Lembaran Data LED Biru 3.00x3.00x2.10mm 3.3V 1.65W Pakej EMC - 460nm - 500mA - 20lm

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini menyediakan spesifikasi teknikal yang komprehensif untuk diod pemancar cahaya (LED) biru kuasa tinggi menggunakan pakej EMC (Epoxy Molding Compound). Peranti ini direka untuk aplikasi yang memerlukan kebolehpercayaan tinggi, termasuk pemantauan keselamatan, pencahayaan sensor, pencahayaan landskap, dan pencahayaan umum. Dengan jejak padat 3.00mm x 3.00mm x 2.10mm, ia membolehkan susun atur PCB yang padat sambil menghasilkan fluks bercahaya tipikal 20 lumen pada arus pemacu 500mA. Pakej EMC menawarkan prestasi terma yang unggul dan keteguhan berbanding pakej plumbum tradisional, menjadikannya sesuai untuk operasi berpanjangan dalam persekitaran yang keras.

1.1 Ciri Utama

• Serasi dengan pematerian reflow tanpa plumbum (mematuhi RoHS)
• Tahap kelembapan sensitiviti: MSL Tahap 3 (mengikut JEDEC)
• Panjang gelombang dominan: 460nm (tipikal) – warna biru
• Voltan hadapan: 3.0V – 3.3V (tipikal 3.3V pada 500mA)
• Sudut pandangan: 100 darjah (separuh kuasa)
• Rintangan terma: 14°C/W (simpang ke titik pateri)
• Perlindungan nyahcas elektrostatik: 2kV (HBM) dengan hasil >90%

1.2 Aplikasi Sasaran

• Penunjuk optik dan pencahayaan isyarat
• Pencahayaan landskap dan seni bina
• Pencahayaan umum dan pencahayaan hiasan
• Pencahayaan kamera keselamatan dan pengawasan
• Sistem sensor dan penglihatan mesin

2. Analisis Parameter Teknikal

Bahagian berikut menyediakan tafsiran mendalam tentang parameter elektrik, optik, dan terma yang dinyatakan dalam lembaran data produk.

2.1 Ciri Optik

Pada 25°C dan arus hadapan 500mA, LED mempamerkan panjang gelombang dominan 460nm dengan lebar jalur spektrum 30nm. Fluks bercahaya dinilai pada 20 lumen (tipikal), dengan toleransi pengukuran ±10%. Sudut pandangan (sudut separuh kuasa 2θ1/2) adalah 100 darjah, memberikan penyebaran pancaran lebar yang sesuai untuk pencahayaan umum dan aplikasi penunjuk. Corak sinaran adalah sangat simetri, seperti yang ditunjukkan dalam rajah polar (lihat Rajah 1-10 dalam lembaran data asal).

2.2 Parameter Elektrik

Voltan hadapan pada 500mA berkisar dari minimum 3.0V hingga tipikal 3.3V. Toleransi pengukuran adalah ±0.1V. Arus songsang dinyatakan pada maksimum 10µA apabila voltan songsang 5V dikenakan. Pelesapan kuasa dihadkan kepada maksimum mutlak 1.65W, yang sepadan dengan keadaan pemacu 500mA. Adalah kritikal untuk tidak melebihi penarafan maksimum mutlak untuk mengelakkan kerosakan kekal.

2.3 Ciri Terma

Rintangan terma simpang-ke-titik-pateri adalah 14°C/W. Rintangan terma yang rendah ini, difasilitasi oleh reka bentuk pakej EMC, membolehkan pemindahan haba yang cekap dari simpang LED ke PCB. Pengurusan terma yang betul adalah penting; suhu simpang tidak boleh melebihi penarafan maksimum 115°C. Keluk derating menunjukkan bahawa arus hadapan mesti dikurangkan apabila suhu persekitaran meningkat untuk mengekalkan suhu simpang dalam had.

3. Binning dan Pengasingan

Walaupun lembaran data tidak memperincikan jadual binning secara eksplisit, produk dibekalkan dengan kod bin untuk fluks bercahaya (Φ), panjang gelombang dominan (WLD), dan voltan hadapan (VF) seperti yang ditunjukkan pada label gulungan. Ini membolehkan pelanggan memilih gred prestasi tertentu untuk aplikasi mereka. Binning tipikal mungkin termasuk bin fluks dalam kenaikan dan bin panjang gelombang sekitar 460nm. Hubungi pembekal untuk ketersediaan binning terperinci.

4. Analisis Lengkung Prestasi

4.1 Voltan Hadapan vs. Arus Hadapan

Lengkung ciri I-V (Rajah 1-6 dalam lembaran data) menunjukkan voltan hadapan tipikal kira-kira 3.3V pada 500mA. Apabila arus meningkat dari 100mA ke 600mA, voltan meningkat dari kira-kira 3.0V ke 3.4V. Hubungan hampir linear ini adalah tipikal untuk LED biru.

4.2 Keamatan Relatif vs. Arus

Keamatan bercahaya relatif meningkat dengan arus hadapan tetapi menunjukkan sedikit ketepuan pada arus yang lebih tinggi (Rajah 1-7). Pada 500mA, keamatan relatif adalah kira-kira 100%, manakala pada 100mA ia turun kepada kira-kira 20%. Lengkung ini membantu pereka menganggarkan output cahaya pada arus pemacu yang lebih rendah.

4.3 Kebergantungan Suhu

Rajah 1-8 menunjukkan bahawa keamatan relatif berkurangan dengan peningkatan suhu persekitaran. Pada 85°C, keamatan turun kepada kira-kira 85% daripada nilai pada 25°C. Kepekaan terma ini mesti diambil kira dalam reka bentuk lekapan yang beroperasi dalam persekitaran suhu tinggi.

4.4 Taburan Spektrum

Spektrum (Rajah 1-9) memuncak sekitar 460nm dengan lebar penuh pada separuh maksimum 30nm. Spektrum terhad kepada kawasan biru, dengan pelepasan yang boleh diabaikan di luar julat 400-700nm.

4.5 Rajah Sinaran

Corak sinaran polar (Rajah 1-10) menunjukkan taburan seperti lambertian dengan sudut separuh kuasa ±50 darjah. Taburan lebar ini sesuai untuk pencahayaan banjir dan pencahayaan umum.

4.6 Derating Arus vs. Suhu Pin

Rajah 1-11 menyediakan lengkung derating: pada suhu pin 60°C, arus hadapan maksimum adalah kira-kira 400mA, dan pada 100°C ia berkurang kepada kira-kira 100mA. Lengkung ini penting untuk reka bentuk terma.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

Pakej LED berukuran 3.00mm x 3.00mm x 2.10mm (panjang x lebar x tinggi) dengan toleransi ±0.2mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Pandangan atas menunjukkan pakej segi empat sama dengan dua pad: katod dan anod dikenal pasti dalam Rajah 1-2. Pandangan sisi menunjukkan ketinggian 2.10mm dengan tonjolan kanta 0.70mm. Pandangan bawah menunjukkan dimensi pad: pad katod 1.45mm x 0.69mm, pad anod 1.45mm x 0.69mm, dengan jarak 1.45mm antara pad. Corak pematerian (Rajah 1-5) mengesyorkan pad pateri 3.00 x 2.26mm untuk pemasangan yang betul.

5.2 Pengenalpastian Polariti

Katod ditandai dengan takuk kecil atau titik pada pakej (lihat Rajah 1-2). Anod berada di sebelah bertentangan. Polariti yang betul mesti diperhatikan semasa pemasangan.

5.3 Corak Pematerian

Corak pematerian yang disyorkan (Rajah 1-5) adalah 3.00mm x 2.26mm dengan jarak 0.46mm ke tepi. Pad terma membantu menghilangkan haba. Gunakan reka bentuk stensil yang sesuai untuk memastikan liputan pateri yang mencukupi.

6. Panduan Pematerian dan Pemasangan

6.1 Profil Pematerian Reflow

Profil reflow yang disyorkan (Rajah 3-1) menyatakan: prapanaskan dari 150°C hingga 200°C selama 60-120 saat; masa di atas 217°C (TL) hendaklah 60-150 saat; suhu puncak (TP) 260°C dengan masa tahan maksimum 10 saat (tP) dalam 5°C dari puncak. Kadar penyejukan tidak boleh melebihi 6°C/saat. Hanya dua laluan reflow dibenarkan. Jika lebih daripada 24 jam berlalu antara reflow pertama dan kedua, LED mungkin rosak.

6.2 Pematerian Manual

Apabila memateri tangan, gunakan besi pematerian yang ditetapkan di bawah 300°C selama kurang daripada 3 saat setiap pad. Hanya satu operasi pateri tangan dibenarkan.

6.3 Kerja Semula dan Pembaikan

Pembaikan tidak disyorkan selepas pematerian. Jika tidak dapat dielakkan, gunakan besi pematerian dua kepala dan periksa ciri-ciri terlebih dahulu. Pastikan tiada tekanan mekanikal dikenakan semasa pemanasan.

6.4 Langkah Berjaga-jaga Pengendalian

• Jangan bertekanan pada permukaan kanta silikon; kendalikan hanya pada bahagian tepi.
• Elakkan pemasangan pada PCB yang melengkung; jangan bengkokkan papan selepas pematerian.
• Jangan sejukkan dengan cepat selepas pematerian; biarkan sejuk semula jadi ke suhu bilik.
• Jangan gunakan getaran mekanikal semasa penyejukan.

6.5 Keadaan Penyimpanan

Beg penghalang kelembapan yang belum dibuka: simpan pada<30°C dan<75% RH sehingga satu tahun dari tarikh pembungkusan. Selepas dibuka: 168 jam pada<30°C dan<60% RH. Jika melebihi, bakar pada 60±5°C selama 24 jam sebelum digunakan.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Spesifikasi Pembungkusan

LED dibekalkan dalam pembungkusan pita dan gulungan dengan 3000 keping setiap gulungan. Dimensi pita pembawa ditunjukkan dalam Rajah 2-1 dengan tanda polariti. Dimensi gulungan: A=12.7±0.3mm, B=330.2±2mm, C=79.5±1mm, D=14.3±0.2mm. Beg penghalang kelembapan dengan desiccant dan kad petunjuk kelembapan digunakan untuk perlindungan kelembapan.

7.2 Maklumat Label

Label gulungan termasuk: Nombor Bahagian (PART NO.), Nombor Spec (SPEC NO.), Nombor Lot (LOT NO.), Kod Bin (BIN CODE), Fluks Bercahaya (Φ), Panjang Gelombang Dominan (WLD), Voltan Hadapan (VF), Kuantiti (QTY), dan Tarikh (DATE). Maklumat ini digunakan untuk kebolehkesanan dan pemilihan bin.

7.3 Kotak Kadbod

Gulungan dibungkus dalam kotak kadbod untuk penghantaran. Kotak dilabel dengan maklumat produk dan kuantiti.

8. Kebolehpercayaan dan Kelayakan

8.1 Item Ujian Kebolehpercayaan

Produk telah lulus ujian kebolehpercayaan berikut mengikut piawaian JEDEC: Pematerian Reflow (260°C, 3 kali), Kitaran Suhu (-40°C hingga 100°C, 100 kitaran), Kejutan Terma (-40°C hingga 115°C, 300 kitaran), Penyimpanan Suhu Tinggi (100°C, 1000j), Penyimpanan Suhu Rendah (-40°C, 1000j), dan Ujian Hayat (25°C, 500mA, 1000j). Kriteria penerimaan: 0 kegagalan daripada 10 sampel (0/1) untuk setiap ujian.

8.2 Kriteria Kegagalan

Had selepas tekanan: Perubahan voltan hadapan ≤ 1.1x had spesifikasi atas; Arus songsang ≤ 2.0x had spesifikasi atas; Degradasi fluks bercahaya ≥ 0.7x had spesifikasi bawah.

9. Cadangan Reka Bentuk Aplikasi

9.1 Reka Bentuk Terma

Memandangkan rintangan terma 14°C/W dan pelesapan kuasa maksimum 1.65W, penyejukan yang mencukupi adalah penting. Gunakan kawasan kuprum PCB dan via terma yang betul untuk mengekalkan suhu simpang di bawah 115°C. Kurangkan arus berdasarkan suhu persekitaran menggunakan lengkung derating yang disediakan.

9.2 Reka Bentuk Elektrik

Setiap LED mesti dipacu dengan perintang pengehad arus atau sumber arus malar untuk mengelakkan larian terma. Voltan songsang harus dielakkan; gunakan diod perlindungan jika perlu. Perlindungan ESD disyorkan semasa pengendalian dan operasi.

9.3 Pertimbangan Persekitaran

Elakkan pendedahan kepada sebatian sulfur (>100ppm), halogen (bromin dan klorin secara individu<900ppm, jumlah<1500ppm), dan sebatian organik meruap yang boleh mengeluarkan gas dan merosakkan kanta silikon. Gunakan alkohol isopropil untuk pembersihan jika perlu.

10. Prinsip Kerja

LED ini adalah peranti semikonduktor yang memancarkan cahaya melalui elektroluminesen. Kawasan aktif terdiri daripada struktur telaga kuantum InGaN (indium gallium nitrida) yang memancarkan cahaya biru apabila elektron dan lubang bergabung semula di bawah pincang hadapan. Panjang gelombang pelepasan ditentukan oleh jurang jalur bahan telaga kuantum. Pakej EMC menggunakan sebatian acuan epoksi sebagai enkapsulasi, yang memberikan perlindungan mekanikal dan gandingan optik. Kanta silikon meningkatkan sudut pandangan dan memperbaiki pengekstrakan cahaya.

11. Trend Teknologi

Trend untuk LED kuasa tinggi terus menuju ke arah keberkesanan yang lebih tinggi, pakej yang lebih kecil, dan pengurusan terma yang lebih baik. Pakej EMC seperti ini menawarkan keseimbangan kos dan prestasi untuk pencahayaan umum dan aplikasi industri. Cip biru 460nm juga digunakan sebagai sumber pam fosfor untuk LED putih, walaupun peranti ini bertujuan untuk pelepasan biru terus. Perkembangan masa depan mungkin termasuk ketumpatan fluks yang lebih tinggi dan kebolehpercayaan yang dipertingkatkan dengan rintangan terma yang lebih rendah.

12. Soalan Lazim dan Reka Bentuk Kes

12.1 Soalan Lazim

S: Bolehkah saya memacu LED ini pada 700mA?J: Tidak, arus maksimum mutlak adalah 500mA (dengan penyejukan yang betul). Melebihi ini boleh merosakkan peranti.

S: Apakah jangka hayat tipikal?J: Lembaran data tidak menyatakan jangka hayat L70, tetapi berdasarkan LED EMC yang serupa, di bawah keadaan terkadar ia boleh melebihi 50,000 jam.

S: Adakah LED sesuai untuk operasi denyut?J: Ya, operasi denyut dengan kitaran tugas rendah boleh membenarkan arus puncak yang lebih tinggi, tetapi pastikan kuasa purata tidak melebihi 1.65W.

12.2 Contoh Aplikasi

Dalam lekapan pencahayaan landskap dengan 12 LED, setiap satu dipacu pada 350mA untuk mencapai jumlah 240 lumen, dengan penyejukan yang betul menggunakan PCB aluminium. Voltan hadapan pada 350mA adalah kira-kira 3.2V, jadi jumlah kuasa setiap LED adalah 1.12W. Reka bentuk terma memastikan suhu simpang di bawah 85°C pada suhu persekitaran 40°C. Pemacu arus malar dengan lipatan balik terma disyorkan untuk keselamatan.