Lembaran Data LED Biru PLCC2 3.5x2.8x1.84mm - Voltan Hadapan 3.0V - Kuasa 102mW - 465-475nm

1. Gambaran Keseluruhan Produk

RF-BNRA30TS-BB ialah LED biru berprestasi tinggi yang direka untuk aplikasi mencabar seperti pencahayaan dalaman automotif dan suis. Ia menggunakan teknologi GaN-atas-substrat untuk menghasilkan panjang gelombang dominan 465-475 nm dengan voltan hadapan tipikal 3.0 V pada 20 mA. Peranti ini ditempatkan dalam pakej PLCC2 padat berukuran 3.50 mm x 2.80 mm x 1.84 mm, menjadikannya sesuai untuk pemasangan SMT automatik. Dengan sudut pandangan yang sangat luas iaitu 120 darjah dan tahap kelembapan 2, LED ini menawarkan fleksibiliti reka bentuk yang sangat baik. Ia mematuhi sepenuhnya arahan RoHS dan REACH serta telah lulus ujian kelayakan berdasarkan garis panduan AEC-Q101 untuk semikonduktor diskret gred automotif.

2. Penerokaan Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Ciri Elektrik

Pada keadaan ujian IF = 20 mA dan Ts = 25 °C, voltan hadapan (VF) berkisar antara 2.8 V (minimum) hingga 3.4 V (maksimum) dengan nilai tipikal 3.0 V. Arus songsang (IR) pada VR = 5 V dihadkan kepada maksimum 10 μA. Keamatan bercahaya (IV) berkisar antara 430 mcd (minimum) hingga 800 mcd (maksimum) di bawah keadaan ujian yang sama, dengan nilai tipikal 600 mcd. Panjang gelombang dominan (Wd) ditetapkan antara 465 nm dan 475 nm, dengan nilai tipikal 467 nm.

2.2 Kadar Maksimum Mutlak

LED tidak boleh melebihi kadar maksimum mutlak berikut: pelesapan kuasa (PD) 102 mW, arus hadapan (IF) 30 mA, arus hadapan puncak (IFP) 100 mA (kitar tugas 1/10, lebar denyut 10 ms), voltan songsang (VR) 5 V, nyahcas elektrostatik (ESD) 2000 V (HBM), suhu operasi (TOPR) -40 hingga +100 °C, suhu simpanan (TSTG) -40 hingga +100 °C, dan suhu simpang (TJ) 120 °C. Melebihi kadar ini boleh menyebabkan kerosakan kekal.

2.3 Ciri Termal

Rintangan haba dari simpang ke titik pematerian (RthJ-S) ditetapkan pada maksimum 300 °C/W. Pengurusan haba yang betul adalah penting untuk mengekalkan suhu simpang di bawah 120 °C dan memastikan kebolehpercayaan jangka panjang.

3. Sistem Pengelompokan

3.1 Kumpulan Voltan Hadapan

Pada IF = 20 mA, voltan hadapan dibahagikan kepada enam kumpulan: G1 (2.8-2.9 V), G2 (2.9-3.0 V), H1 (3.0-3.1 V), H2 (3.1-3.2 V), I1 (3.2-3.3 V), I2 (3.3-3.4 V). Pengelompokan ini membolehkan pelanggan memilih LED dengan toleransi VF yang ketat untuk pengagihan arus seragam dalam konfigurasi siri atau selari.

3.2 Kumpulan Keamatan Bercahaya

Keamatan bercahaya dikelompokkan kepada J20 (430-530 mcd), K10 (530-650 mcd), dan K20 (650-800 mcd). Ini memastikan kecerahan yang konsisten dalam aplikasi yang memerlukan output cahaya yang sepadan.

3.3 Kumpulan Panjang Gelombang Dominan

Panjang gelombang dominan dikelompokkan kepada D10 (465-467.5 nm), D20 (467.5-470 nm), E10 (470-472.5 nm), dan E20 (472.5-475 nm). Ini memberikan kawalan warna yang ketat untuk pencahayaan dalaman automotif di mana ketekalan warna adalah kritikal.

4. Analisis Lengkung Prestasi

4.1 Voltan Hadapan vs. Arus Hadapan

Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1-7, arus hadapan meningkat secara eksponen dengan voltan hadapan. Pada 3.0 V arus adalah kira-kira 20 mA; pada 3.2 V ia meningkat kepada kira-kira 120 mA. Ini menekankan keperluan untuk perintang pengehad arus atau pemacu arus malar.

4.2 Keamatan Relatif vs. Arus Hadapan

Rajah 1-8 menunjukkan bahawa keamatan bercahaya relatif meningkat hampir secara linear dengan arus hadapan sehingga 30 mA. Pada 20 mA keamatan relatif adalah kira-kira 80%, dan pada 30 mA ia mencapai kira-kira 100%.

4.3 Suhu Pematerian vs. Keamatan Relatif dan Arus Hadapan

Rajah 1-9 dan 1-10 menunjukkan bahawa apabila suhu pematerian meningkat dari 25 °C ke 100 °C, keamatan relatif menurun kepada kira-kira 85% daripada nilainya pada 25 °C, dan arus hadapan maksimum yang dibenarkan berkurang dari 30 mA kepada kira-kira 10 mA. Pengurangan terma adalah penting untuk operasi yang boleh dipercayai pada suhu ambien yang tinggi.

4.4 Voltan Hadapan vs. Suhu Pematerian

Daripada Rajah 1-11, voltan hadapan menurun secara linear dengan peningkatan suhu pada kadar kira-kira -2 mV/°C. Pekali suhu negatif ini mesti dipertimbangkan dalam reka bentuk penukar.

4.5 Corak Sinaran

Rajah sinaran (Rajah 1-12) menunjukkan taburan seperti lambertian dengan sudut separuh kuasa kira-kira 120 darjah, mengesahkan ciri sudut pandangan yang luas.

4.6 Spektrum dan Panjang Gelombang vs. Arus

Rajah 1-13 menggambarkan bahawa panjang gelombang dominan berubah sedikit (dalam ±3 nm) apabila arus hadapan berbeza dari 0 hingga 80 mA. Spektrum (Rajah 1-14) adalah puncak sempit yang berpusat sekitar 467 nm dengan lebar penuh pada separuh maksimum kira-kira 25 nm, tipikal untuk LED biru InGaN.

5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

5.1 Dimensi Pakej

Pakej LED berukuran 3.50 mm x 2.80 mm x 1.84 mm (panjang x lebar x tinggi). Pandangan atas menunjukkan kawasan pemancar cahaya segi empat tepat kira-kira 2.40 mm x 2.18 mm. Pandangan bawah mendedahkan dua pad pematerian dengan tanda kekutuban: pad anod lebih besar (2.0 mm x 1.25 mm) dan pad katod lebih kecil (0.75 mm x 1.25 mm). Pad pematerian yang disyorkan (Rajah 1-5) disediakan dengan jarak 4.45 mm antara pusat pad untuk memastikan pembentukan sambungan pematerian yang betul. Semua dimensi dalam milimeter dengan toleransi ±0.2 mm melainkan dinyatakan sebaliknya.

5.2 Kekutuban dan Pengendalian

LED mempunyai tanda kekutuban yang jelas (titik kecil atau takuk pada pakej) yang menunjukkan sisi katod. Berhati-hati harus diambil untuk menjajarkan tanda kekutuban dengan skrin sutera PCB. Enkapsulan silikon adalah lembut; elakkan daripada memberikan tekanan terus ke atas permukaan kanta semasa pengendalian atau operasi ambil-dan-letak.

6. Garis Panduan Pematerian dan Pemasangan

6.1 Profil Pematerian Reflow

Profil pematerian reflow yang disyorkan mengikut piawaian JEDEC: pemanasan awal dari 150 °C hingga 200 °C selama 60-120 saat, naik ke 217 °C dengan kecerunan maksimum 3 °C/s, kekal di atas 217 °C selama tidak lebih daripada 60 saat, suhu puncak 260 °C sehingga 10 saat (dengan maksimum 30 saat dalam 5 °C dari puncak), dan penyejukan pada kadar tidak melebihi 6 °C/s. Jumlah masa dari 25 °C ke puncak hendaklah kurang daripada 8 minit. Jangan lakukan reflow lebih daripada dua kali, dan jika lebih daripada 24 jam berlalu antara reflow, LED mesti dibakar sebelum digunakan semula.

6.2 Pematerian Tangan

Untuk pematerian manual, gunakan besi pematerian yang ditetapkan di bawah 300 °C dan selesaikan sambungan dalam masa kurang daripada 3 saat. Hanya satu operasi pematerian tangan dibenarkan bagi setiap LED.

6.3 Penyimpanan dan Pembakaran

Beg penghalang kelembapan yang belum dibuka hendaklah disimpan pada ≤30 °C dan ≤75% kelembapan relatif, untuk digunakan dalam tempoh satu tahun dari tarikh pengedap. Selepas dibuka, gunakan dalam masa 24 jam pada ≤30 °C dan ≤60% RH. Sekiranya keadaan penyimpanan melebihi atau penunjuk pengering telah berubah warna, bakar LED pada 60±5 °C selama ≥24 jam sebelum digunakan.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Pita Pembawa dan Gelendong

LED dibekalkan dalam pembungkusan pita-dan-gelendong dengan 2000 keping setiap gelendong. Pita pembawa mempunyai lebar 8.0 mm, dengan jarak 4.0 mm (tipikal untuk PLCC2). Diameter gelendong ialah 178 mm, diameter hab 60 mm, dan diameter teras 13.0 mm. Pita mempunyai pita penutup yang dimeterai haba di bahagian atas.

7.2 Maklumat Label

Setiap gelendong membawa label yang mengandungi: Nombor Bahagian (PART NO.), Nombor Spesifikasi (SPEC NO.), Nombor Lot (LOT NO.), Kod Bin (BIN CODE), Fluks Bercahaya (Ф), Bin Kromatik (XY), Voltan Hadapan (VF), Panjang Gelombang (WLD), Kuantiti (QTY), dan Tarikh Pembuatan (DATE). Kod bin adalah penting untuk memesan kombinasi VF/IV/Wd tertentu.

7.3 Beg Penghalang Kelembapan dan Kotak

Gelendong dimeterai dalam beg penghalang kelembapan bersama dengan pengering dan kad penunjuk kelembapan. Beg tersebut kemudiannya dibungkus ke dalam kotak kadbod untuk penghantaran. Kotak luar membawa amaran pengendalian seperti "Perhatian: Patuhi Langkah Berjaga-jaga untuk Mengendalikan Peranti Sensitif Elektrostatik."

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Aplikasi Biasa

LED biru ini sesuai untuk pencahayaan dalaman automotif seperti pencahayaan papan pemuka, pencahayaan ambien, dan penunjuk suis. Ia juga boleh digunakan dalam penunjuk status, lampu latar, dan papan tanda umum di mana sumber cahaya biru spektrum sempit diperlukan.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Sentiasa sertakan perintang pengehad arus atau gunakan pemacu arus malar untuk mengelakkan arus lebih akibat variasi VF.
• Kekalkan suhu simpang di bawah 120 °C dengan menyediakan sink haba yang mencukupi atau dengan mengurangkan arus hadapan pada suhu ambien yang tinggi.
• Dalam tatasusunan siri/selari, pastikan setiap LED menerima arus yang hampir sama dengan memadankan kumpulan VF atau menggunakan sumber arus individu.
• Elakkan pendedahan kepada sebatian yang mengandungi sulfur melebihi 100 ppm, bromin melebihi 900 ppm, klorin melebihi 900 ppm, atau jumlah halogen melebihi 1500 ppm dalam persekitaran sekeliling atau bahan yang berpasangan.
• Kurangkan sebatian organik mudah meruap (VOC) daripada pelekat, pengedap, atau plastik berdekatan untuk mengelakkan perubahan warna silikon dan kemerosotan output cahaya.
• Sediakan langkah perlindungan ESD (cth., stesen kerja dibumikan, pengion) kerana LED sensitif kepada nyahcas elektrostatik (ambang ESD 2 kV HBM).

9. Perbandingan Teknologi

Berbanding dengan LED PLCC2 standard, RF-BNRA30TS-BB menawarkan sudut pandangan yang lebih luas (120° berbanding 90° tipikal) dan pengelompokan panjang gelombang yang lebih ketat (langkah sehingga 2.5 nm). Kelayakan AEC-Q101 menjadikannya sesuai untuk keadaan tekanan automotif (kitaran suhu, kelembapan tinggi, dsb.) yang mungkin tidak dapat ditahan oleh bahagian gred pengguna. Rintangan haba 300 °C/W adalah tipikal untuk pakej ini tetapi memerlukan pengurusan haba yang teliti dalam aplikasi kuasa tinggi.

10. Soalan Lazim

10.1 Bolehkah saya menggunakan LED ini pada 30 mA secara berterusan?

Ya, arus hadapan maksimum mutlak ialah 30 mA. Walau bagaimanapun, pada arus ini suhu simpang mungkin meningkat dengan ketara bergantung pada persekitaran terma. Adalah disyorkan untuk mengurangkan arus pada suhu pematerian yang tinggi seperti yang ditunjukkan dalam lengkung pengurangan. Untuk kebolehpercayaan jangka panjang, operasi pada 20-25 mA adalah lebih baik.

10.2 Apakah kecerahan tipikal pada 20 mA?

Keamatan bercahaya tipikal ialah 600 mcd pada IF=20 mA. Bergantung pada kumpulan, ia boleh berkisar antara 430 hingga 800 mcd.

10.3 Bagaimana saya membersihkan LED selepas pematerian?

Gunakan alkohol isopropil sebagai pelarut pembersih. Elakkan pembersihan ultrasonik kerana ia boleh merosakkan LED. Pastikan mana-mana pelarut pembersih tidak menyerang enkapsulan silikon.

11. Contoh Kes Aplikasi

Pertimbangkan jalur lampu ambien dalaman automotif yang mengandungi 20 LED dalam siri. Setiap LED mempunyai VF tipikal 3.0 V pada 20 mA. Dengan mengandaikan sistem elektrik kenderaan 14 V, penurunan voltan siri ialah 60 V, yang melebihi bekalan. Sebaliknya, konfigurasi selari dengan perintang pengehad arus individu adalah lebih praktikal. Untuk satu LED, perintang (14 V – 3.0 V) / 0.02 A = 550 Ω (gunakan nilai standard 560 Ω) akan mengehadkan arus kepada kira-kira 19.6 mA. Jika berbilang LED digunakan, setiap satu harus mempunyai perintang sendiri untuk mengelakkan pengambilan arus akibat perbezaan kumpulan VF.

12. Prinsip Operasi

LED biru adalah berdasarkan Galium Nitrida (GaN) yang ditumbuhkan secara epitaksi pada substrat nilam atau silikon. Apabila dipincang hadapan, elektron dan lubang bergabung semula di kawasan telaga kuantum, memancarkan foton dengan tenaga yang sepadan dengan jurang jalur bahan InGaN. Panjang gelombang dominan dikawal oleh komposisi indium. Output cahaya diekstrak melalui pakej lutsinar dan kanta silikon, yang juga membentuk corak sinaran.

13. Trend Pembangunan

LED biru terus berkembang ke arah kecekapan yang lebih tinggi (lm/W) dan kestabilan warna yang lebih baik terhadap suhu dan jangka hayat. Industri automotif menuntut standard kebolehpercayaan yang lebih tinggi seperti AEC-Q102, dan versi masa depan produk ini mungkin menggabungkan pengurusan haba yang lebih baik dan julat suhu operasi yang lebih luas. Pengecilan (cth., pakej 2835 kekal popular) dan penyepaduan dengan kawalan pintar (cth., pencahayaan matriks) adalah trend yang berterusan.