Kandungan
- 1. Gambaran Keseluruhan Produk
- 2. Penarafan Maksimum Mutlak
- 3. Ciri-ciri Elektrik dan Optik
- 3.1 Keamatan Bercahaya dan Sudut Pandangan
- 3.2 Ciri-ciri Spektrum
- 3.3 Parameter Elektrik
- 4. Sistem Binning
- 4.1 Binning Keamatan Bercahaya
- 5. Panduan Pematerian dan Pemasangan
- 5.1 Profil Pematerian Reflow
- 5.2 Pematerian Tangan
- 5.3 Pembersihan
- 6. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan
- 6.1 Dimensi Pakej dan Penetapan Pin
- 6.2 Pembungkusan Pita dan Gegelung
- 7. Penyimpanan dan Pengendalian
- 7.1 Keadaan Penyimpanan
- 7.2 Keperluan Pembakaran
- 8. Nota Aplikasi dan Amaran
- 8.1 Kegunaan yang Diniatkan
- 8.2 Pertimbangan Reka Bentuk
- 9. Senario Aplikasi Biasa
- 10. Analisis Prestasi dan Lengkung
1. Gambaran Keseluruhan Produk
Dokumen ini menyediakan spesifikasi teknikal lengkap untuk LED peranti permukaan-pasang (SMD) dwi warna. Komponen ini menggabungkan dua cip semikonduktor berbeza dalam satu pakej: satu memancarkan cahaya biru menggunakan teknologi InGaN (Indium Gallium Nitride) dan satu lagi memancarkan cahaya merah menggunakan teknologi AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Phosphide). Reka bentuk ini membolehkan penyelesaian penunjuk atau pencahayaan pelbagai warna yang padat dalam tapak kaki serasi EIA standard.
LED ini dibungkus pada pita 8mm yang dililit pada gegelung berdiameter 7 inci, menjadikannya serasi sepenuhnya dengan peralatan pemasangan pick-and-place automatik berkelajuan tinggi yang digunakan dalam pembuatan elektronik moden. Ia diklasifikasikan sebagai produk hijau dan mematuhi arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya). Peranti ini juga direka untuk serasi dengan proses pematerian reflow inframerah (IR), yang merupakan piawaian untuk memasang komponen permukaan-pasang ke papan litar bercetak (PCB).
2. 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 dan tidak boleh dilampaui di bawah sebarang keadaan operasi.
- Pelesapan Kuasa:Cip Biru: 76 mW, Cip Merah: 75 mW.
- Arus Hadapan Puncak:Diukur pada kitaran tugas 1/10 dengan lebar denyut 0.1ms. Cip Biru: 100 mA, Cip Merah: 80 mA.
- Arus Hadapan DC:Arus hadapan berterusan maksimum. Cip Biru: 20 mA, Cip Merah: 30 mA.
- Julat Suhu Operasi:-20°C hingga +80°C.
- Julat Suhu Penyimpanan:-30°C hingga +100°C.
- Keadaan Pematerian Inframerah:Peranti ini boleh menahan suhu puncak 260°C selama maksimum 10 saat semasa pematerian reflow.
Mengendalikan LED berhampiran atau melebihi had ini boleh mengurangkan jangka hayat dan kebolehpercayaannya dengan ketara. Pereka bentuk mesti memastikan litar pemacu mengekalkan keadaan dalam julat yang ditentukan ini.
3. Ciri-ciri Elektrik dan Optik
Ciri-ciri ini diukur pada Ta=25°C di bawah keadaan ujian piawai dan mewakili prestasi tipikal peranti.
3.1 Keamatan Bercahaya dan Sudut Pandangan
Keamatan bercahaya (Iv) adalah ukuran kuasa cahaya yang dipancarkan dalam arah tertentu. Ia diukur dalam millicandelas (mcd).
- Cip Biru (InGaN):Keamatan bercahaya tipikal ialah 45.0 mcd pada arus hadapan (IF) 20 mA, dengan nilai minimum yang ditentukan 28.0 mcd.
- Cip Merah (AlInGaP):Keamatan bercahaya tipikal ialah 45.0 mcd pada IF=20 mA, dengan nilai minimum yang ditentukan 18.0 mcd.
Sudut pandangan (2θ1/2) ialah 130 darjah untuk kedua-dua warna. Ini adalah sudut penuh di mana keamatan bercahaya turun kepada separuh nilainya pada paksi tengah (0 darjah). Sudut 130 darjah menunjukkan corak pandangan yang luas, sesuai untuk aplikasi yang memerlukan keterlihatan meluas.
3.2 Ciri-ciri Spektrum
Sifat spektrum menentukan kualiti warna cahaya yang dipancarkan.
- Panjang Gelombang Puncak (λP):Panjang gelombang di mana spektrum pancaran paling kuat. Biru: 468 nm (Tipikal), Merah: 639 nm (Tipikal).
- Panjang Gelombang Dominan (λd):Panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia yang paling mewakili warna. Ini diperoleh daripada rajah kromatisiti CIE. Biru: 470 nm (Tipikal), Merah: 631 nm (Tipikal).
- Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):Lebar spektrum pancaran pada separuh keamatan maksimumnya. Biru: 25 nm (Tipikal), Merah: 20 nm (Tipikal). Separuh lebar yang lebih sempit menunjukkan warna yang lebih tepu dan tulen.
3.3 Parameter Elektrik
- Voltan Hadapan (VF):Susutan voltan merentasi LED apabila beroperasi pada arus yang ditentukan.
- Cip Biru: Tipikal 3.3V, Maksimum 3.8V pada IF=20 mA.
- Cip Merah: Tipikal 2.0V, Maksimum 2.4V pada IF=20 mA.
- Arus Songsang (IR):Arus bocor maksimum apabila voltan songsang (VR) 5V dikenakan. Kedua-dua cip mempunyai arus songsang maksimum 10 μA.Nota Penting:Parameter ini adalah untuk tujuan ujian sahaja; LED tidak direka untuk beroperasi di bawah pincang songsang.
Amaran ESD:LED sensitif kepada nyahcas elektrostatik (ESD). Langkah berjaga-jaga ESD yang betul, seperti menggunakan gelang pergelangan tangan dibumikan, tikar anti-statik, dan peralatan pengendalian, adalah wajib untuk mengelakkan kerosakan semasa pemasangan dan pengendalian.
4. Sistem Binning
Untuk mengambil kira variasi semula jadi dalam proses pembuatan, LED disusun ke dalam bin prestasi. Ini memastikan konsistensi dalam lot pengeluaran.
4.1 Binning Keamatan Bercahaya
Keamatan bercahaya untuk setiap warna dibin mengikut kod berikut. Toleransi dalam setiap bin adalah +/-15%.
Binning Cip Biru (mcd @20mA):
- Kod N: 28.0 – 45.0 mcd
- Kod P: 45.0 – 71.0 mcd
- Kod Q: 71.0 – 112.0 mcd
- Kod R: 112.0 – 180.0 mcd
Binning Cip Merah (mcd @20mA):
- Kod M: 18.0 – 28.0 mcd
- Kod N: 28.0 – 45.0 mcd
- Kod P: 45.0 – 71.0 mcd
- Kod Q: 71.0 – 112.0 mcd
Menentukan kod bin semasa pesanan membolehkan pereka bentuk memilih LED dengan tahap kecerahan yang dikehendaki untuk aplikasi mereka, memastikan konsistensi visual merentasi pelbagai unit.
5. Panduan Pematerian dan Pemasangan
5.1 Profil Pematerian Reflow
Peranti ini direka untuk proses pematerian bebas plumbum (Pb-free). Profil reflow inframerah (IR) yang dicadangkan disediakan, mematuhi piawaian JEDEC. Parameter utama termasuk:
- Pra-pemanasan:150°C hingga 200°C.
- Masa Pra-pemanasan:Maksimum 120 saat.
- Suhu Puncak:Maksimum 260°C.
- Masa Melebihi Likuidus:10 saat maksimum (disyorkan untuk maksimum dua kitaran reflow).
Profil tepat mesti dicirikan untuk reka bentuk PCB tertentu, pes pateri, dan ketuhar yang digunakan. Profil pada halaman 3 spesifikasi berfungsi sebagai sasaran generik.
5.2 Pematerian Tangan
Jika pematerian tangan diperlukan, penjagaan yang melampau mesti diambil:
- Suhu Besi Pemateri:Maksimum 300°C.
- Masa Pematerian:Maksimum 3 saat setiap sambungan.
- Pematerian tangan harus dihadkan kepada pembaikan sekali sahaja, bukan untuk pengeluaran besar-besaran.
5.3 Pembersihan
Hanya agen pembersih yang ditentukan harus digunakan. Bahan kimia yang tidak ditentukan mungkin merosakkan pakej LED.
- Pelarut Disyorkan:Etil alkohol atau isopropil alkohol.
- Prosedur:Rendam LED pada suhu biasa kurang daripada satu minit jika pembersihan diperlukan.
6. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan
6.1 Dimensi Pakej dan Penetapan Pin
LED datang dalam pakej SMD standard. Kanta adalah jernih air. Penetapan pin adalah seperti berikut:
- Pin 1, 2: Anod dan Katod untuk cip Biru (InGaN).
- Pin 3, 4: Anod dan Katod untuk cip Merah (AlInGaP).
Lukisan mekanikal terperinci disediakan dalam spesifikasi, menunjukkan semua dimensi kritikal dalam milimeter. Toleransi untuk kebanyakan dimensi ialah ±0.10 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Susun atur pad pateri yang dicadangkan untuk PCB juga disertakan untuk memastikan pembentukan sambungan pateri yang boleh dipercayai dan penjajaran yang betul semasa reflow.
6.2 Pembungkusan Pita dan Gegelung
LED dibekalkan dalam pita pembawa timbul piawai industri.
- Saiz Gegelung:7 inci diameter.
- Kuantiti per Gegelung:3000 keping.
- Kuantiti Pembungkusan Minimum:500 keping untuk baki kuantiti.
- Pita Penutup:Poket komponen kosong dimeterai dengan pita penutup atas.
- Lampu Hilang:Bilangan maksimum lampu hilang berturut-turut dalam pita ialah dua.
Pembungkusan ini mematuhi spesifikasi ANSI/EIA 481-1-A-1994, memastikan keserasian dengan peralatan pemasangan automatik.
7. Penyimpanan dan Pengendalian
7.1 Keadaan Penyimpanan
- Pakej Tertutup (dengan penyerap lembapan):Simpan pada ≤30°C dan ≤90% Kelembapan Relatif (RH). Gunakan dalam tempoh satu tahun.
- Pakej Dibuka:Persekitaran penyimpanan tidak boleh melebihi 30°C dan 60% RH. Untuk penyimpanan lanjutan di luar beg asal, simpan dalam bekas tertutup dengan penyerap lembapan atau dalam desikator nitrogen.
7.2 Keperluan Pembakaran
Jika LED telah disimpan di luar pembungkusan kalis lembapan asal mereka selama lebih daripada satu minggu, mereka mesti dibakar sebelum pematerian untuk membuang kelembapan yang diserap dan mengelakkan "popcorning" semasa reflow.
- Keadaan Pembakaran:Kira-kira 60°C selama sekurang-kurangnya 20 jam.
- Reflow Selepas Membuka:Adalah disyorkan untuk melengkapkan pematerian reflow IR dalam tempoh satu minggu selepas membuka pembungkusan asal.
8. Nota Aplikasi dan Amaran
8.1 Kegunaan yang Diniatkan
LED ini direka untuk aplikasi peralatan elektronik biasa, termasuk peralatan pejabat, peranti komunikasi, dan perkakas rumah. Ia tidak bertujuan untuk aplikasi kritikal keselamatan di mana kegagalan boleh membahayakan nyawa atau kesihatan (contohnya, penerbangan, sokongan hayat perubatan, sistem keselamatan pengangkutan) tanpa perundingan terlebih dahulu dan kelayakan khusus.
8.2 Pertimbangan Reka Bentuk
- Had Arus:Sentiasa gunakan perintang had arus bersiri atau pemacu arus malar untuk memastikan arus hadapan (IF) tidak melebihi penarafan DC maksimum (20mA untuk Biru, 30mA untuk Merah).
- Pengurusan Terma:Walaupun pelesapan kuasa rendah, memastikan kawasan kuprum PCB yang mencukupi atau via terma boleh membantu mengekalkan suhu simpang yang lebih rendah, terutamanya dalam persekitaran suhu ambien tinggi, seterusnya mengekalkan output bercahaya dan jangka hayat.
- Perlindungan Voltan Songsang:Memandangkan peranti tidak direka untuk operasi songsang, reka bentuk litar harus menghalang penggunaan sebarang pincang songsang merentasi terminal LED.
- Memacu Dua Warna:Kedua-dua cip adalah elektrik bebas. Mereka boleh dipacu secara berasingan atau bersama menggunakan litar yang sesuai. Apabila memacu kedua-duanya serentak, pastikan jumlah pelesapan kuasa untuk pakej dipertimbangkan.
9. Senario Aplikasi Biasa
Keupayaan dwi warna LED ini menjadikannya serba boleh untuk pelbagai fungsi penunjuk dan paparan status.
- Penunjuk Status:Digunakan dalam elektronik pengguna, peralatan rangkaian, dan kawalan industri untuk menunjukkan keadaan operasi yang berbeza (contohnya, kuasa hidup/siap sedia, aktiviti rangkaian, keadaan ralat).
- Paparan Dwi Warna:Boleh digunakan dalam paparan berpecah mudah atau sebagai lampu latar untuk butang di mana dua warna diperlukan.
- Pencahayaan Dalaman Automotif:Untuk pencahayaan suasana dalaman bukan kritikal, walaupun kelayakan gred automotif khusus akan diperlukan.
- Antara Muka Pengguna Perkakas:Menyediakan maklum balas pelbagai keadaan yang jelas pada mesin basuh, ketuhar, atau peralatan audio.
10. Analisis Prestasi dan Lengkung
Spesifikasi termasuk lengkung prestasi tipikal yang penting untuk analisis reka bentuk mendalam. Walaupun graf khusus tidak dihasilkan semula dalam teks, mereka biasanya menggambarkan hubungan berikut:
- Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Lengkung I-V):Menunjukkan hubungan tak linear, penting untuk mengira voltan pemacu yang diperlukan dan nilai perintang bersiri.
- Keamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan:Menunjukkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus, membantu mengoptimumkan kecerahan berbanding penggunaan kuasa.
- Keamatan Bercahaya vs. Suhu Ambien:Menunjukkan penurunan output cahaya apabila suhu meningkat, yang kritikal untuk reka bentuk yang beroperasi dalam persekitaran suhu tinggi.
- Taburan Spektrum:Graf yang menggambarkan keamatan relatif merentasi panjang gelombang, mengesahkan nilai panjang gelombang puncak dan dominan serta ketulenan spektrum.
Pereka bentuk harus merujuk kepada lengkung ini untuk meramalkan tingkah laku peranti di bawah keadaan bukan piawai (arus atau suhu berbeza) dan untuk memastikan prestasi teguh merentasi julat operasi yang diniatkan.
Terminologi Spesifikasi LED
Penjelasan lengkap istilah teknikal LED
Prestasi Fotoelektrik
| Istilah | Unit/Perwakilan | Penjelasan Ringkas | Mengapa Penting |
|---|---|---|---|
| Keberkesanan Bercahaya | lm/W (lumen per watt) | Output cahaya per watt elektrik, lebih tinggi bermakna lebih cekap tenaga. | Langsung menentukan gred kecekapan tenaga dan kos elektrik. |
| Fluks Bercahaya | lm (lumen) | Jumlah cahaya yang dipancarkan oleh sumber, biasanya dipanggil "kecerahan". | Menentukan sama ada cahaya cukup terang. |
| Sudut Pandangan | ° (darjah), cth., 120° | Sudut di mana keamatan cahaya turun kepada separuh, menentukan lebar pancaran. | Mempengaruhi julat pencahayaan dan keseragaman. |
| CCT (Suhu Warna) | K (Kelvin), cth., 2700K/6500K | Kehangatan/kesejukan cahaya, nilai lebih rendah kekuningan/panas, lebih tinggi keputihan/sejuk. | Menentukan suasana pencahayaan dan senario yang sesuai. |
| CRI / Ra | Tanpa unit, 0–100 | Keupayaan untuk memaparkan warna objek dengan tepat, Ra≥80 adalah baik. | Mempengaruhi keaslian warna, digunakan di tempat permintaan tinggi seperti pusat beli-belah, muzium. |
| SDCM | Langkah elips MacAdam, cth., "5-langkah" | Metrik konsistensi warna, langkah lebih kecil bermakna warna lebih konsisten. | Memastikan warna seragam merentasi kelompok LED yang sama. |
| Panjang Gelombang Dominan | nm (nanometer), cth., 620nm (merah) | Panjang gelombang yang sepadan dengan warna LED berwarna. | Menentukan rona LED monokrom merah, kuning, hijau. |
| Taburan Spektrum | Lengkung panjang gelombang vs keamatan | Menunjukkan taburan keamatan merentasi panjang gelombang. | Mempengaruhi pemaparan warna dan kualiti. |
Parameter Elektrik
| Istilah | Simbol | Penjelasan Ringkas | Pertimbangan Reka Bentuk |
|---|---|---|---|
| Voltan Hadapan | Vf | Voltan minimum untuk menghidupkan LED, seperti "ambang permulaan". | Voltan pemacu mesti ≥Vf, voltan ditambah untuk LED siri. |
| Arus Hadapan | If | Nilai arus untuk operasi LED normal. | Biasanya pemacu arus malar, arus menentukan kecerahan & jangka hayat. |
| Arus Denyut Maks | Ifp | Arus puncak yang boleh diterima untuk tempoh pendek, digunakan untuk pemudaran atau kilat. | Lebar denyut & kitar tugas mesti dikawal ketat untuk mengelakkan kerosakan. |
| Voltan Songsang | Vr | Voltan songsang maks yang LED boleh tahan, melebihi mungkin menyebabkan kerosakan. | Litar mesti menghalang sambungan songsang atau lonjakan voltan. |
| Rintangan Terma | Rth (°C/W) | Rintangan kepada pemindahan haba dari cip ke pateri, lebih rendah lebih baik. | Rintangan terma tinggi memerlukan penyebaran haba lebih kuat. |
| Kekebalan ESD | V (HBM), cth., 1000V | Keupayaan untuk menahan nyahcas elektrostatik, lebih tinggi bermakna kurang terdedah. | Langkah anti-statik diperlukan dalam pengeluaran, terutama untuk LED sensitif. |
Pengurusan Terma & Kebolehpercayaan
| Istilah | Metrik Utama | Penjelasan Ringkas | Kesan |
|---|---|---|---|
| Suhu Simpang | Tj (°C) | Suhu operasi sebenar di dalam cip LED. | Setiap pengurangan 10°C mungkin menggandakan jangka hayat; terlalu tinggi menyebabkan penyusutan cahaya, anjakan warna. |
| Susut Nilai Lumen | L70 / L80 (jam) | Masa untuk kecerahan turun kepada 70% atau 80% daripada awal. | Langsung mentakrifkan "jangka hayat perkhidmatan" LED. |
| Penyelenggaraan Lumen | % (cth., 70%) | Peratusan kecerahan yang dikekalkan selepas masa. | Menunjukkan pengekalan kecerahan atas penggunaan jangka panjang. |
| Anjakan Warna | Δu′v′ atau elips MacAdam | Darjah perubahan warna semasa penggunaan. | Mempengaruhi konsistensi warna dalam adegan pencahayaan. |
| Penuaan Terma | Kerosakan bahan | Kemerosotan akibat suhu tinggi jangka panjang. | Mungkin menyebabkan penurunan kecerahan, perubahan warna, atau kegagalan litar terbuka. |
Pembungkusan & Bahan
| Istilah | Jenis Biasa | Penjelasan Ringkas | Ciri & Aplikasi |
|---|---|---|---|
| Jenis Pakej | EMC, PPA, Seramik | Bahan perumahan yang melindungi cip, menyediakan antara muka optik/terma. | EMC: rintangan haba baik, kos rendah; Seramik: penyebaran haba lebih baik, hayat lebih panjang. |
| Struktur Cip | Depan, Flip Chip | Susunan elektrod cip. | Flip chip: penyebaran haba lebih baik, keberkesanan lebih tinggi, untuk kuasa tinggi. |
| Salutan Fosfor | YAG, Silikat, Nitrida | Meliputi cip biru, menukar sebahagian kepada kuning/merah, campur kepada putih. | Fosfor berbeza mempengaruhi keberkesanan, CCT, dan CRI. |
| Kanta/Optik | Rata, Mikrokanta, TIR | Struktur optik pada permukaan mengawal taburan cahaya. | Menentukan sudut pandangan dan lengkung taburan cahaya. |
Kawalan Kualiti & Pengelasan
| Istilah | Kandungan Pembin | Penjelasan Ringkas | Tujuan |
|---|---|---|---|
| Bin Fluks Bercahaya | Kod cth. 2G, 2H | Dikumpulkan mengikut kecerahan, setiap kumpulan mempunyai nilai lumen min/maks. | Memastikan kecerahan seragam dalam kelompok yang sama. |
| Bin Voltan | Kod cth. 6W, 6X | Dikumpulkan mengikut julat voltan hadapan. | Memudahkan pemadanan pemacu, meningkatkan kecekapan sistem. |
| Bin Warna | Elips MacAdam 5-langkah | Dikumpulkan mengikut koordinat warna, memastikan julat ketat. | Menjamin konsistensi warna, mengelakkan warna tidak sekata dalam alat. |
| Bin CCT | 2700K, 3000K dll. | Dikumpulkan mengikut CCT, setiap satu mempunyai julat koordinat sepadan. | Memenuhi keperluan CCT adegan berbeza. |
Pengujian & Pensijilan
| Istilah | Piawaian/Ujian | Penjelasan Ringkas | Kepentingan |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Ujian penyelenggaraan lumen | Pencahayaan jangka panjang pada suhu malar, merekodkan penyusutan kecerahan. | Digunakan untuk menganggarkan hayat LED (dengan TM-21). |
| TM-21 | Piawaian anggaran hayat | Menganggarkan hayat di bawah keadaan sebenar berdasarkan data LM-80. | Menyediakan ramalan hayat saintifik. |
| IESNA | Persatuan Kejuruteraan Pencahayaan | Meliputi kaedah ujian optik, elektrik, terma. | Asas ujian diiktiraf industri. |
| RoHS / REACH | Pensijilan alam sekitar | Memastikan tiada bahan berbahaya (plumbum, merkuri). | Keperluan akses pasaran di peringkat antarabangsa. |
| ENERGY STAR / DLC | Pensijilan kecekapan tenaga | Pensijilan kecekapan tenaga dan prestasi untuk pencahayaan. | Digunakan dalam perolehan kerajaan, program subsidi, meningkatkan daya saing. |