Spesifikasi LED Flip Chip Siri T12 - 10W Putih - 9 LED Bersiri - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Siri T12 mewakili modul LED pemasangan permukaan berkuasa tinggi yang menggunakan teknologi flip chip. Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk varian cahaya putih 10W yang dikonfigurasikan dengan 9 cip LED disambung secara bersiri. Reka bentuk flip chip menawarkan prestasi terma dan kebolehpercayaan yang lebih baik dengan melekatkan die semikonduktor terus ke substrat, meningkatkan penyebaran haba dan mengurangkan rintangan terma.

Modul LED ini direka untuk aplikasi yang memerlukan output bercahaya tinggi dan prestasi teguh, seperti pencahayaan industri, lampu high-bay, pencahayaan kawasan luar dan luminer khusus. Konfigurasi siri memudahkan reka bentuk pemacu dengan memerlukan voltan hadapan yang lebih tinggi pada arus terkawal.

2. Analisis Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak (T_s=25°C)

Parameter berikut menentukan had operasi di mana kerosakan kekal pada LED mungkin berlaku. Ini bukan keadaan operasi yang disyorkan.

• Arus Hadapan (I_F):700 mA (AT)
• Arus Denyut Hadapan (I_FP):700 mA (Lebar Denyut ≤10ms, Kitaran Tugas ≤1/10)
• Pelesapan Kuasa (P_D):20300 mW (20.3W)
• Suhu Operasi (T_opr):-40°C hingga +100°C
• Suhu Penyimpanan (T_stg):-40°C hingga +100°C
• Suhu Simpang (T_j):125°C (Maksimum)
• Suhu Paterian (T_sld):Paterian reflow pada 230°C atau 260°C untuk maksimum 10 saat.

2.2 Ciri Elektro-Optik (T_s=25°C)

Ini adalah nilai tipikal dan maksimum di bawah keadaan ujian yang ditentukan, mewakili prestasi yang dijangkakan.

• Voltan Hadapan (V_F):Tipikal 27V, Maksimum 29V (pada I_F=350mA). Voltan tinggi adalah disebabkan oleh konfigurasi 9-siri.
• Voltan Songsang (V_R):5V (Maksimum)
• Arus Songsang (I_R):100 µA (Maksimum) pada V_R=5V.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):130° (Tipikal). Ini menunjukkan corak pancaran lebar yang sesuai untuk pencahayaan kawasan.

3. Penjelasan Sistem Binning

3.1 Binning Suhu Warna Berkaitan (CCT)

Produk ditawarkan dalam bin CCT standard. Setiap bin sepadan dengan rantau kromatisiti tertentu pada rajah CIE, memastikan konsistensi warna dalam satu kelompok. Pilihan pesanan standard adalah:

• 2700K:Rantau kromatisiti 8A, 8B, 8C, 8D (Putih Suam)
• 3000K:Rantau kromatisiti 7A, 7B, 7C, 7D (Putih Suam)
• 3500K:Rantau kromatisiti 6A, 6B, 6C, 6D (Putih Neutral)
• 4000K:Rantau kromatisiti 5A, 5B, 5C, 5D (Putih Neutral)
• 4500K:Rantau kromatisiti 4A, 4B, 4C, 4D, 4R, 4S, 4T, 4U (Putih Sejuk)
• 5000K:Rantau kromatisiti 3A, 3B, 3C, 3D, 3R, 3S, 3T, 3U (Putih Sejuk)
• 5700K:Rantau kromatisiti 2A, 2B, 2C, 2D, 2R, 2S, 2T, 2U (Cahaya Siang)
• 6500K:Rantau kromatisiti 1A, 1B, 1C, 1D, 1R, 1S, 1T, 1U (Cahaya Siang)

Nota: Binning menentukan julat koordinat warna yang dibenarkan, bukan satu titik tunggal.

3.2 Binning Fluks Bercahaya

Fluks bercahaya dibin berdasarkan nilai minimum pada arus ujian 350mA. Fluks sebenar mungkin melebihi nilai pesanan minimum tetapi akan kekal dalam bin CCT yang ditentukan.

• Putih Suam (2700K-3700K), CRI ≥70:
  • Kod 3H: 800 lm (Min), 900 lm (Tip)
  • Kod 3J: 900 lm (Min), 1000 lm (Tip)
• Putih Neutral (3700K-5000K), CRI ≥70:
  • Kod 3H: 800 lm (Min), 900 lm (Tip)
  • Kod 3J: 900 lm (Min), 1000 lm (Tip)
• Putih Sejuk (5000K-10000K), CRI ≥70:
  • Kod 3J: 900 lm (Min), 1000 lm (Tip)
  • Kod 3K: 1000 lm (Min), 1100 lm (Tip)

Toleransi:Fluks bercahaya: ±7%; CRI (Indeks Penghasilan Warna): ±2; Koordinat kromatisiti: ±0.005.

4. Analisis Lengkuk Prestasi

4.1 Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Lengkuk I-V)

Lengkuk I-V adalah tidak linear, tipikal untuk diod. Pada arus operasi yang disyorkan 350mA, voltan hadapan tipikal adalah 27V. Lengkuk menunjukkan bahawa peningkatan kecil dalam voltan melebihi titik lutut membawa kepada peningkatan arus yang cepat, menekankan kepentingan pemacu arus malar untuk operasi stabil dan jangka hayat panjang.

4.2 Arus Hadapan vs. Fluks Bercahaya Relatif

Lengkuk ini menunjukkan hubungan antara arus pemacu dan output cahaya. Fluks bercahaya meningkat secara linear dengan arus dalam julat operasi normal. Walau bagaimanapun, memacu LED pada arus lebih tinggi daripada yang disyorkan (cth., 700mA) mungkin menghasilkan pulangan yang berkurangan dalam kecekapan (keberkesanan dalam lm/W) dan meningkatkan suhu simpang dengan ketara, mempercepatkan penyusutan lumen dan mengurangkan jangka hayat.

4.3 Suhu Simpang vs. Kuasa Spektrum Relatif

Apabila suhu simpang (T_j) meningkat, taburan kuasa spektrum LED putih (biasanya die biru dengan fosfor) boleh berubah. Ini sering ditunjukkan sebagai penurunan kuasa sinaran pada panjang gelombang tertentu dan perubahan berpotensi dalam suhu warna berkaitan (CCT). Pengurusan terma yang berkesan adalah penting untuk mengekalkan warna dan output cahaya yang stabil dari masa ke masa.

4.4 Taburan Kuasa Spektrum Relatif

Lengkuk spektrum untuk LED putih menunjukkan puncak dominan di rantau biru (dari cip InGaN) dan jalur pancaran yang lebih luas di rantau kuning/hijau/merah (dari salutan fosfor). Bentuk tepat menentukan CCT dan CRI. Pancaran fosfor yang lebih luas dan licin menyumbang kepada CRI yang lebih tinggi.

5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

5.1 Lukisan Garis Besar Pakej

Dimensi fizikal modul LED disediakan dalam rajah datasheet. Ciri mekanikal utama termasuk panjang, lebar dan ketinggian keseluruhan, serta lokasi dan saiz pad pateri. Pakej direka untuk pemasangan teknologi pemasangan permukaan (SMT).

5.2 Corak Pad dan Reka Bentuk Stensil yang Disyorkan

Lukisan terperinci untuk corak tanah PCB (footprint) dan stensil pes pateri disediakan. Pematuhan kepada cadangan ini adalah kritikal untuk mencapai pembentukan sendi pateri, penjajaran dan lampiran mekanikal yang boleh dipercayai. Reka bentuk pad memastikan sambungan elektrik yang betul dan membantu dalam pemindahan haba dari LED ke PCB. Toleransi untuk dimensi ini biasanya ±0.10mm.

Pengenalpastian Polarity:Terminal anod (+) dan katod (-) ditanda dengan jelas pada pakej atau ditunjukkan dalam rajah footprint. Polarity yang betul adalah penting untuk operasi.

6. Panduan Paterian dan Pemasangan

6.1 Parameter Paterian Reflow

LED ini serasi dengan proses paterian reflow inframerah atau perolakan standard. Suhu badan maksimum yang dibenarkan semasa paterian adalah 230°C atau 260°C, dengan masa pendedahan pada suhu puncak tidak melebihi 10 saat. Adalah penting untuk mengikuti profil suhu yang memanaskan pemasangan dengan secukupnya untuk mengurangkan kejutan terma.

6.2 Langkah Berjaga-jaga Pengendalian dan Penyimpanan

• Kepekaan ESD:LED adalah peranti sensitif statik. Gunakan langkah berjaga-jaga ESD yang sesuai semasa pengendalian dan pemasangan.
• Kepekaan Kelembapan:Pakej mungkin mempunyai tahap kepekaan kelembapan (MSL). Jika dinyatakan, patuhi keperluan pembakaran dan jangka hayat lantai sebelum reflow.
• Keadaan Penyimpanan:Simpan dalam persekitaran kering, gelap dalam julat suhu yang ditentukan (-40°C hingga +100°C). Elakkan pendedahan kepada gas menghakis.
• Pembersihan:Jika pembersihan diperlukan selepas pateri, gunakan pelarut dan kaedah yang serasi yang tidak merosakkan kanta LED atau bahan silikon.

7. Cadangan Aplikasi

7.1 Senario Aplikasi Tipikal

• Pencahayaan High-Bay dan Industri:Memanfaatkan output lumen tinggi dan pembinaan teguh.
• Pencahayaan Kawasan Luar:Lampu jalan, lampu tempat letak kereta, pencahayaan stadium.
• Luminer Khusus Fluks Tinggi:Lampu tumbuh, projektor, pencahayaan pentas.
• Pencahayaan Seni Bina dan Komersial:Di mana kecekapan tinggi dan jangka hayat panjang diutamakan.

7.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Pengurusan Terma:Ini adalah faktor paling kritikal untuk prestasi dan jangka hayat. Reka bentuk PCB dan heatsink untuk mengekalkan suhu simpang LED (T_j) jauh di bawah penarafan maksimum 125°C, idealnya di bawah 85°C untuk jangka hayat optimum. Gunakan via terma, PCB teras logam (MCPCB) atau penyejukan aktif seperti yang diperlukan.
• Arus Pemacu:Gunakan pemacu LED arus malar yang dinilai untuk julat voltan yang diperlukan (berdasarkan V_F). Operasi pada atau di bawah arus tipikal 350mA adalah disyorkan untuk keseimbangan output, kecekapan dan jangka hayat. Pengurangan arus meningkatkan jangka hayat dengan ketara.
• Reka Bentuk Optik:Sudut pandangan lebar 130° mungkin memerlukan optik sekunder (kanta, pemantul) untuk mencapai corak pancaran yang dikehendaki untuk aplikasi.
• Perlindungan Elektrik:Pertimbangkan perlindungan terhadap polarity songsang, transien voltan berlebihan dan nyahcas elektrostatik (ESD) pada talian input.

8. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

LED Flip-Chip vs. LED Ikatan Wayar Tradisional:

• Prestasi Terma:Lampiran flip-chip menyediakan laluan terma yang lebih pendek dan langsung dari simpang aktif ke substrat/heat sink, menghasilkan rintangan terma yang lebih rendah (R_th). Ini membolehkan arus pemacu yang lebih tinggi atau jangka hayat yang lebih baik pada arus yang sama.
• Kebolehpercayaan:Menghapuskan ikatan wayar, yang boleh menjadi titik kegagalan disebabkan kitaran terma, getaran atau penghijrahan elektro.
• Penyebaran Arus:Selalunya menggabungkan lapisan penyebaran arus yang lebih baik di bawah die, membawa kepada pancaran cahaya yang lebih seragam dan kecekapan yang berpotensi lebih tinggi.
• Reka Bentuk Optik:Boleh membenarkan pakej yang lebih padat atau ciri pengekstrakan cahaya yang berbeza.

Konfigurasi Siri (9-dalam-Siri):Memudahkan reka bentuk pemacu untuk aplikasi voltan tinggi, arus rendah, selalunya meningkatkan kecekapan pemacu berbanding memacu beberapa rentetan selari.

9. Soalan Lazim (FAQ)

9.1 Apakah arus operasi yang disyorkan?

Datasheet menentukan ciri pada 350mA, yang merupakan titik operasi tipikal yang disyorkan. Ia boleh dipacu sehingga maksimum mutlak 700mA, tetapi ini akan meningkatkan suhu simpang dengan ketara dan mengurangkan jangka hayat. Untuk jangka hayat dan kecekapan optimum, operasi pada atau di bawah 350mA adalah dinasihatkan.

9.2 Mengapa voltan hadapan begitu tinggi (~27V)?

Modul mengandungi 9 cip LED individu disambung secara bersiri. Voltan hadapan setiap cip ditambah. Cip LED putih tipikal mempunyai V_Fsekitar 3V; 9 * 3V = 27V.

9.3 Bagaimana saya memilih bin CCT yang betul?

Pilih CCT nominal (cth., 4000K) berdasarkan suasana dan penghasilan warna yang diperlukan oleh aplikasi anda. Rantau kromatisiti berkaitan (cth., 5A-5D) memastikan konsistensi warna. Untuk aplikasi padanan warna kritikal, minta binning yang lebih ketat atau pilih dari kelompok pengeluaran tunggal.

9.4 Apakah heatsink yang diperlukan?

Heatsink yang diperlukan bergantung pada arus operasi anda, suhu ambien, T_jyang dikehendaki, dan rintangan terma PCB dan bahan antara muka anda. Anda mesti melakukan pengiraan terma berdasarkan jumlah pelesapan kuasa (V_F* I_F) dan sasaran rintangan terma dari simpang ke ambien (R_θJA).

9.5 Bolehkah saya menggunakan PWM untuk pendim?

Ya, modulasi lebar denyut (PWM) adalah kaedah pendim yang berkesan untuk LED. Pastikan frekuensi PWM cukup tinggi (biasanya >100Hz) untuk mengelakkan kelipan yang kelihatan. Pemacu harus direka untuk input PWM atau mempunyai antara muka pendim khusus.

10. Kajian Kes Reka Bentuk Praktikal

Senario:Mereka bentuk luminer high-bay 100W menggunakan berbilang modul T12.

Langkah Reka Bentuk:

1. Bilangan Modul:Sasaran 100W jumlah. Setiap modul pada 350mA menggunakan ~9.45W (27V * 0.35A). Gunakan 10 modul untuk ~94.5W.
2. Pemilihan Pemacu:Perlukan pemacu arus malar untuk 10 modul disambung siri. Julat voltan output yang diperlukan: 10 * (27V hingga 29V) = 270V hingga 290V. Arus yang diperlukan: 350mA. Pilih pemacu yang dinilai untuk >290V, 350mA.
3. Reka Bentuk Terma:Jumlah pelesapan ~94.5W. Gunakan PCB teras logam (MCPCB) dipasang pada heatsink aluminium besar. Kira R_θSA(sink-to-ambien) yang diperlukan berdasarkan suhu ambien maks (cth., 50°C) dan sasaran T_j(cth., 90°C), mengambil kira R_θJCdan R_θCSdari LED dan antara muka.
4. Optik:Untuk high-bay, sudut pancaran sederhana (cth., 60°-90°) selalunya dikehendaki. Pilih kanta atau pemantul sekunder yang serasi dengan footprint modul untuk mengecilkan pancaran dari 130° asal.
5. Susun Atur PCB:Ikuti susun atur pad yang disyorkan. Pastikan jejak kuprum tebal untuk membawa arus. Laksanakan corak pelepasan terma untuk pateri tetapi maksimumkan tuangan kuprum untuk penyebaran haba.

11. Pengenalan Prinsip Teknologi

Teknologi LED Flip-Chip:Dalam LED konvensional, lapisan semikonduktor ditumbuhkan pada substrat, dan sambungan elektrik dibuat melalui ikatan wayar ke bahagian atas die. Dalam reka bentuk flip-chip, selepas pertumbuhan, die "dibalikkan" dan diikat terus ke substrat pembawa (seperti sub-mount seramik atau silikon) menggunakan bonjolan pateri. Ini meletakkan rantau pemancar cahaya aktif lebih dekat dengan laluan terma. Cahaya dipancarkan melalui substrat (yang mesti telus, seperti nilam) atau melalui sisi jika substrat dikeluarkan. Struktur ini meningkatkan penyebaran haba, membenarkan ketumpatan arus yang lebih tinggi dan meningkatkan kebolehpercayaan dengan menghapuskan ikatan wayar yang rapuh.

Penjanaan Cahaya Putih:Kebanyakan LED putih menggunakan cip indium gallium nitride (InGaN) pemancar biru. Sebahagian cahaya biru diserap oleh lapisan bahan fosfor (biasanya yttrium aluminum garnet didop dengan cerium, YAG:Ce) disalut pada atau di sekeliling cip. Fosfor menukar sebahagian cahaya biru kepada cahaya kuning. Campuran cahaya biru yang tinggal dan cahaya kuning yang dihasilkan dilihat oleh mata manusia sebagai putih. Pelarasan komposisi dan ketebalan fosfor mengawal CCT dan CRI.

12. Trend dan Pembangunan Industri

Pertumbuhan Kecekapan (lm/W):Trend utama terus menjadi peningkatan keberkesanan bercahaya, mengurangkan tenaga yang diperlukan per unit cahaya. Ini dicapai melalui penambahbaikan dalam kecekapan kuantum dalaman (IQE), kecekapan pengekstrakan cahaya dan kecekapan penukaran fosfor.

Ketumpatan Kuasa Tinggi & Pengecilan:Terdapat dorongan ke arah memasukkan lebih banyak lumen ke dalam pakej yang lebih kecil, didorong oleh aplikasi seperti lampu hadapan automotif, mikro-projektor dan luminer ultra-padat. Teknologi flip-chip dan pakej skala cip (CSP) adalah pemudah cara utama.

Kualiti dan Konsistensi Warna yang Lebih Baik:Permintaan untuk CRI tinggi (Ra >90, R9 >50) dan titik warna yang konsisten merentasi kelompok dan sepanjang jangka hayat semakin meningkat, terutamanya dalam pencahayaan runcit, muzium dan penjagaan kesihatan.

Kebolehpercayaan dan Jangka Hayat:Fokus pada memahami dan mengurangkan mekanisme kegagalan di bawah keadaan tekanan suhu tinggi, kelembapan tinggi dan arus tinggi untuk menjamin jangka hayat L70/B50 yang lebih panjang (masa untuk 70% penyelenggaraan lumen untuk 50% populasi).

Pencahayaan Pintar dan Bersambung:Integrasi elektronik kawalan, penderia dan antara muka komunikasi terus dengan modul LED menjadi lebih biasa, membolehkan sistem pencahayaan berasaskan IoT.

Spektrum Khusus:Pembangunan LED dengan output spektrum yang disesuaikan untuk pencahayaan berpusatkan manusia (HCL), hortikultur (lampu tumbuh) dan aplikasi perubatan.