Isi Kandungan
- 1. Gambaran Keseluruhan Produk
- 2. Analisis Terperinci Parameter Teknikal
- 2.1 Ciri Elektrik / Optik (pada Ts=25°C)
- 2.2 Kadar Maksimum Mutlak (pada Ts=25°C)
- 3. Penjelasan Sistem Pengelasan Bin
- 4. Analisis Lengkung Prestasi
- 5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan
- 5.1 Dimensi Pakej
- 5.2 Pita Pembawa dan Dimensi Gulungan
- 5.3 Perlindungan Kelembapan dan Pembungkusan Kotak
- 6. Garis Panduan Pemasangan dan Pateri
- 6.1 Profil Pateri Aliran Semula
- 6.2 Pateri Tangan dan Pembaikan
- 6.3 Keadaan Penyimpanan
- 7. Ujian Kebolehpercayaan
- 8. Pertimbangan Aplikasi
- 9. Contoh Reka Bentuk
- 10. Perbandingan Teknikal
- 11. Soalan Lazim
- 12. Prinsip Asas
- 13. Trend Industri
- Terminologi Spesifikasi LED
- Prestasi Fotoelektrik
- Parameter Elektrik
- Pengurusan Terma & Kebolehpercayaan
- Pembungkusan & Bahan
- Kawalan Kualiti & Pengelasan
- Pengujian & Pensijilan
1. Gambaran Keseluruhan Produk
Ini adalah LED hijau pasang permukaan yang dihasilkan menggunakan cip hijau dengan dimensi pakej padat 1.6mm x 0.8mm x 0.7mm (panjang x lebar x tinggi). Ia direka untuk petunjuk optik tujuan umum, suis, simbol, dan paparan. Peranti ini menawarkan sudut tontonan yang sangat luas iaitu 140 darjah, menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang memerlukan keterlihatan kawasan luas. Ia mematuhi RoHS dan mempunyai tahap kepekaan kelembapan Tahap 3. LED ini serasi dengan semua proses pemasangan dan pateri SMT, memastikan kemudahan integrasi ke dalam aliran kerja pembuatan standard.
2. Analisis Terperinci Parameter Teknikal
2.1 Ciri Elektrik / Optik (pada Ts=25°C)
Pada keadaan ujian IF=20mA, LED mempamerkan ciri-ciri berikut:
- Lebar Jalur Separa Spektrum (Δλ):Biasa 15nm (tiada min/maks dinyatakan).
- Voltan Hadapan (VF):Berkisar dari 2.8V hingga 3.5V bergantung pada bin. Peranti diisih ke dalam beberapa bin voltan: G1 (2.8V-2.9V), G2 (2.9V-3.0V), H1 (3.0V-3.1V), H2 (3.1V-3.2V), I1 (3.2V-3.3V), I2 (3.3V-3.4V), J1 (3.4V-3.5V).
- Panjang Gelombang Dominan (λD):Diisih ke dalam enam bin dari 515nm hingga 530nm: D10 (515-517.5nm), D20 (517.5-520nm), E10 (520-522.5nm), E20 (522.5-525nm), F10 (525-527.5nm), F20 (527.5-530nm).
- Keamatan Bercahaya (IV):Diisih ke dalam enam bin dari 260mcd hingga 900mcd: 1AU (260-330mcd), 1AV (330-430mcd), 1CG (430-560mcd), 1CL (560-700mcd), 1CM (700-900mcd).
- Sudut Tontonan (2θ1/2):Biasa 140°.
- Arus Songsang (IR):Maksimum 10µA pada VR=5V.
- Rintangan Terma (RTHJ-S):Maksimum 450°C/W pada IF=20mA.
2.2 Kadar Maksimum Mutlak (pada Ts=25°C)
Peranti tidak boleh melebihi kadar maksimum berikut untuk mengelakkan kerosakan kekal:
- Pelesapan Kuasa (Pd): 105mW
- Arus Hadapan (IF): 30mA
- Arus Hadapan Puncak (IFP): 60mA (kitaran tugas 1/10, lebar nadi 0.1ms)
- Nyahcas Elektrostatik (ESD, HBM): 1000V
- Suhu Operasi (Topr): -40°C hingga +85°C
- Suhu Simpanan (Tstg): -40°C hingga +85°C
- Suhu Simpangan (Tj): 95°C
Penjagaan mesti diambil supaya pelesapan kuasa tidak melebihi kadar maksimum mutlak. Arus maksimum harus diputuskan selepas mengukur suhu pakej untuk memastikan suhu simpang tidak melebihi kadar maksimum.
3. Penjelasan Sistem Pengelasan Bin
LED dibekalkan dengan kod bin untuk voltan (VF), panjang gelombang dominan (WLD), dan keamatan bercahaya (IV). Ini membolehkan pereka memilih komponen dengan ciri tepat untuk prestasi konsisten dalam pengeluaran besar-besaran. Kod bin dicetak pada label gulungan. Perhatikan bahawa toleransi pengukuran adalah ±0.1V untuk voltan hadapan, ±2nm untuk panjang gelombang dominan, dan ±10% untuk keamatan bercahaya. Semua pengukuran dibuat di bawah keadaan ujian Refond standard.
4. Analisis Lengkung Prestasi
Lengkung ciri optik biasa memberikan pandangan berharga untuk reka bentuk litar:
- Voltan Hadapan vs. Arus Hadapan (Rajah 1-6):Menunjukkan kenaikan voltan hadapan biasa dengan peningkatan arus, penting untuk menentukan voltan pemacu yang diperlukan.
- Arus Hadapan vs. Keamatan Relatif (Rajah 1-7):Menunjukkan bahawa output optik relatif meningkat hampir secara linear dengan arus hadapan sehingga kadar maksimum.
- Suhu Pin vs. Keamatan Relatif (Rajah 1-8):Menunjukkan bahawa keamatan bercahaya menurun apabila suhu pin (sambungan pateri) meningkat, menekankan keperluan pengurusan terma yang baik.
- Suhu Pin vs. Arus Hadapan (Rajah 1-9):Menunjukkan arus hadapan maksimum yang dibenarkan pada suhu pin yang berbeza untuk mengekalkan suhu simpang di bawah 95°C.
- Arus Hadapan vs. Panjang Gelombang Dominan (Rajah 1-10):Menunjukkan sedikit peralihan dalam panjang gelombang dominan dengan peningkatan arus, biasanya ke arah panjang gelombang yang lebih panjang (anjakan merah).
- Keamatan Relatif vs. Panjang Gelombang (Rajah 1-11):Menunjukkan taburan kuasa spektrum yang berpusat di sekitar 520-530nm dengan lebar jalur separa ~15nm.
- Corak Sinaran (Rajah 1-12):Plot polar mengesahkan sudut tontonan lebar 140° dengan taburan keamatan yang agak seragam.
5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan
5.1 Dimensi Pakej
LED datang dalam pakej 1.6mm x 0.8mm x 0.7mm. Lukisan terperinci disediakan untuk pandangan atas, bawah, dan sisi. Kekutuban ditunjukkan oleh tanda pada pakej. Corak pateri yang disyorkan (jejak PCB) disediakan untuk pemasangan optimum.
5.2 Pita Pembawa dan Dimensi Gulungan
LED dibungkus dalam pita pembawa dengan arah suapan yang ditunjukkan. Dimensi pita utama: lebar 8.0mm, pic 4.0mm, saiz rongga 1.8mm x 0.92mm. Dimensi gulungan: diameter luar 178±1mm, diameter dalam 60±1mm, diameter hab 13±0.5mm. Setiap gulungan mengandungi 4000 keping. Label pada gulungan termasuk nombor bahagian, nombor spesifikasi, nombor lot, kod bin (Φ, XY, VF, WLD), kuantiti, dan tarikh.
5.3 Perlindungan Kelembapan dan Pembungkusan Kotak
Gulungan dimeterai vakum dalam beg penghalang kelembapan dengan bahan pengering dan kad penunjuk kelembapan. Beg kemudian dimasukkan ke dalam kotak kadbod untuk penghantaran. Label kotak mengandungi langkah berjaga-jaga pengendalian untuk peranti sensitif elektrostatik.
6. Garis Panduan Pemasangan dan Pateri
6.1 Profil Pateri Aliran Semula
Profil pateri aliran semula bebas plumbum standard disyorkan:
- Pemanasan Awal: 150°C hingga 200°C selama 60-120 saat
- Masa di atas 217°C (TL): maksimum 60 saat
- Suhu Puncak (TP): 260°C selama maksimum 10 saat
- Penyejukan: maksimum 6°C/s
- Jumlah masa dari 25°C ke puncak: maksimum 8 minit
Pateri aliran semula tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali. Jika lebih daripada 24 jam berlalu antara proses pateri, LED mungkin menyerap kelembapan dan menjadi rosak. Jangan gunakan tekanan mekanikal semasa pemanasan.
6.2 Pateri Tangan dan Pembaikan
Jika pateri manual digunakan, pastikan suhu di bawah 300°C selama kurang daripada 3 saat, dan lakukan hanya sekali. Pembaikan selepas pateri tidak disyorkan; jika tidak dapat dielakkan, gunakan seterika pateri dua kepala dan sahkan bahawa ciri LED tidak terjejas. Jangan pasang LED pada PCB yang melengkung atau bengkokkan papan selepas pateri. Elakkan penyejukan pantas.
6.3 Keadaan Penyimpanan
Sebelum membuka beg aluminium: simpan pada ≤30°C, ≤75%RH sehingga satu tahun dari tarikh pembungkusan. Selepas dibuka: simpan pada ≤30°C, ≤60%RH dan gunakan dalam tempoh 168 jam. Jika keadaan penyimpanan dilampaui, bakar pada 60±5°C selama sekurang-kurangnya 24 jam sebelum digunakan.
7. Ujian Kebolehpercayaan
LED telah menjalani ujian kebolehpercayaan standard mengikut piawaian JEDEC:
- Aliran Semula (260°C, 10s, 2 kitaran): 0/1 kegagalan
- Kitaran Suhu (-40°C hingga 100°C, 100 kitaran): 0/1 kegagalan
- Kejutan Terma (-40°C hingga 100°C, 300 kitaran): 0/1 kegagalan
- Penyimpanan Suhu Tinggi (100°C, 1000j): 0/1 kegagalan
- Penyimpanan Suhu Rendah (-40°C, 1000j): 0/1 kegagalan
- Ujian Hayat (25°C, IF=20mA, 1000j): 0/1 kegagalan
Kriteria kegagalan: peningkatan voltan hadapan >10%, arus songsang >2x had spesifikasi atas, atau keamatan bercahaya<70% daripada had spesifikasi bawah.
8. Pertimbangan Aplikasi
LED hijau ini sesuai untuk penunjuk optik, suis, simbol, dan lampu latar paparan umum. Oleh kerana sudut tontonannya yang lebar, ia boleh digunakan dalam aplikasi yang memerlukan pencahayaan seragam di kawasan yang luas. Pereka harus memastikan pengehadan arus yang betul menggunakan perintang untuk mengelakkan melebihi kadar maksimum. Pengurusan terma adalah kritikal: rintangan terma yang tinggi (450°C/W) bermaksud bahawa penyerap haba harus dipertimbangkan, terutamanya jika beroperasi berhampiran arus maksimum. LED tidak boleh terdedah kepada persekitaran dengan kandungan sulfur yang tinggi (melebihi 100ppm), sebatian bromin/klorin (tunggal<900ppm, jumlah<1500ppm), atau sebatian organik mudah menguap yang mungkin keluar dari bahan lekapan. Pelekat dengan wap organik harus dielakkan. Perlindungan nyahcas elektrostatik diperlukan semasa pengendalian. Litar pemacu mesti direka untuk membenarkan voltan hadapan hanya apabila hidup atau mati; voltan songsang boleh menyebabkan migrasi dan kerosakan.
9. Contoh Reka Bentuk
Aplikasi biasa: menggunakan empat LED hijau sedemikian dalam panel penunjuk status, setiap satu dipacu pada 15mA. Dengan bekalan 5V, perintang siri 120Ω (untuk VF≈3.0V) sesuai. Sudut tontonan lebar memastikan keterlihatan dari mana-mana arah. Untuk lampu latar simbol kecil, LED boleh diletakkan di dalam rongga reflektif untuk mengoptimumkan keseragaman. Pereka harus mengambil kira kebolehubahan bin: memesan bin tertentu (contohnya, VF=H1, WLD=E10, IV=1CG) memastikan kecerahan dan warna yang konsisten merentas unit.
10. Perbandingan Teknikal
Berbanding dengan LED hijau lubang tembus konvensional, pakej SMD ini menawarkan profil yang lebih rendah dan keserasian yang lebih baik dengan pemasangan automatik. Sudut tontonannya yang lebar (140°) melebihi pilihan 120° biasa, menjadikannya berfaedah untuk aplikasi penunjuk di mana keterlihatan sudut lebar diperlukan. Sistem pengelasan bin membenarkan kawalan warna dan kecerahan yang lebih ketat berbanding peranti tanpa bin, meningkatkan konsistensi produk akhir.
11. Soalan Lazim
S: Bolehkah saya memacu LED ini pada 30mA secara berterusan?J: Ya, tetapi anda mesti memastikan suhu simpang tidak melebihi 95°C. Pada arus maksimum, rintangan terma 450°C/W akan menyebabkan pemanasan yang ketara; kawasan tembaga PCB yang mencukupi atau penyerap haba disyorkan.
S: Apakah panjang gelombang tepat LED ini?J: Ia bergantung pada bin. Bin yang tersedia berkisar dari 515nm hingga 530nm. Bin yang paling biasa (E10) ialah 520-522.5nm.
S: Berapa banyak kitaran aliran semula yang boleh ditahan?J: Maksimum dua kitaran. Jika lebih daripada 24 jam antara kitaran, pembakaran diperlukan untuk mengelakkan kerosakan kelembapan.
S: Adakah LED ini sesuai untuk kegunaan luar?J: Julat suhu operasi ialah -40°C hingga +85°C, tetapi pastikan persekitaran aplikasi tidak melebihi 85°C. Juga elakkan pendedahan kepada sulfur dan kelembapan tinggi tanpa salutan konformal yang betul.
12. Prinsip Asas
Pemancaran cahaya dalam LED ini berdasarkan elektroluminesensi cip semikonduktor III-V pemancar hijau (kemungkinan berdasarkan sistem bahan InGaN/GaN). Cip memancarkan foton apabila elektron bergabung semula dengan lubang di kawasan aktif. Panjang gelombang puncak ditentukan oleh tenaga jurang jalur telaga kuantum. Sudut tontonan lebar dicapai melalui reka bentuk pakej, biasanya menggunakan kanta epoksi lutsinar dengan permukaan atas rata untuk menyerakkan cahaya dalam corak seperti Lambertian. Rintangan terma yang rendah adalah kritikal untuk pelesapan haba dari cip ke pad pateri.
13. Trend Industri
Trend dalam LED SMD adalah ke arah pakej yang lebih kecil (contohnya, 0603, 0402) dengan kecekapan yang lebih tinggi dan prestasi terma yang lebih baik. Pakej 1.6x0.8mm ini adalah jejak biasa (serupa dengan saiz SMD 0603). Perkembangan masa depan mungkin termasuk pengecilan lebih lanjut, konsistensi warna yang lebih baik, dan perlindungan ESD bersepadu. Penggunaan LED hijau yang ditukar fosfor untuk penjanaan cahaya putih juga semakin berkembang, tetapi produk ini adalah pemancar hijau terus, sesuai untuk aplikasi monokromatik.
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. |