Spesifikasi LED Hijau 3.2x1.25x1.1mm 3.0V 105mW - Lembaran Data Teknikal dan Panduan Reka Bentuk

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LED SMD hijau ini direka untuk aplikasi petunjuk optik dan paparan umum. Ia dilengkapi dengan bungkusan padat 3.2mm x 1.25mm x 1.1mm (jejak PLCC-2 standard) dan menggunakan cip hijau berkecekapan tinggi. LED ini menawarkan sudut pandangan lebar 140 darjah, menjadikannya sesuai untuk lampu latar dan penunjuk. Dengan pelesapan kuasa maksimum 105mW dan penarafan arus hadapan 30mA, ia memberikan prestasi yang boleh dipercayai dalam julat suhu operasi -40°C hingga +85°C. Peranti ini mematuhi RoHS dan mempunyai tahap kepekaan kelembapan 3 (MSL-3).

2. Parameter Teknikal - Analisis Mendalam

2.1 Ciri Elektrik dan Optik (pada Ts=25°C, IF=20mA)

LED ini dicirikan di bawah arus hadapan 20mA. Parameter utama termasuk:

• Voltan Hadapan (VF):Peranti ini tersedia dalam pelbagai tong voltan: G1 (2.8-2.9V), G2 (2.9-3.0V), H1 (3.0-3.1V), H2 (3.1-3.2V), I1 (3.2-3.3V), I2 (3.3-3.4V), J1 (3.4-3.5V). VF tipikal untuk tong tengah (H1) ialah 3.0V. Pengelompokan ini membolehkan pereka memilih voltan yang tepat untuk pengoptimuman perintang siri atau padanan arus.
• Panjang Gelombang Dominan (λD):Pancaran hijau berpusat sekitar 520nm, dengan tong D20 (517.5-520nm), E10 (520-522.5nm), E20 (522.5-525nm), F10 (525-527.5nm), F20 (527.5-530nm). Kawalan panjang gelombang yang ketat ini memastikan penampilan warna yang konsisten merentas lot pengeluaran.
• Keamatan Pencahayaan (IV):Berbilang tong kecerahan ditentukan: 1AU (260-330mcd), 1AV (330-430mcd), 1CG (430-560mcd), 1CL (560-700mcd), 1CM (700-900mcd). Tong tertinggi (1CM) memberikan keluaran pencahayaan yang sangat baik untuk aplikasi keterlihatan tinggi.
• Lebar Jalur Separa Spektrum:30nm (tipikal), menunjukkan warna hijau yang agak tulen.
• Sudut Pandangan (2θ1/2):140 darjah, membolehkan liputan pencahayaan yang luas.
• Arus Balikan (IR):Maksimum 10μA pada VR=5V, memastikan kebocoran rendah dalam pincang balikan.
• Rintangan Terma (RTHJ-S):450°C/W (tipikal), penting untuk pengurusan terma dalam reka bentuk kuasa tinggi.

2.2 Penarafan Maksimum Mutlak

LED tidak boleh dikendalikan melebihi had ini untuk mengelakkan kerosakan:

• Pelesapan Kuasa (Pd): 105mW
• Arus Hadapan (IF): 30mA (berterusan)
• Arus Hadapan Puncak (IFP): 60mA (denyut, kitaran 1/10, lebar denyut 0.1ms)
• ESD (HBM): 1000V
• Suhu Operasi (Topr): -40°C ~ +85°C
• Suhu Penyimpanan (Tstg): -40°C ~ +85°C
• Suhu Simpangan (Tj): 95°C

Penjagaan mesti diambil untuk memastikan pelesapan kuasa tidak melebihi penarafan maksimum. Arus hadapan hendaklah dikurangkan berdasarkan suhu simpang sebenar, yang harus kekal di bawah 95°C.

3. Penjelasan Sistem Pengelompokan

LED dikelompokkan mengikut tiga parameter: voltan hadapan (VF), panjang gelombang dominan (λD), dan keamatan pencahayaan (IV). Ini membolehkan pelanggan memesan bahagian yang ditentukan dengan ketat untuk prestasi yang konsisten dalam tatasusunan atau unit lampu latar.

Tong Voltan:G1, G2, H1, H2, I1, I2, J1. Setiap tong meliputi julat 0.1V, membolehkan pengawalan arus yang tepat.

Tong Panjang Gelombang:D20, E10, E20, F10, F20. Setiap tong meliputi 2.5nm, memastikan konsistensi warna dalam satu kelompok pengeluaran.

Tong Keamatan:1AU, 1AV, 1CG, 1CL, 1CM. Tong ini menjangkau dari 260mcd hingga 900mcd, meliputi pelbagai keperluan kecerahan.

4. Analisis Lengkung Prestasi

4.1 Voltan Hadapan vs. Arus Hadapan

Lengkung I-V tipikal menunjukkan bahawa pada IF=20mA, VF adalah sekitar 3.0V. Apabila arus meningkat, voltan meningkat secara tidak linear. Pada arus tinggi, pengurusan terma yang teliti diperlukan disebabkan pemanasan sendiri.

4.2 Arus Hadapan vs. Keamatan Relatif

Keamatan pencahayaan relatif meningkat dengan arus hadapan tetapi tidak secara linear disebabkan pemanasan simpang. Pada IF=30mA, keamatan adalah kira-kira 1.5 kali ganda daripada pada IF=20mA (berdasarkan lengkung tipikal).

4.3 Suhu Pin vs. Keamatan Relatif dan Arus Hadapan

Apabila LED menjadi panas, keamatan relatif menurun. Rintangan terma 450°C/W bermakna pada 20mA, kenaikan suhu simpang di atas ambien adalah sederhana. Walau bagaimanapun, pada arus maksimum dan suhu ambien, simpang boleh menghampiri had 95°C, memerlukan penyerap haba atau pengurangan arus.

4.4 Arus Hadapan vs. Panjang Gelombang Dominan

Panjang gelombang dominan beralih sedikit dengan arus. Biasanya, LED hijau menunjukkan pergeseran biru kecil pada arus yang lebih tinggi. Penyimpangan adalah dalam beberapa nanometer, yang boleh diterima untuk kebanyakan aplikasi penunjuk.

4.5 Keamatan Relatif vs. Panjang Gelombang

Taburan spektrum menunjukkan satu puncak sekitar 520nm dengan lebar separuh 30nm, mengesahkan pancaran hijau tulen. Tiada puncak sekunder hadir.

4.6 Corak Sinaran

LED memancar dengan taburan seperti lambertian, dengan keamatan menurun kepada separuh pada 70° dari paksi optik. Rasuk lebar ini menjadikannya sesuai untuk lampu latar atau papan tanda.

5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

5.1 Dimensi Bungkusan

LED ditempatkan dalam bungkusan 3.20mm x 1.25mm x 1.10mm. Pandangan atas menunjukkan bentuk segi empat tepat dengan dua terminal (anod dan katod) seperti yang ditanda. Pandangan bawah menunjukkan susunan pad: pad 1.20mm x 0.60mm untuk terminal 1 (katod) dan pad 1.20mm x 0.45mm untuk terminal 2 (anod). Corak pad pateri yang disyorkan ialah 5.00mm x 2.00mm untuk pelesapan haba dan kestabilan mekanikal yang betul. Kekutuban ditunjukkan oleh penanda pada bungkusan.

5.2 Kekutuban dan Corak Pematerian

Tanda kekutuban ditunjukkan dalam Rajah 1-4. Katod biasanya ditunjukkan oleh takuk atau titik. Corak pematerian yang disyorkan (Rajah 1-5) memastikan sambungan terma dan elektrik yang baik. Semua dimensi mempunyai toleransi ±0.2mm melainkan dinyatakan.

6. Garis Panduan Pematerian dan Pemasangan

6.1 Profil Pematerian Reflow SMT

Profil reflow standard (berdasarkan JEDEC J-STD-020) termasuk:

• Pemanasan awal: 150°C hingga 200°C selama 60-120 saat
• Masa di atas 217°C (TL): 60-150 saat
• Suhu puncak (TP): 260°C, dengan maksimum 10 saat melebihi 255°C
• Penyejukan: maksimum 6°C/s
• Jumlah masa dari 25°C ke puncak: maksimum 8 minit

Pematerian reflow tidak boleh melebihi dua laluan. Jika lebih daripada 24 jam berlalu antara laluan, LED mungkin menyerap lembapan dan rosak. Pembakaran pada 60±5°C selama 24 jam disyorkan jika keadaan penyimpanan melebihi.

6.2 Pematerian Tangan dan Kerja Semula

Pematerian manual dengan besi pematerian hendaklah dihadkan kepada 300°C selama kurang daripada 3 saat. Hanya satu kerja semula dibenarkan. Untuk kerja semula, besi pematerian dua kepala disyorkan untuk mengelakkan tekanan terma.

6.3 Langkah Berjaga-jaga Pengendalian

Elakkan pemasangan pada PCB yang melentur. Jangan gunakan daya mekanikal semasa atau selepas pematerian. Penyejukan pantas selepas pematerian tidak dibenarkan. LED sensitif ESD (Kelas 1, 1000V HBM), jadi perlindungan ESD yang betul mesti digunakan semasa pengendalian dan pemasangan.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Pembungkusan Pita dan Gegelung

LED dibekalkan dalam pita pembawa dengan 3000 keping setiap gegelung (diameter 7 inci). Dimensi pita: lebar 8.00mm, pic 4.00mm. Gegelung mempunyai diameter 178mm, diameter hub 60mm, dan lubang gelendong 13.0mm. Label termasuk nombor bahagian, nombor spesifikasi, nombor lot, kod tong (untuk fluks, kromatik, voltan, panjang gelombang), kuantiti, dan kod tarikh.

7.2 Beg Penghalang Kelembapan dan Kotak

Setiap gegelung dimeterai dalam beg penghalang kelembapan dengan pengering dan kad penunjuk kelembapan. Beg kemudiannya dibungkus dalam kotak kadbod untuk penghantaran. Keadaan penyimpanan: sebelum membuka beg, simpan pada ≤30°C dan ≤75% RH sehingga 1 tahun. Selepas dibuka, gunakan dalam masa 168 jam pada ≤30°C dan ≤60% RH. Pembakaran pada 60±5°C selama ≥24 jam diperlukan jika penunjuk kelembapan menunjukkan pendedahan atau masa penyimpanan melebihi.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Aplikasi Biasa

• Penunjuk optik pada peranti elektronik (cth., LED status, lampu latar butang tekan)
• Lampu latar suis dan simbol dalam produk automotif atau pengguna
• Papan tanda am dan lampu latar paparan
• Pencahayaan hiasan di mana saiz padat dan sudut lebar diperlukan

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Had Arus:Sentiasa gunakan perintang siri untuk menghadkan arus kepada ≤30mA. Tanpa perintang, variasi voltan kecil boleh menyebabkan perubahan arus yang besar dan kerosakan.
• Pengurusan Terma:Untuk arus maksimum atau suhu ambien tinggi, pertimbangkan kawasan tembaga PCB untuk penyerap haba. Rintangan terma 450°C/W memerlukan susun atur yang teliti untuk memastikan suhu simpang di bawah 95°C.
• Perlindungan Alam Sekitar:Elakkan pendedahan kepada sebatian sulfur (>100PPM), bromin (>900PPM), klorin (>900PPM), dan VOC yang mungkin terkeluar daripada pelekat atau bahan pengisi. Ini boleh menyebabkan perubahan warna dan penurunan keluaran cahaya.
• Operasi Selari:Jika berbilang LED digunakan secara selari, setiap satu harus mempunyai perintang siri sendiri untuk mengimbangi arus.

9. Perbandingan Teknikal

Berbanding dengan LED hijau standard dalam bungkusan PLCC-2 yang serupa, peranti ini menawarkan sudut pandangan lebar (140°) dan pelbagai tong kecerahan sehingga 900mcd. Pengelompokan panjang gelombang yang ketat (±2.5nm setiap tong) memastikan konsistensi warna yang unggul, yang penting untuk pemasangan berbilang LED. Rintangan terma rendah 450°C/W (tipikal) adalah kompetitif untuk bungkusan 3.2x1.25mm, membolehkan arus pemacu yang lebih tinggi apabila diserap haba dengan betul. Selain itu, penarafan MSL-3 dan pematuhan RoHS menjadikannya sesuai untuk pemasangan SMT automatik.

10. Soalan Lazim

S1: Apakah arus operasi yang disyorkan untuk LED ini?
J: Arus ujian tipikal ialah 20mA, memberikan keseimbangan yang baik antara kecerahan dan margin terma. Arus berterusan maksimum mutlak ialah 30mA, tetapi suhu simpang mesti dikekalkan di bawah 95°C.

S2: Bolehkah saya menggunakan LED ini dalam aplikasi modulasi lebar nadi (PWM)?
J: Ya, arus puncak boleh mencapai 60mA dengan kitaran tugas 1/10 dan lebar nadi 0.1ms. Untuk PWM kitaran tugas yang lebih tinggi, pastikan arus purata ≤30mA.

S3: Bagaimanakah saya memilih tong voltan yang betul untuk reka bentuk saya?
J: Jika anda memerlukan julat voltan yang ketat untuk pencerminan arus atau sambungan siri, pilih tong tertentu (cth., H1 untuk 3.0-3.1V). Untuk kegunaan umum, 3.0V tipikal (H1) disyorkan.

S4: Apakah jangka hayat penyimpanan selepas membuka beg penghalang lembapan?
J: 168 jam pada ≤30°C dan ≤60% RH. Jika tidak digunakan dalam tempoh ini, bakar pada 60±5°C selama sekurang-kurangnya 24 jam sebelum reflow.

S5: Bolehkah saya menggunakan LED ini di luar rumah?
J: Julat suhu operasi ialah -40°C hingga +85°C, sesuai untuk banyak aplikasi luar. Walau bagaimanapun, peranti ini tidak dinilai untuk pendedahan air terus; salutan konformal tambahan mungkin diperlukan.

11. Contoh Reka Bentuk Praktikal

Contoh: Lampu latar butang tekan dengan dua LED selari.

• Kecerahan yang dikehendaki: kira-kira 500mcd setiap LED (menggunakan tong 1CG atau 1CL).
• Voltan bekalan: 5V DC.
• Voltan hadapan LED (tipikal): 3.0V pada 20mA.
• Perintang siri: R = (5V - 3.0V) / 0.04A (dua LED selari, setiap 20mA) = 50Ω. Pilih perintang 51Ω, 1/4W.
• Semakan terma: Pada ambien 25°C, kenaikan suhu simpang = 20mA * 3.0V * 450°C/W = 0.027W * 450 = 12.15°C. Suhu simpang = 37.15°C, jauh di bawah 95°C. Walaupun pada ambien 85°C, simpang = 97.15°C, sedikit melebihi; pertimbangkan untuk menggunakan kawasan pad yang lebih besar untuk mengurangkan rintangan terma atau kurangkan arus kepada 18mA.

12. Prinsip Operasi

LED ialah diod simpang p-n yang diperbuat daripada galium nitrida (GaN) atau bahan semikonduktor sebatian III-V berkaitan yang memancarkan cahaya hijau apabila dipincang ke hadapan. Jurang tenaga jalur menentukan panjang gelombang. Dalam kes ini, panjang gelombang dominan sekitar 520nm sepadan dengan jurang jalur kira-kira 2.38eV. Peranti ini dikapsulkan dalam silikon telus atau epoksi yang menyediakan pengekstrakan optik dan perlindungan mekanikal. Sudut pandangan lebar dicapai dengan pengkapsulan penyebaran atau reka bentuk bungkusan yang menyebarkan cahaya yang dipancarkan.

13. Trend Pembangunan

LED hijau terus bertambah baik dalam kecekapan (lm/W) disebabkan oleh teknik pertumbuhan epitaksi yang lebih baik dan reka bentuk cip. Trend masa depan untuk LED SMD dalam jejak ini termasuk keberkesanan bercahaya yang lebih tinggi, rintangan terma yang dikurangkan, dan tong panjang gelombang yang lebih ketat untuk pencampuran warna yang lebih baik dalam aplikasi RGB. Selain itu, pengintegrasian cip perlindungan ESD dalam bungkusan menjadi lebih biasa untuk meningkatkan keteguhan. Permintaan untuk LED miniatur, bercahaya tinggi untuk peranti boleh pakai dan IoT memacu inovasi selanjutnya dalam pembungkusan dan pengurusan terma.