Datasheet Teknikal LED Biru Kuasa Tinggi 3.45x3.45x2.20mm 2.6-3.4V 5.1W 465-475nm

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Komponen LED ini menggunakan teknologi InGaN pada substrat untuk menghasilkan sumber cahaya biru berintensiti tinggi. Peranti ini dibungkus dalam perumahan seramik yang kukuh dengan dimensi padat 3.45mm x 3.45mm x 2.20mm, menjadikannya sesuai untuk aplikasi pencahayaan dengan ruang terhad. LED ini direka untuk pemasangan teknologi permukaan (SMT) dan serasi dengan proses pematerian aliran semula standard. Ia tersedia dalam pembungkusan pita dan gelendong untuk peralatan pick-and-place automatik. Produk ini mematuhi RoHS dan diklasifikasikan sebagai tahap kepekaan kelembapan 1 (MSL-1), menunjukkan tiada keperluan pengendalian kelembapan khas sebelum pematerian.

1.1 Ciri Utama

• Pembungkusan seramik untuk pengurusan terma dan kebolehpercayaan yang sangat baik
• Sudut pandangan yang sangat lebar (120 darjah tipikal) untuk pengagihan cahaya seragam
• Sesuai untuk semua proses pemasangan dan pematerian SMT
• Tersedia dalam pita dan gelendong dengan 1000 keping setiap gelendong
• Tahap kepekaan kelembapan 1
• Mematuhi RoHS, bebas daripada bahan berbahaya

1.2 Aplikasi

LED biru ini boleh digunakan dalam pelbagai aplikasi pencahayaan umum dan khusus. Kegunaan tipikal termasuk lampu amaran, lampu bawah, lampu cuci dinding, dan lampu sorot. Peranti ini juga sesuai untuk lampu warna hiasan, jalur LED, pencahayaan pertumbuhan tumbuhan, pencahayaan landskap, peralatan fotografi pentas, dan peralatan estetik perubatan. Selain itu, ia sesuai untuk persekitaran dalaman komersial dan kediaman seperti hotel, pasar, pejabat, dan rumah. Julat suhu operasi yang luas (-40°C hingga +85°C) memastikan prestasi yang boleh dipercayai dalam pelbagai keadaan.

2. Dimensi Pembungkusan dan Spesifikasi Mekanikal

Pembungkusan LED mempunyai panjang 3.45mm, lebar 3.45mm, dan tinggi 2.20mm. Pandangan bawah mendedahkan susunan pad anod dan katod yang jelas untuk pengenalan polariti yang mudah. Pad anod berukuran kira-kira 1.30mm x 0.85mm, manakala pad katod sedikit lebih besar pada 1.30mm x 0.65mm. Corak pematerian yang dioptimumkan disyorkan untuk sentuhan terma dan elektrik yang boleh dipercayai. Dimensi tapak untuk reka bentuk PCB disediakan dalam lembaran data: pad anod segi empat tepat 3.25mm x 0.50mm dan pad katod 3.25mm x 0.45mm, dengan jarak 0.30mm antara kedua-dua pad. Semua dimensi dalam milimeter dengan toleransi ±0.2mm melainkan dinyatakan sebaliknya.

3. Ciri Elektrik dan Optik

Semua parameter elektrik dan optik diukur pada keadaan ujian IF = 350mA dan suhu titik pateri Ts = 25°C, melainkan dinyatakan sebaliknya. Voltan hadapan berkisar antara 2.6V hingga 3.4V, dengan nilai tipikal sekitar 3.0V. Peranti ini memberikan fluks bercahaya antara 30 lumen hingga 50 lumen, dan jumlah fluks sinaran dari 400mW hingga 800mW. Panjang gelombang dominan jatuh dalam spektrum biru, dari 465nm hingga 475nm. Arus songsang dihadkan kepada maksimum 10µA apabila terbalik bias pada 5V. Sudut pandangan biasanya 120 darjah (pada separuh intensiti), memberikan pancaran lebar.

3.1 Penilaian Maksimum Mutlak

Penilaian maksimum mutlak tidak boleh dilebihi untuk mengelakkan kerosakan peranti. Pelesapan kuasa dinilai pada 5100mW (5.1W). Arus hadapan boleh mencapai 1500mA (1.5A) secara berterusan, dan 1600mA (1.6A) dalam keadaan denyut (kitaran tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms). Voltan songsang tidak boleh melebihi 5V. Peranti ini dinilai untuk nyahcas elektrostatik (HBM) sebanyak 2000V. Julat suhu operasi adalah -40°C hingga +85°C, dan julat suhu penyimpanan adalah sama. Suhu simpang tidak boleh melebihi 150°C.

3.2 Maklumat Pembahagian

Untuk memastikan konsistensi, LED dibahagikan mengikut voltan hadapan, fluks bercahaya, dan panjang gelombang dominan pada arus ujian 350mA. Bahagian voltan hadapan ialah: F0 (2.6-2.8V), G0 (2.8-3.0V), H0 (3.0-3.2V), dan I0 (3.2-3.4V). Bahagian fluks bercahaya ialah: FA3 (30-35lm), FA4 (35-40lm), FA5 (40-45lm), dan FA6 (45-50lm). Bahagian panjang gelombang ialah: D00 (465-470nm) dan E00 (470-475nm). Pelanggan harus menyatakan kod bahagian yang dikehendaki semasa memesan untuk memenuhi keperluan aplikasi.

4. Lengkung Prestasi Tipikal

Ciri prestasi berikut adalah nilai tipikal dan disediakan untuk panduan reka bentuk sahaja; ia bukan spesifikasi terjamin.

4.1 Voltan Hadapan vs. Arus Hadapan

Voltan hadapan meningkat dengan arus hadapan. Pada suhu bilik, voltan adalah kira-kira 2.6V pada 100mA, 3.0V pada 350mA, 3.2V pada 700mA, dan 3.4V pada 1300mA. Hubungannya hampir linear dalam julat operasi.

4.2 Intensiti Relatif vs. Arus Hadapan

Intensiti bercahaya relatif meningkat dengan arus tetapi menunjukkan sedikit ketepuan pada arus tinggi. Pada 350mA intensiti relatif dinormalisasi kepada 1.0; pada 700mA ia meningkat kepada kira-kira 1.6; pada 1050mA kepada 2.2; dan pada 1400mA kepada 2.8.

4.3 Kebergantungan Suhu

Apabila suhu titik pateri meningkat dari 25°C hingga 115°C, intensiti bercahaya relatif menurun secara linear kira-kira 40%. Pengurusan terma adalah penting untuk mengekalkan output cahaya. Penurunan arus hadapan diperlukan pada suhu ambien tinggi: pada Ts=50°C arus hadapan maksimum adalah kira-kira 1400mA, manakala pada Ts=85°C ia dikurangkan kepada kira-kira 800mA untuk mengelakkan suhu simpang melebihi 150°C.

4.4 Taburan Spektrum

Spektrum pelepasan mempunyai panjang gelombang puncak sekitar 465-475nm dengan lebar penuh pada separuh maksimum (FWHM) kira-kira 25-30nm. Spektrum bersih tanpa puncak sekunder yang ketara dalam julat boleh dilihat.

4.5 Corak Sinaran

Corak sinaran sudut adalah hampir Lambertian dengan sudut separuh intensiti ±60 darjah. Intensiti relatif pada ±75 darjah jatuh kepada kira-kira 0.2 daripada maksimum.

5. Maklumat Pembungkusan dan Penghantaran

LED dibungkus dalam kuantiti 1000 keping setiap gelendong pada pita pembawa. Pita pembawa mempunyai jarak 4.0mm dan lebar 12.0mm. Dimensi gelendong: diameter luar 178mm ±1mm, diameter dalam 59mm, dan lebar 14.0mm ±0.5mm. Setiap gelendong dimeterai dalam beg penghalang kelembapan dengan pengering dan kad penunjuk kelembapan untuk mengekalkan keadaan MSL-1. Label pada beg termasuk nombor bahagian, nombor spesifikasi, nombor lot, kod bahagian (untuk fluks, panjang gelombang, dan voltan), kuantiti, dan kod tarikh. Gelendong yang telah dibungkus kemudian diletakkan dalam kotak kadbod untuk penghantaran.

6. Garis Panduan Pematerian Aliran Semula SMT

Pematerian aliran semula harus mengikut profil suhu yang dinyatakan dalam lembaran data. Zon prapemanasan harus naik dari 150°C hingga 200°C pada kadar maksimum 3°C/s, dengan masa rendaman 60-120 saat. Zon kritikal di atas 217°C harus bertahan 60 saat, dengan suhu puncak 260°C selama 10 saat (maksimum). Kadar penyejukan tidak boleh melebihi 6°C/s. Hanya dua laluan aliran semula dibenarkan. Jika masa antara dua operasi pematerian melebihi 24 jam, LED mungkin rosak. Pematerian tangan harus menggunakan seterika pada 300°C selama kurang dari 3 saat, dilakukan hanya sekali. Pembaikan harus dielakkan; jika perlu, gunakan seterika kepala dua dan sahkan fungsi LED selepas pembaikan. Permukaan atas LED adalah silikon lembut, jadi muncung pemetik harus menggunakan tekanan yang sesuai untuk mengelakkan merosakkan enkapsulan. Jangan pasang LED pada bahagian PCB yang melengkung dan elakkan melenturkan papan selepas pematerian. Penyejukan cepat selepas pematerian tidak disyorkan.

7. Langkah Berjaga-jaga Pengendalian dan Penyimpanan

Persekitaran operasi dan bahan pendamping tidak boleh mengandungi sebatian sulfur melebihi 100PPM. Kandungan bromin dan klorin dalam bahan luaran masing-masing harus kurang daripada 900PPM, dengan jumlah bromin dan klorin kurang daripada 1500PPM. Sebatian organik meruap (VOC) dari bahan lekapan boleh menembusi enkapsulan silikon dan menyebabkan perubahan warna di bawah haba dan cahaya, menyebabkan kehilangan cahaya yang ketara. Sentiasa uji bahan untuk keserasian sebelum digunakan. Elakkan pelekat yang mengeluarkan wap organik. Permukaan kanta silikon adalah lembut; sentiasa kendalikan komponen dengan permukaan sisi menggunakan penjepit atau alat yang sesuai. Jangan sentuh kanta silikon secara langsung. Dalam reka bentuk litar, pastikan arus melalui setiap LED tidak melebihi penilaian maksimum mutlak. Sertakan perintang pengehad arus untuk mengelakkan pelarian haba akibat perubahan voltan kecil. Jangan sekali-kali menggunakan voltan songsang (di atas 5V) pada LED; ia boleh menyebabkan migrasi dan kerosakan kekal. Reka bentuk terma adalah kritikal: pelesapan haba yang mencukupi diperlukan untuk mengekalkan suhu simpang di bawah 150°C. Permukaan silikon menarik habuk; jika pembersihan diperlukan, gunakan isopropil alkohol. Pembersihan ultrasonik tidak disyorkan kerana ia boleh merosakkan LED. Keadaan penyimpanan: sebelum membuka beg aluminium, simpan pada ≤30°C dan ≤75% RH sehingga satu tahun dari tarikh penutupan. Selepas dibuka, simpan pada ≤30°C dan ≤60% RH tidak lebih daripada 168 jam. Jika masa penyimpanan melebihi, bakar LED pada 60±5°C dan<5% RH selama sekurang-kurangnya 24 jam. Jika beg tertusuk atau rosak, hubungi pembekal anda.

8. Ujian Kebolehpercayaan dan Jaminan Kualiti

LED telah menjalani siri ujian kebolehpercayaan untuk memastikan prestasi yang mantap. Ujian termasuk: pematerian aliran semula (260°C, 2 kali), kejutan terma (-40°C hingga 100°C, 500 kitaran, kediaman 15 minit), penyimpanan suhu tinggi (100°C, 1000 jam), penyimpanan suhu rendah (-40°C, 1000 jam), ujian hayat (25°C, IF=350mA, 1000 jam), dan ujian hayat kelembapan suhu tinggi (60°C/90%RH, IF=350mA, 1000 jam). Kriteria penerimaan: 0 kegagalan daripada 10 sampel untuk setiap ujian (AQL 0/1). Selepas ujian, pergeseran voltan hadapan mestilah dalam spesifikasi, penyelenggaraan fluks bercahaya sekurang-kurangnya 80% daripada nilai awal, dan tiada litar terbuka/pendek atau kerlipan. Perhatikan bahawa ujian ini dilakukan dalam keadaan pelesapan haba yang baik; kebolehpercayaan aplikasi sebenar bergantung pada reka bentuk terma sistem.

9. Pertimbangan Reka Bentuk Aplikasi

Untuk prestasi optimum, garis panduan berikut disyorkan: pastikan pelesapan haba yang betul menggunakan vias terma atau PCB teras logam. Pastikan suhu simpang LED di bawah 150°C dalam semua keadaan operasi. Gunakan pemacu arus malar dan bukannya sumber voltan untuk mengelakkan arus lebih. Apabila menyambung berbilang LED secara bersiri, ambil kira variasi bahagian voltan hadapan. Dalam rentetan selari, gunakan perintang balast berasingan setiap rentetan. Untuk operasi denyut, patuhi had arus puncak dan sekatan kitaran tugas. Sudut pandangan lebar 120 darjah adalah berfaedah untuk pencahayaan banjir tetapi mungkin memerlukan optik sekunder untuk aplikasi pancaran sempit. Julat panjang gelombang biru (465-475nm) sesuai untuk pencahayaan pertumbuhan tumbuhan apabila digabungkan dengan LED merah, atau untuk pencahayaan pentas dan kesan hiasan. Pembungkusan seramik menawarkan kekonduksian terma yang sangat baik, tetapi pad pateri luaran mesti dibasahi sepenuhnya untuk memindahkan haba dengan cekap. Elakkan tekanan mekanikal pada LED selepas pematerian.

10. Perbandingan dengan Produk Alternatif

Berbanding dengan saiz pembungkusan yang lebih kecil (contohnya, 2835 atau 3030), tapak 3.45x3.45mm LED ini membolehkan pengendalian arus yang lebih tinggi disebabkan laluan terma yang lebih besar. Substrat seramik memberikan kekonduksian terma yang lebih baik daripada pembungkusan plastik konvensional, membolehkan operasi pada arus hadapan 1.5A. Liputan bahagian panjang gelombang yang luas (465-475nm) menawarkan fleksibiliti untuk memenuhi keperluan warna tertentu. Walau bagaimanapun, output terma yang lebih tinggi memerlukan pelesapan haba yang lebih meluas daripada peranti kuasa rendah. Apabila dibandingkan dengan LED biru 3535 pesaing yang serupa, komponen ini menawarkan keberkesanan bercahaya yang setanding (kira-kira 85-100 lm/W pada 350mA) dan panjang gelombang stabil terhadap suhu. Penilaian MSL-1 memudahkan logistik penyimpanan dan pengendalian.

11. Soalan Lazim

S: Apakah keberkesanan bercahaya tipikal?
J: Pada 350mA, keberkesanan berkisar antara kira-kira 85 hingga 143 lm/W, bergantung pada bahagian fluks. Keberkesanan menurun pada arus yang lebih tinggi disebabkan penurunan kecekapan.

S: Bolehkah saya memacu LED ini pada 1A secara berterusan?
J: Ya, dengan pengurusan terma yang mencukupi. Arus berterusan maksimum mutlak ialah 1.5A, tetapi pastikan suhu simpang tidak melebihi 150°C.

S: Adakah saya memerlukan perlindungan ESD semasa pengendalian?
J: Ya, walaupun LED tahan 2000V HBM, langkah berjaga-jaga ESD seperti stesen kerja yang dibumikan dan gelang pergelangan tangan antistatik disyorkan.

S: Apakah hayat penyimpanan selepas membuka beg penghalang kelembapan?
J: 168 jam (7 hari) pada ≤30°C dan ≤60% RH. Selepas itu, pembakaran diperlukan.

S: Adakah kanta silikon serasi dengan pelekat optik biasa?
J: Sesetengah pelekat mungkin mengeluarkan VOC yang menyerang silikon. Adalah penting untuk menguji pelekat dalam persekitaran aplikasi yang dimaksudkan.

12. Prinsip Teknikal

LED biru menggunakan lapisan aktif Indium Gallium Nitride (InGaN) yang ditanam pada substrat nilam atau silikon karbida. Apabila bias hadapan dikenakan, elektron dan lubang bergabung semula di rantau telaga kuantum, memancarkan foton dengan tenaga yang sepadan dengan jurang jalur InGaN. Dengan melaraskan kandungan indium dalam telaga kuantum, panjang gelombang pelepasan boleh ditala; untuk produk ini, komposisi ditetapkan untuk menghasilkan cahaya biru dalam julat 465-475nm. Pembungkusan seramik meningkatkan pengekstrakan cahaya dan menyediakan laluan terma yang mantap ke pad pateri. Sudut pandangan ditentukan oleh geometri cawan pemantul dan bentuk enkapsulan.

13. Trend Pembangunan

Industri LED terus mendorong keberkesanan yang lebih tinggi dan kos yang lebih rendah. LED biru InGaN telah mencapai >200 lm/W dalam persekitaran makmal, dan produk komersial semakin bertambah baik. Trend ke arah pembungkusan yang lebih kecil dengan keupayaan arus yang lebih tinggi (contohnya, cip CSP) mencabar pembungkusan seramik untuk beberapa aplikasi. Walau bagaimanapun, pembungkusan seramik 3535 kekal popular untuk aplikasi kuasa tinggi yang memerlukan prestasi terma dan kebolehpercayaan yang mantap. Integrasi dengan kawalan pencahayaan pintar dan fosfor spektrum penuh (untuk menghasilkan cahaya putih) adalah pembangunan yang berterusan. Untuk aplikasi biru sahaja, pembahagian ketepatan dan panjang gelombang yang stabil terhadap suhu semakin dituntut oleh pasaran hortikultur dan perubatan.