknya. Produk ini direka untuk aplikasi penunjuk am dan lampu latar dalam elektronik pengguna dan perindustrian. Pasaran sasaran utama termasuk pengeluar televisyen, monitor komputer, telefon, dan pelbagai periferal komputer di mana penunjuk atau pencahayaan biru yang terang dan konsisten diperlukan. Pilihan pelbagai sudut pandangan membolehkan pereka memilih corak sinaran optimum untuk aplikasi khusus mereka, mengimbangi antara liputan kawasan luas dan keamatan paksi.

2. Penerangan Mendalam Parameter Teknikal

Bahagian ini memberikan analisis objektif yang terperinci mengenai parameter teknikal utama LED seperti yang ditakrifkan dalam datasheetnya. Memahami spesifikasi ini adalah penting untuk reka bentuk litar yang betul dan memastikan kebolehpercayaan jangka panjang.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan Maksimum Mutlak mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Ini bukan keadaan operasi.

• Arus Hadapan Berterusan (I_F): 25 mA. Ini adalah arus DC maksimum yang boleh dikenakan secara berterusan pada LED.
• Arus Hadapan Puncak (I_FP): 100 mA. Penarafan arus berdenyut ini (pada kitar tugas 1/10 dan frekuensi 1 kHz) membenarkan tempoh pacuan berlebihan yang singkat, berguna untuk aplikasi multipleks atau strobo.
• Voltan Songsang (V_R): 5 V. Melebihi voltan ini dalam pincang songsang boleh menyebabkan kerosakan simpang.
• Pelesapan Kuasa (P_d): 90 mW. Ini adalah kuasa maksimum yang boleh dilesapkan oleh pakej sebagai haba, dikira sebagai Voltan Hadapan didarab dengan Arus Hadapan.
• Suhu Operasi & Penyimpanan: Peranti boleh beroperasi dari -40°C hingga +85°C dan disimpan dari -40°C hingga +100°C.
• Suhu Pematerian: Kaki boleh menahan 260°C selama 5 saat, yang serasi dengan profil pematerian reflow bebas plumbum standard.

2.2 Ciri-ciri Elektro-Optik

Parameter ini diukur pada keadaan ujian standard suhu ambien 25°C dan arus hadapan (I_F) 20 mA, melainkan dinyatakan sebaliknya.

• Keamatan Bercahaya (I_v): Nilai tipikal ialah 500 mcd, dengan minimum 250 mcd. Ini menentukan kecerahan LED yang dirasakan seperti yang diukur oleh mata manusia.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2): 60 darjah (tipikal). Ini adalah sudut penuh di mana keamatan bercahaya turun kepada separuh daripada nilai paksi puncaknya.
• Panjang Gelombang Puncak (λ_p): 468 nm (tipikal). Ini adalah panjang gelombang di mana taburan kuasa spektrum cahaya yang dipancarkan adalah maksimum.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d): 470 nm (tipikal). Ini adalah panjang gelombang tunggal yang dirasakan oleh mata manusia, mentakrifkan warna "biru" LED.
• Lebar Jalur Sinaran Spektrum (Δλ): 35 nm (tipikal). Ini menunjukkan lebar spektrum cahaya yang dipancarkan, diukur pada separuh keamatan maksimum (FWHM).
• Voltan Hadapan (V_F): Julat dari 2.7V (min) hingga 3.7V (maks), dengan nilai tipikal 3.3V pada 20mA. Ini adalah penting untuk mereka bentuk litar pembatas arus.
• Arus Songsang (I_R): Maksimum 50 μA apabila pincang songsang 5V dikenakan.

Datasheet juga menyatakan ketidakpastian pengukuran: ±0.1V untuk V_F, ±10% untuk I_v, dan ±1.0nm untuk λ_d.

3. Penjelasan Sistem Pengelasan (Binning)

Produk ini menggunakan sistem pengelasan (binning) untuk mengkategorikan unit berdasarkan parameter optik dan elektrik utama. Ini memastikan konsistensi dalam kelompok pengeluaran untuk aplikasi yang memerlukan padanan warna atau kecerahan yang ketat. Label pembungkusan termasuk kod untuk pengelasan ini:

• CAT: Peringkat Keamatan Bercahaya. Unit disusun ke dalam pengelasan berdasarkan output cahaya yang diukur.
• HUE: Peringkat Panjang Gelombang Dominan. Ini mengelaskan LED mengikut warna biru khusus mereka.
• REF: Peringkat Voltan Hadapan. LED dikumpulkan mengikut penurunan voltan hadapan pada arus ujian.

Pereka harus berunding dengan pembekal untuk definisi kod pengelasan khusus dan ketersediaan untuk memastikan pengelasan yang dipilih memenuhi keperluan aplikasi untuk konsistensi warna dan prestasi elektrik.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Datasheet menyediakan beberapa lengkung ciri yang menggambarkan tingkah laku peranti di bawah pelbagai keadaan. Ini adalah penting untuk memahami prestasi di luar spesifikasi titik tunggal pada 25°C/20mA.

4.1 Keamatan Relatif vs. Panjang Gelombang

Lengkung ini secara grafik menunjukkan taburan kuasa spektrum, dengan puncak sekitar 468 nm dan FWHM tipikal 35 nm, mengesahkan pancaran biru monokromatik dari cip InGaN.

4.2 Corak Arah Pancaran

Plot kutub menggambarkan taburan ruang cahaya, sepadan dengan sudut pandangan 60 darjah. Keamatan adalah tertinggi di sepanjang paksi tengah (0°) dan menurun secara simetri ke arah tepi.

4.3 Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Lengkung I-V)

Lengkung ini menunjukkan hubungan eksponen tipikal diod. Voltan hadapan meningkat secara logaritma dengan arus. Pada titik operasi yang disyorkan 20mA, voltan biasanya 3.3V. Lengkung ini penting untuk pengurusan haba, kerana V_Fmempunyai pekali suhu negatif.

4.4 Keamatan Relatif vs. Arus Hadapan

Plot ini menunjukkan bahawa output cahaya adalah hampir linear dengan arus dalam julat operasi normal. Memacu LED melebihi penarafan maksimumnya tidak akan menghasilkan peningkatan berkadar dalam cahaya dan akan menghasilkan haba yang berlebihan.

4.5 Lengkung Kebergantungan Suhu

Dua lengkung utama menunjukkan kesan suhu ambien (T_a):

• Keamatan Relatif vs. Suhu Ambien.: Output bercahaya berkurangan apabila suhu ambien meningkat. Pengurangan penarafan ini mesti diambil kira dalam reka bentuk yang beroperasi pada suhu tinggi.
• Arus Hadapan vs. Suhu Ambien.: Untuk voltan tetap, arus hadapan akan meningkat dengan suhu disebabkan pekali suhu negatif V_F. Ini menekankan kepentingan kritikal menggunakan pemacu arus malar, bukan sumber voltan malar, untuk mengelakkan pelarian haba.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

LED ini dibungkus dalam pakej gaya lampu standard. Lukisan pakej memberikan dimensi kritikal untuk reka bentuk tapak kaki PCB dan pemeriksaan jarak.

• Semua dimensi diberikan dalam milimeter.
• Satu nota utama menyatakan bahawa ketinggian flens mestilah kurang daripada 1.5mm (0.059 inci).
• Toleransi lalai untuk dimensi yang tidak dinyatakan ialah ±0.25mm.
• Lukisan biasanya menunjukkan jarak kaki, saiz badan pakej, bentuk kanta, dan kedudukan penunjuk katod (biasanya sisi rata atau kaki yang lebih pendek).

Pereka mesti mematuhi dimensi ini dengan ketat apabila mencipta corak tanah PCB untuk memastikan pematerian dan penjajaran yang betul.

6. Garis Panduan Pematerian dan Pemasangan

Pengendalian yang betul adalah penting untuk mengekalkan kebolehpercayaan. Datasheet memberikan arahan terperinci.

6.1 Pembentukan Kaki

• Lenturan mesti berlaku sekurang-kurangnya 3mm dari pangkal mentol epoksi.
• Bentuk kaki sebelum pematerian.
• Elakkan tekanan pada pakej; potong kaki pada suhu bilik.
• Lubang PCB mesti sejajar sempurna dengan kaki LED untuk mengelakkan tekanan pemasangan.

6.2 Penyimpanan

• Simpan pada ≤30°C dan ≤70% RH. Jangka hayat rak adalah 3 bulan dari penghantaran.
• Untuk penyimpanan lebih lama (sehingga 1 tahun), gunakan bekas tertutup dengan nitrogen dan bahan pengering.
• Elakkan perubahan suhu yang cepat dalam persekitaran lembap untuk mengelakkan kondensasi.

6.3 Proses Pematerian

Pematerian Tangan: Hujung besi pemateri ≤300°C (maks 30W), masa ≤3 saat, simpan sambungan pateri ≥3mm dari mentol.Pematerian Gelombang/DIPPemanasan Awal ≤100°C (≤60 saat), mandian pateri ≤260°C untuk ≤5 saat, simpan sambungan ≥3mm dari mentol. Graf profil pematerian yang disyorkan disediakan, menunjukkan peningkatan beransur-ansur, dataran dalam had 260°C, dan penyejukan terkawal. Penyejukan pantas tidak disyorkan. Elakkan kitaran pematerian berganda dan tekanan mekanikal semasa LED panas.

6.4 Pembersihan

Jika perlu, bersihkan hanya dengan alkohol isopropil pada suhu bilik untuk ≤1 minit. Elakkan pembersihan ultrasonik melainkan telah diperakui terlebih dahulu, kerana ia boleh merosakkan die atau ikatan wayar.

6.5 Pengurusan Haba

Reka bentuk terma yang betul adalah kritikal. Arus operasi mesti dikurangkan penarafannya pada suhu ambien yang lebih tinggi (rujuk lengkung pengurangan penarafan). Suhu di sekitar LED dalam aplikasi akhir mesti dikawal untuk mengekalkan prestasi dan jangka hayat.

6.6 Langkah Berjaga-jaga ESD (Lepasan Elektrostatik)

LED adalah sensitif kepada ESD dan voltan lonjakan, yang boleh merosakkan die semikonduktor. Prosedur pengendalian ESD standard (contohnya, stesen kerja dibumikan, gelang pergelangan tangan) mesti diikuti semasa pemasangan dan pengendalian.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Spesifikasi Pembungkusan

LED dibungkus untuk perlindungan dan pengendalian automatik:

• Ia diletakkan dalam beg anti-elektrostatik.
• Beg dibungkus ke dalam kotak dalaman.
• Kotak dalaman dibungkus ke dalam kotak luar utama.
• Kuantiti Pembungkusan: Minimum 200 hingga 500 keping setiap beg. Lima beg setiap kotak dalaman. Sepuluh kotak dalaman setiap kotak luar.

7.2 Penjelasan Label

Label pembungkusan termasuk:

• CPN: Nombor Bahagian Pelanggan.
• P/N: Nombor Bahagian Pengilang (6324-15SUBC/S400-X10).
• QTY: Kuantiti dalam pakej.
• CAT/HUE/REF: Kod pengelasan untuk Keamatan, Panjang Gelombang, dan Voltan.
• LOT No: Nombor lot pembuatan yang boleh dikesan.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Biasa

Seperti yang disenaraikan, aplikasi utama adalah sebagai penunjuk status atau lampu latar dalam:

• TV dan Monitor (penunjuk kuasa, sumber input).
• Telefon (penunggu mesej, status talian).
• Komputer dan Periferal (kuasa hidup, aktiviti HDD).

Kecerahan tingginya juga menjadikannya sesuai untuk penunjuk panel dalam persekitaran yang terang.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Litar Pemacu: Sentiasa gunakan perintang pembatas arus bersiri atau pemacu arus malar. Kira nilai perintang menggunakan R = (Voltan Bekalan - V_F) / I_F. Gunakan V_Fmaksimum dari datasheet untuk memastikan arus tidak melebihi had di bawah semua keadaan.
• Pengurusan Haba: Pada PCB, pastikan kawasan kuprum yang mencukupi di sekitar kaki LED bertindak sebagai penyerap haba, terutamanya jika dipacu berhampiran arus maksimum.
• Sudut Pandangan: Pilih varian sudut pandangan yang sesuai untuk aplikasi. Sudut 60 darjah menawarkan keseimbangan yang baik antara kecerahan paksi dan penglihatan luas.
• Perlindungan ESD: Dalam persekitaran sensitif, pertimbangkan untuk menambah diod penindasan voltan sementara (TVS) atau kapasitor kecil selari dengan LED (dengan perintang bersiri) untuk melindungi daripada lonjakan voltan.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Walaupun perbandingan pesaing langsung memerlukan nombor bahagian alternatif khusus, ciri pembezaan utama LED ini berdasarkan datasheetnya ialah:

• Kecerahan Tinggi: 500 mcd tipikal pada 20mA adalah output yang ketara untuk pakej lampu standard.
• Pematuhan Komprehensif: Pematuhan serentak dengan piawaian RoHS, REACH, dan Bebas Halogen adalah kelebihan yang kuat untuk pasaran global dan reka bentuk yang peka alam sekitar.
• Spesifikasi Teguh: Penarafan maksimum mutlak yang jelas dan arahan pengendalian terperinci mengurangkan risiko aplikasi.
• Ketersediaan Pita & Gegelung: Menyokong pemasangan automatik berkelajuan tinggi, mengurangkan kos pembuatan untuk pengeluaran volum tinggi.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S1: Bolehkah saya memacu LED ini dengan bekalan 5V secara langsung?J: Tidak boleh. Voltan hadapan tipikal ialah 3.3V. Menyambungkannya terus ke 5V akan menyebabkan aliran arus yang berlebihan, berpotensi memusnahkan LED. Anda mesti menggunakan perintang pembatas arus. Contohnya, dengan bekalan 5V dan sasaran 20mA, menggunakan V_Fmaksimum 3.7V untuk keselamatan: R = (5V - 3.7V) / 0.020A = 65 Ohm. Perintang 68 Ohm akan menjadi pilihan standard.

S2: Mengapakah keamatan bercahaya berkurangan apabila suhu ambien meningkat?J: Ini adalah ciri asas LED semikonduktor. Apabila suhu meningkat, kecekapan proses gabungan semula penjanaan cahaya di dalam cip InGaN berkurangan, membawa kepada output optik yang lebih rendah untuk input elektrik yang sama. Lengkung pengurangan penarafan mengukur kesan ini.

S3: Apakah perbezaan antara Panjang Gelombang Puncak dan Panjang Gelombang Dominan?J: Panjang Gelombang Puncak (468 nm) ialah puncak fizikal spektrum cahaya yang dipancarkan. Panjang Gelombang Dominan (470 nm) ialah nilai yang dikira yang mewakili panjang gelombang tunggal cahaya monokromatik tulen yang akan dirasakan oleh mata manusia sebagai mempunyai warna yang sama dengan output LED. Ia selalunya hampir tetapi tidak sama.

S4: Betapa kritikalnya jarak 3mm untuk pematerian dan lenturan kaki?J: Sangat kritikal. Mentol resin epoksi sensitif kepada haba dan tekanan mekanikal. Menjaga jarak 3mm memastikan haba dari pematerian tidak mengejutkan epoksi secara terma (menyebabkan retakan atau pengelupasan) dan tekanan lenturan tidak dipindahkan ke ikatan wayar dalaman yang rapuh yang disambungkan ke die semikonduktor.

11. Kes Penggunaan dan Reka Bentuk Praktikal

Senario: Mereka bentuk penunjuk kuasa panel hadapan untuk komputer meja. Keperluan: Boleh dilihat dalam bilik yang terang, dikuasakan dari rel sandaran 5V sistem, boleh dipercayai untuk operasi jangka panjang.Langkah Reka Bentuk: 1.Pemilihan Komponen: LED biru ini sesuai kerana kecerahan tingginya (500 mcd tipikal). 2.Pengiraan Litar: Menggunakan rel sandaran 5V. Mengandaikan V_Fkonservatif 3.5V dan I_Fyang dikehendaki 15mA (untuk jangka hayat panjang dan haba lebih rendah), nilai perintang ialah R = (5V - 3.5V) / 0.015A = 100 Ohm. Penarafan kuasa perintang: P = I²R = (0.015)²* 100 = 0.0225W. Perintang standard 1/8W (0.125W) adalah lebih daripada mencukupi. 3.Susun Atur PCB: Letakkan LED di lokasi panel hadapan. Sertakan tuangan kuprum yang luas disambungkan ke kaki katod dan anod untuk bertindak sebagai penyerap haba. Ikut dimensi pakej untuk tapak kaki. 4.Pemasangan: Ikut garis panduan pematerian gelombang jika PCB dipasang melalui proses itu, pastikan LED diletakkan terakhir atau ditutup jika mungkin untuk mengurangkan pendedahan haba.

12. Pengenalan Prinsip Operasi

LED ini berdasarkan cip semikonduktor yang diperbuat daripada Indium Gallium Nitride (InGaN), seperti yang ditunjukkan dalam bahagian bahan. Apabila voltan hadapan melebihi ambang diod (lebih kurang 2.7V) dikenakan, elektron dan lubang disuntik ke dalam kawasan aktif cip. Apabila pembawa cas ini bergabung semula, mereka membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi khusus aloi InGaN menentukan tenaga jurang jalur, yang secara langsung mentakrifkan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, biru (~470 nm). Kanta resin epoksi berfungsi untuk melindungi cip, membentuk pancaran output cahaya (sudut pandangan 60 darjah), dan meningkatkan pengekstrakan cahaya dari bahan semikonduktor.

13. Trend Teknologi

Teknologi LED terus berkembang. Walaupun komponen ini mewakili produk standard yang matang, trend industri yang lebih luas yang mempengaruhi peranti sedemikian termasuk:

• Kecekapan Meningkat: Penyelidikan sains bahan yang berterusan bertujuan untuk meningkatkan lumen-per-watt (keberkesanan) LED, mengurangkan penggunaan tenaga untuk output cahaya yang sama.
• Pengecilan: Dorongan untuk peranti elektronik yang lebih kecil mendorong LED dalam tapak kaki pakej yang semakin kecil sambil mengekalkan atau meningkatkan kecerahan.
• Kebolehpercayaan Dipertingkatkan: Penambahbaikan dalam bahan pembungkusan dan teknik pelekatan die terus melanjutkan jangka hayat operasi dan toleransi kepada persekitaran yang keras.
• Integrasi Pintar: Trend ke arah LED dengan pemacu bersepadu, pengawal, atau bahkan penderia dalam pakej, walaupun ini lebih lazim dalam modul pencahayaan mewah berbanding lampu penunjuk asas.

Datasheet ini mencerminkan produk yang mantap dan boleh dipercayai yang direka untuk aplikasi pasaran massa di mana prestasi terbukti dan keberkesanan kos adalah paling penting.