Dokumen Teknikal - Spesifikasi Lengkap untuk LED Dwi Warna SMD (Hijau/Kuning) - Pakej 3.2x2.8x1.9mm - Voltan 2.0V - Kuasa 75mW

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk lampu LED dwi warna permukaan-pasang yang padat. Peranti ini direka untuk proses pemasangan papan litar bercetak (PCB) automatik dan sesuai untuk aplikasi di mana ruang adalah kekangan kritikal. Ia menggabungkan dua cip LED berbeza dalam satu pakej tunggal, membolehkan penunjukan status pelbagai atau percampuran warna dalam jejak yang minimum.

1.1 Ciri Teras dan Sasaran Pasaran

Kelebihan utama komponen ini termasuk pematuhannya dengan arahan RoHS, penggunaan teknologi semikonduktor AlInGaP kecerahan tinggi, dan pembungkusan yang serasi dengan format pita-dan-gelendong standard untuk pemasangan volum tinggi. Reka bentuknya serasi dengan proses pematerian aliran balik inframerah (IR). Aplikasi sasaran merangkumi pelbagai elektronik pengguna dan perindustrian, termasuk tetapi tidak terhad kepada peralatan telekomunikasi (cth., telefon bimbit), peranti pengkomputeran mudah alih (cth., komputer riba), perkakasan rangkaian, perkakas rumah, papan tanda dalaman, lampu latar papan kekunci, dan fungsi penunjuk status.

2. Parameter Teknikal: Tafsiran Objektif Mendalam

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Mengendalikan peranti melebihi had ini boleh menyebabkan kerosakan kekal. Penarafan utama termasuk pembuangan kuasa maksimum 75 mW setiap cip warna, arus terus hadapan berterusan 30 mA, dan arus hadapan puncak 80 mA di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms). Voltan songsang maksimum yang dibenarkan ialah 5 V. Peranti ini dinilai untuk julat suhu operasi -30°C hingga +85°C dan julat suhu penyimpanan -40°C hingga +85°C.

2.2 Ciri Elektro-Optik

Diukur pada arus ujian standard 20 mA dan suhu ambien 25°C, voltan hadapan tipikal (Vf) untuk kedua-dua cip hijau dan kuning ialah 2.0 V, dengan julat ditetapkan dari 1.5 V (Min) hingga 2.4 V (Maks). Keamatan bercahaya (Iv) adalah metrik prestasi utama. Untuk cip hijau, nilai tipikal ialah 35.0 mcd (millicandela), dengan minimum 18.0 mcd. Cip kuning mempamerkan keluaran tipikal yang lebih tinggi pada 75.0 mcd, dengan minimum 28.0 mcd. Sudut pandangan (2θ1/2), ditakrifkan sebagai sudut penuh di mana keamatan jatuh kepada separuh nilai paksi, biasanya 130 darjah, menunjukkan corak pandangan yang luas. Panjang gelombang dominan (λd) mentakrifkan warna yang dilihat. Untuk hijau, ia biasanya berpusat pada 571 nm (julat 564-578 nm), dan untuk kuning, pada 589 nm (julat 582-596 nm). Lebar separuh garis spektrum (Δλ) biasanya 15.0 nm untuk kedua-dua warna.

3. Penjelasan Sistem Peringkat Bin

Produk ini dikelaskan mengikut bin prestasi untuk memastikan konsistensi dalam aplikasi. Dua parameter binning utama digunakan: Keamatan Bercahaya (Iv) dan Panjang Gelombang Dominan (Hue).

3.1 Binning Keamatan Bercahaya

LED hijau boleh didapati dalam bin keamatan M (18.0-28.0 mcd), N (28.0-45.0 mcd), dan P (45.0-71.0 mcd). LED kuning menawarkan bin N (28.0-45.0 mcd), P (45.0-71.0 mcd), Q (71.0-112.0 mcd), dan R (112.0-180.0 mcd). Toleransi +/-15% digunakan dalam setiap bin.

3.2 Binning Hue (Panjang Gelombang)

Untuk LED hijau, panjang gelombang dominan dibin sebagai C (567.5-570.5 nm), D (570.5-573.5 nm), dan E (573.5-576.5 nm), dengan toleransi +/-1 nm setiap bin. Kawalan tepat ini memastikan konsistensi warna merentasi kumpulan pengeluaran, yang kritikal untuk aplikasi yang memerlukan rupa seragam.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Walaupun data grafik khusus dirujuk dalam dokumen sumber (cth., Rajah 1 untuk pancaran spektrum, Rajah 5 untuk sudut pandangan), lengkung tipikal untuk peranti sedemikian menggambarkan hubungan penting. Lengkung Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (I-V) menunjukkan hubungan eksponen ciri diod. Lengkung Keamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan biasanya menunjukkan peningkatan keluaran cahaya yang hampir linear dengan arus sehingga satu titik, selepas itu kecekapan mungkin jatuh. Lengkung taburan spektrum akan menunjukkan satu puncak untuk setiap cip monokromatik, dengan lebar separuh mentakrifkan ketulenan warna. Memahami lengkung ini adalah penting untuk reka bentuk litar, terutamanya untuk memandu LED pada kecekapan optimum dan meramalkan keluaran cahaya di bawah keadaan operasi yang berbeza.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej dan Penugasan Pin

Peranti ini mempunyai jejak SMD standard. Dimensi kritikal termasuk saiz badan kira-kira 3.2 mm panjang dan 2.8 mm lebar, dengan ketinggian tipikal 1.9 mm. Toleransi biasanya ±0.1 mm. Pakej menggunakan kanta jernih air. Penugasan pin adalah seperti berikut: Pin 1 dan 3 ditugaskan kepada cip AlInGaP hijau, manakala pin 2 dan 4 ditugaskan kepada cip AlInGaP kuning. Konfigurasi ini membolehkan kawalan bebas setiap warna.

5.2 Susun Atur Pad Lampiran PCB yang Disyorkan

Corak land (jejak) yang disyorkan disediakan untuk memastikan pematerian yang boleh dipercayai dan penjajaran mekanikal yang betul. Corak ini biasanya termasuk pad yang sedikit lebih besar daripada terminal peranti untuk memudahkan pembentukan fillet pateri yang baik, yang kritikal untuk kekuatan sendi dan pembuangan haba.

6. Panduan Pematerian dan Pemasangan

6.1 Parameter Pematerian Aliran Balik IR

Untuk proses pemasangan bebas plumbum (Pb-free), profil aliran balik khusus disyorkan. Suhu badan puncak tidak boleh melebihi 260°C, dan masa di atas 260°C harus dihadkan kepada maksimum 10 saat. Peringkat pra-panas sehingga 200°C adalah dinasihatkan. Profil harus dicirikan untuk reka bentuk PCB khusus, pes pateri, dan ketuhar yang digunakan. Peranti ini layak untuk maksimum dua kitaran aliran balik di bawah keadaan ini.

6.2 Pematerian Manual

Jika pematerian manual dengan besi diperlukan, suhu hujung harus dikawal kepada maksimum 300°C, dan masa pematerian setiap kaki tidak boleh melebihi 3 saat. Pematerian manual harus dilakukan hanya sekali.

6.3 Penyimpanan dan Pengendalian

LED adalah sensitif kelembapan (MSL 3). Apabila disimpan dalam beg penghalang kelembapan tertutup asal dengan penyerap lembapan, ia harus disimpan pada ≤30°C dan ≤90% RH dan digunakan dalam tempoh satu tahun. Setelah beg dibuka, komponen harus disimpan pada ≤30°C dan ≤60% RH. Adalah disyorkan untuk melengkapkan proses aliran balik IR dalam tempoh satu minggu selepas membuka beg. Untuk komponen yang disimpan di luar pembungkusan asal selama lebih dari seminggu, prosedur pembakaran (cth., 60°C selama sekurang-kurangnya 20 jam) diperlukan sebelum pematerian untuk membuang kelembapan yang diserap dan mencegah kerosakan \"popcorning\" semasa aliran balik.

6.4 Pembersihan

Jika pembersihan selepas pematerian diperlukan, hanya pelarut yang ditetapkan harus digunakan. Merendam LED dalam etil alkohol atau isopropil alkohol pada suhu bilik selama kurang dari satu minit boleh diterima. Bahan kimia yang tidak ditentukan boleh merosakkan bahan pakej.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

Komponen dibekalkan pada pita pembawa timbul lebar 8 mm yang dililit pada gelendong diameter 7-inci (178 mm), mengikut piawaian EIA-481. Setiap gelendong mengandungi 3000 keping. Pita menggunakan pita penutup untuk menutup poket komponen. Untuk kuantiti kurang daripada gelendong penuh, kuantiti pembungkusan minimum 500 keping digunakan untuk lot baki.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Biasa

LED dwi warna ini sesuai untuk penunjukan pelbagai status. Sebagai contoh, dalam penghala rangkaian, cip hijau boleh menunjukkan \"kuasa hidup/operasi normal,\" manakala cip kuning boleh menunjukkan \"aktiviti data\" atau \"amaran sistem.\" Dalam elektronik pengguna, ia boleh berfungsi sebagai penunjuk pengecasan/status gabungan. Saiznya yang kecil menjadikannya sesuai untuk lampu latar papan kekunci mini atau ikon pada peranti mudah alih.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

Pembatasan Arus:Sentiasa gunakan perintang pembatasan arus bersiri untuk setiap cip LED. Nilai perintang boleh dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (Vsupply - Vf_LED) / I_desired. Menggunakan Vf tipikal 2.0V dan arus dikehendaki 20 mA dengan bekalan 5V, R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ω.

Pengurusan Terma:Walaupun pembuangan kuasa adalah rendah, memastikan tembaga PCB yang mencukupi di sekitar pad terma (jika ada) atau kaki membantu membuang haba, terutamanya dalam persekitaran suhu ambien tinggi, mengekalkan jangka hayat LED dan keluaran cahaya yang stabil.

Perlindungan ESD:Peranti ini sensitif kepada nyahcas elektrostatik (ESD). Kawalan ESD yang betul (gelang pergelangan tangan, stesen kerja dibumikan, busa konduktif) mesti digunakan semasa pengendalian dan pemasangan.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan LED SMD satu warna, peranti ini menawarkan penjimatan ruang dengan menggabungkan dua fungsi dalam satu pakej, mengurangkan ruang PCB dan masa pemasangan. Penggunaan teknologi AlInGaP biasanya menawarkan kecekapan bercahaya yang lebih tinggi dan kestabilan suhu yang lebih baik berbanding dengan beberapa teknologi LED lain untuk warna khusus ini (hijau dan kuning), menghasilkan keluaran yang lebih terang dan lebih konsisten merentasi julat suhu operasi.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Bolehkah saya memandu kedua-dua LED hijau dan kuning secara serentak pada arus DC maksimum mereka (30 mA setiap satu)?

J: Secara teknikalnya ya, tetapi anda mesti mempertimbangkan jumlah pembuangan kuasa. Operasi serentak pada 30mA setiap satu akan mengakibatkan pembuangan kuasa gabungan yang mungkin melebihi had yang disyorkan jika voltan hadapan berada pada hujung julat yang lebih tinggi. Lebih selamat untuk beroperasi di bawah penarafan maksimum mutlak, mungkin pada 20 mA setiap satu, dan memastikan reka bentuk terma yang mencukupi.

S: Apakah perbezaan antara panjang gelombang puncak dan panjang gelombang dominan?

J: Panjang gelombang puncak (λp) adalah panjang gelombang di mana taburan kuasa spektrum adalah maksimum. Panjang gelombang dominan (λd) adalah panjang gelombang tunggal cahaya monokromatik yang sepadan dengan warna yang dilihat LED apabila dibandingkan dengan cahaya putih rujukan. λd lebih relevan untuk spesifikasi warna dalam aplikasi berpusatkan manusia.

S: Mengapakah keadaan penyimpanan selepas membuka beg begitu penting?

J: Pakej SMD boleh menyerap kelembapan dari udara. Semasa proses pematerian aliran balik suhu tinggi, kelembapan yang terperangkap ini boleh mengewap dengan cepat, mencipta tekanan dalaman yang boleh melapikkan pakej atau memecahkan die, kegagalan yang dikenali sebagai \"popcorning.\" Keadaan penyimpanan dan prosedur pembakaran yang ditetapkan mencegah ini.

11. Kes Aplikasi Praktikal

Senario: Mereka Bentuk Penunjuk Dwi Status untuk Peranti Mudah Alih

Seorang pereka mencipta pemain media padat dengan satu LED penunjuk. Keperluan adalah: hijau pepejal untuk \"main,\" hijau berkelip untuk \"jeda,\" dan kuning pepejal untuk \"pengecasan/siap sedia.\" Menggunakan LED dwi warna ini memudahkan reka bentuk. Mikropengawal dengan dua pin GPIO boleh mengawal cip hijau dan kuning secara bebas melalui suis transistor mudah atau terus jika GPIO boleh menyerap/memberi arus yang mencukupi. Sudut pandangan luas 130 darjah memastikan status kelihatan dari pelbagai sudut. Pereka memilih komponen dari bin keamatan dan hue yang sama untuk menjamin warna dan kecerahan seragam merentasi semua unit pengeluaran.

12. Pengenalan Prinsip

Diod Pemancar Cahaya (LED) adalah peranti semikonduktor yang memancarkan cahaya apabila arus elektrik melaluinya. Fenomena ini dipanggil elektroluminesens. Dalam LED AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida), tenaga elektrik menyebabkan elektron dan lubang bergabung semula dalam kawasan aktif semikonduktor, membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Warna cahaya khusus ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan semikonduktor, yang direkayasa dengan melaraskan nisbah unsur konstituen. Pakej LED dwi warna menempatkan dua cip semikonduktor sedemikian dengan jurang jalur berbeza, terpencil secara elektrik tetapi berkongsi struktur mekanikal biasa.

13. Trend Pembangunan

Trend umum dalam teknologi LED SMD terus ke arah kecekapan yang lebih tinggi (lebih lumen per watt), membolehkan paparan lebih terang atau penggunaan kuasa lebih rendah. Pengecilan kekal sebagai pemacu utama, membolehkan pembungkusan lebih padat dan faktor bentuk baru dalam elektronik pengguna. Terdapat juga fokus pada peningkatan penyampaian warna dan konsistensi, serta kebolehpercayaan yang dipertingkatkan di bawah keadaan persekitaran yang keras. Integrasi, seperti menggabungkan IC kawalan dengan LED dalam satu pakej (\"LED pintar\"), adalah satu lagi bidang yang berkembang untuk memudahkan reka bentuk sistem.