Dokumen Teknikal LED Lampu 3294-15UBGC/S400-A6 - Super Biru 505nm - 3.5V - 20mA - Sudut Pandangan 90°

1. Gambaran Keseluruhan Produk

3294-15UBGC/S400-A6 ialah lampu LED berkeamatan tinggi yang direka untuk aplikasi yang memerlukan output cahaya yang unggul. Peranti ini menggunakan bahan cip InGaN/SiC untuk menghasilkan warna pancaran super biru dengan kanta jernih air. Ia dicirikan oleh kebolehpercayaan, ketahanan, dan ketersediaan dalam pelbagai pilihan pembungkusan termasuk pita dan gegelung.

1.1 Kelebihan Teras dan Pasaran Sasaran

Kelebihan utama siri LED ini ialah kecerahan yang dipertingkatkan, menjadikannya sesuai untuk aplikasi lampu latar dan penunjuk di mana keterlihatan tinggi adalah penting. Pasaran dan aplikasi sasaran utama termasuk televisyen, monitor komputer, telefon, dan peralatan pengkomputeran umum di mana pencahayaan biru yang konsisten dan terang diperlukan.

2. Penerangan Mendalam Parameter Teknikal

Bahagian ini memberikan analisis objektif yang terperinci mengenai parameter elektrik, optik, dan terma utama peranti seperti yang ditakrifkan dalam datasheet.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan Maksimum Mutlak mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Mengendalikan LED di bawah keadaan ini tidak disyorkan. Penarafan dinyatakan pada suhu ambien (Ta) 25°C.

• Arus Hadapan Berterusan (IF):25 mA. Ini adalah arus DC maksimum yang boleh dikenakan secara berterusan pada LED.
• Arus Hadapan Puncak (IF(Puncak)):100 mA. Penarafan ini biasanya untuk keadaan denyutan pendek dan tidak boleh dilebihi.
• Voltan Songsang (VR):5 V. Mengenakan voltan songsang melebihi had ini boleh menyebabkan kerosakan simpang.
• Pelesapan Kuasa (Pd):120 mW. Ini adalah kuasa maksimum yang boleh dipelesapkan oleh pakej, dikira sebagai Voltan Hadapan (VF) * Arus Hadapan (IF).
• Suhu Operasi (Topr):-40°C hingga +85°C. Julat suhu ambien untuk operasi yang boleh dipercayai.
• Suhu Penyimpanan (Tstg):-40°C hingga +100°C.
• Nyahcas Elektrostatik (ESD):1000 V (Model Badan Manusia). Ini menunjukkan tahap kepekaan ESD yang sederhana; prosedur pengendalian yang betul adalah perlu.
• Suhu Pateri (Tsol):260°C selama 5 saat. Ini mentakrifkan toleransi profil pateri refluks.

2.2 Ciri-ciri Elektro-Optik

Ciri-ciri Elektro-Optik diukur pada arus ujian piawai IF=20mA dan Ta=25°C, mewakili keadaan operasi tipikal.

• Keamatan Bercahaya (Iv):400 (Min.) hingga 800 (Tip.) mcd. Julat pengelasan yang luas ini menunjukkan varians pengeluaran; pereka harus mengambil kira nilai minimum untuk kecerahan kes terburuk.
• Sudut Pandangan (2θ1/2):90° (Tipikal). Ini mentakrifkan sudut penuh di mana keamatan bercahaya jatuh kepada separuh daripada nilai puncaknya, menawarkan corak pancaran yang luas.
• Panjang Gelombang Puncak (λp):502 nm (Tipikal). Panjang gelombang di mana pancaran spektrum paling kuat.
• Panjang Gelombang Dominan (λd):505 nm (Tipikal). Panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia, mentakrifkan warna sebagai "super biru."
• Lebar Jalur Sinaran Spektrum (Δλ):30 nm (Tipikal). Lebar spektrum pada separuh keamatan maksimum.
• Voltan Hadapan (VF):3.5 V (Tipikal), 4.3 V (Maksimum) pada 20mA. Parameter ini adalah penting untuk reka bentuk pemacu dan pemilihan bekalan kuasa.
• Arus Songsang (IR):50 μA (Maksimum) pada VR=5V.

Toleransi Pengukuran:Datasheet menyatakan ketidakpastian khusus: ±0.1V untuk VF, ±10% untuk Iv, dan ±1.0nm untuk λd. Ini mesti dipertimbangkan dalam aplikasi ketepatan.

3. Penjelasan Sistem Pengelasan

Produk ini menggunakan sistem pengelasan untuk mengkategorikan unit berdasarkan parameter optik dan elektrik utama, memastikan konsistensi dalam satu kelompok. Penjelasan label mentakrifkan pengelasan ini:

• CAT:Kedudukan Keamatan Bercahaya (Iv). Sejajar dengan julat 400-800 mcd.
• HUE:Kedudukan Panjang Gelombang Dominan (λd). Mengumpulkan LED mengikut titik warna biru spesifik mereka sekitar 505nm.
• REF:Kedudukan Voltan Hadapan (VF). Mengumpulkan LED mengikut susutan voltan mereka, penting untuk pemadanan arus dalam siri rentetan.

Pereka harus menentukan atau sedar tentang pengelasan yang diperlukan untuk aplikasi mereka untuk mengekalkan keseragaman warna dan kecerahan.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Lengkung ciri tipikal memberikan pandangan tentang tingkah laku peranti di bawah pelbagai keadaan.

4.1 Keamatan Relatif vs. Panjang Gelombang

Lengkung ini menunjukkan taburan kuasa spektrum, memuncak pada kira-kira 502nm dengan lebar jalur (Δλ) 30nm, mengesahkan pancaran biru monokromatik.

4.2 Corak Arah

Plot kutub menggambarkan sudut pandangan 90°, menunjukkan corak pancaran hampir-Lambertian di mana keamatan berkurangan dengan kosinus sudut pandangan.

4.3 Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Lengkung I-V)

Lengkung I-V adalah eksponen, tipikal untuk diod. Pada arus ujian 20mA, voltan biasanya 3.5V. Lengkung ini penting untuk reka bentuk terma, kerana VF mempunyai pekali suhu negatif.

4.4 Keamatan Relatif vs. Arus Hadapan (Lengkung L-I)

Keamatan bercahaya meningkat secara super-linear dengan arus sebelum berpotensi tepu pada arus yang lebih tinggi. Mengendalikan di atas 20mA yang disyorkan mungkin meningkatkan output tetapi akan mengurangkan kecekapan dan jangka hayat disebabkan peningkatan haba.

4.5 Ciri-ciri Terma

Keamatan Relatif vs. Suhu Ambien:Output cahaya berkurangan apabila suhu ambien meningkat. Pengurangan ini adalah kritikal untuk aplikasi dalam persekitaran suhu tinggi.
Arus Hadapan vs. Suhu Ambien:Untuk pemacu voltan malar, arus akan meningkat dengan suhu disebabkan penurunan VF. Ini menekankan kepentingan pemacu arus malar untuk operasi yang stabil.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Lukisan Dimensi Pakej

Lukisan mekanikal memberikan dimensi kritikal untuk reka bentuk tapak kaki PCB dan ruang pemasangan. Nota utama termasuk:
1. Semua dimensi adalah dalam milimeter.
2. Ketinggian flens mestilah kurang daripada 1.5mm (0.059").
3. Toleransi piawai ialah ±0.25mm melainkan dinyatakan sebaliknya.

5.2 Pengenalpastian Polarity

LED mempunyai kaki katod dan anod. Biasanya, kaki yang lebih panjang ialah anod (+), dan sisi rata pada kanta atau tanda pada flens menunjukkan katod (-). Tapak kaki PCB mesti direka untuk sepadan dengan orientasi ini.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Pengendalian yang betul adalah penting untuk mengekalkan prestasi dan kebolehpercayaan LED.

6.1 Pembentukan Kaki

• Bengkokkan kaki pada titik sekurang-kurangnya 3mm dari pangkal mentol epoksi.
• Lakukan pembentukan sebelum memateri.
• Elakkan tekanan pada pakej. Lubang PCB yang tidak sejajar menyebabkan tekanan kaki boleh merosakkan resin epoksi.
• Potong kaki pada suhu bilik.

6.2 Keadaan Penyimpanan

• Simpan pada ≤30°C dan ≤70% RH selepas penghantaran. Jangka hayat rak adalah 3 bulan.
• Untuk penyimpanan lebih lama (sehingga 1 tahun), gunakan bekas tertutup dengan nitrogen dan bahan pengering.
• Elakkan perubahan suhu yang cepat dalam persekitaran lembap untuk mengelakkan pemeluwapan.

6.3 Proses Pateri

Peraturan Umum:Kekalkan jarak minimum 3mm dari sambungan pateri ke mentol epoksi.
Pateri Tangan:Suhu hujung besi maks 300°C (30W maks), masa pateri maks 3 saat.
Pateri Gelombang/Celup:Pemanasan awal maks 100°C (60 saat maks). Mandian pateri maks 260°C selama 5 saat.
Profil:Graf profil suhu pateri yang disyorkan disediakan, menekankan fasa peningkatan terkawal, puncak, dan penyejukan.
Nota Kritikal:
- Elakkan tekanan pada kaki semasa fasa suhu tinggi.
- Jangan memateri (celup/tangan) lebih daripada sekali.
- Lindungi LED daripada kejutan/getaran sehingga ia sejuk ke suhu bilik.
- Elakkan penyejukan cepat dari suhu puncak.
- Gunakan suhu serendah mungkin yang mencapai sambungan pateri yang boleh dipercayai.

6.4 Pembersihan

• Bersihkan hanya dengan alkohol isopropil pada suhu bilik selama ≤1 minit.
• Elakkan pembersihan ultrasonik. Jika benar-benar perlu, pra-kelayakkan proses untuk memastikan tiada kerosakan berlaku.

6.5 Pengurusan Haba

Reka bentuk terma yang betul adalah wajib. Arus operasi mesti dikurangkan dengan sewajarnya berdasarkan suhu ambien aplikasi dan rintangan terma persediaan pemasangan. Rujuk lengkung pengurangan (tersirat, walaupun tidak ditunjukkan secara eksplisit dalam petikan yang diberikan) untuk panduan. Penyingkiran haba yang tidak mencukupi akan membawa kepada pengurangan output cahaya, perubahan warna, dan degradasi dipercepatkan.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Spesifikasi Pembungkusan

LED dibungkus untuk mengelakkan kerosakan semasa penghantaran dan penyimpanan:
- Pembungkusan Primer:Beg anti-elektrostatik.
- Pembungkusan Sekunder:Karton dalaman mengandungi 4 beg.
- Pembungkusan Tertier:Karton luar mengandungi 10 karton dalaman.
Kuantiti Pembungkusan:Minimum 200 hingga 1000 keping setiap beg. Satu karton luar penuh mengandungi 40 beg (4 beg/karton dalaman * 10 karton dalaman).

7.2 Penjelasan Label

Label pada pembungkusan mengandungi maklumat berikut untuk kebolehjejakan dan pengenalpastian: CPN (Nombor Bahagian Pelanggan), P/N (Nombor Bahagian Pengilang: 3294-15UBGC/S400-A6), QTY (Kuantiti), CAT/HUE/REF (Kod pengelasan), dan LOT No. (Nombor Lot untuk kebolehjejakan).

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Tipikal

LED ini sesuai untuk:
- Lampu Latar:Untuk panel LCD dalam TV, monitor, dan paparan industri yang memerlukan lampu latar biru atau sebagai sebahagian daripada sistem cahaya putih RGB.
- Penunjuk Status:Penunjuk kuasa, aktiviti, atau mod berkeamatan tinggi dalam peralatan telekomunikasi dan pengkomputeran.
- Pencahayaan Hiasan:Pencahayaan aksen di mana warna biru terang dikehendaki.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Pemilihan Pemacu:Gunakan pemacu arus malar ditetapkan kepada 20mA (atau lebih rendah untuk mengurangkan haba/jangka hayat lebih panjang) untuk memastikan output cahaya dan warna yang stabil. Ambil kira susutan voltan hadapan tipikal 3.5V.
• Perintang Had Arus:Jika menggunakan sumber voltan, kira perintang siri dengan tepat menggunakan VF maksimum (4.3V) untuk memastikan arus tidak pernah melebihi penarafan maksimum mutlak di bawah keadaan kes terburuk.
• Pengurusan Terma:Reka PCB dengan kawasan kuprum yang mencukupi atau gunakan PCB teras logam (MCPCB) untuk menyingkirkan haba, terutamanya dalam ruang tertutup atau suhu ambien tinggi.
• Reka Bentuk Optik:Sudut pandangan 90° sesuai untuk pencahayaan kawasan luas. Untuk cahaya fokus, optik sekunder (kanta) mungkin diperlukan.
• Perlindungan ESD:Laksanakan perlindungan ESD pada talian input dan pastikan kakitangan pemasangan menggunakan tali bumi yang betul.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Walaupun perbandingan pesaing langsung tidak terdapat dalam datasheet, pembeza utama LED ini boleh disimpulkan:
- Pengelasan Kecerahan Tinggi:Dengan keamatan tipikal 800mcd pada 20mA, ia menawarkan kecekapan bercahaya tinggi untuk pakej lampu LED 3mm atau 5mm piawai.
- Titik Warna Spesifik:505nm "super biru" adalah warna yang berbeza, berpotensi berbeza daripada LED biru diraja (~450nm) atau biru tulen (~470nm).
- Pembinaan Teguh:Penekanan pada kebolehpercayaan dan pembinaan bebas plumbum memenuhi piawaian alam sekitar dan ketahanan moden.
- Dokumentasi Komprehensif:Garis panduan pengendalian, pateri, dan penyimpanan terperinci mengurangkan risiko aplikasi.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

Q1: Bolehkah saya mengendalikan LED ini pada 25mA secara berterusan?
A1: Walaupun Penarafan Maksimum Mutlak adalah 25mA, Ciri-ciri Elektro-Optik dinyatakan pada 20mA. Untuk operasi jangka panjang yang boleh dipercayai dan mengambil kira kesan terma, adalah sangat disyorkan untuk beroperasi pada atau di bawah 20mA. Gunakan penarafan maksimum hanya sebagai had tekanan, bukan titik operasi.

Q2: Mengapa terdapat julat yang begitu luas dalam Keamatan Bercahaya (400-800 mcd)?
A2: Ini disebabkan oleh varians pengeluaran dalam proses epitaksi semikonduktor dan fabrikasi cip. Peranti dikelaskan (kod CAT) selepas pengeluaran. Untuk kecerahan seragam dalam tatasusunan, tentukan pengelasan ketat atau gunakan LED dari lot pengeluaran yang sama.

Q3: Bagaimana saya mentafsir nilai "Tipikal" dalam datasheet?
A3: "Tipikal" mewakili nilai min atau paling biasa dari pengeluaran. Reka bentuk harus berdasarkan nilai "Minimum" untuk prestasi terjamin (contohnya, gunakan 400 mcd untuk kecerahan kes terburuk) dan nilai "Maksimum" untuk pengiraan tekanan (contohnya, gunakan 4.3V untuk pengiraan perintang).

Q4: Adakah penyingkiran haba diperlukan?
A4: Untuk operasi pada 20mA dalam suhu ambien sederhana (<50°C), pelesapan haba dalaman (~70mW) mungkin boleh diuruskan oleh kaki dan kuprum PCB piawai. Untuk suhu ambien yang lebih tinggi, arus yang lebih tinggi, atau pemasangan tertutup, pengurusan terma tambahan (contohnya, lebih banyak kuprum, MCPCB) adalah penting untuk mengelakkan terlalu panas dan kegagalan pramatang.

11. Contoh Kes Penggunaan Praktikal

Senario: Mereka bentuk panel penunjuk status untuk suis rangkaian berak.
1. Keperluan:Penunjuk "Link Active" biru terang yang boleh dilihat dari beberapa meter jauhnya.
2. Pemilihan:3294-15UBGC/S400-A6 dipilih untuk kecerahan tinggi (800mcd tip) dan sudut pandangan yang sesuai (90°).
3. Reka Bentuk Litar:Sistem menggunakan rel 5V. Perintang siri dikira: R = (V_bekalan - VF_maks) / IF = (5V - 4.3V) / 0.020A = 35 ohm. Perintang piawai 36-ohm dipilih, menghadkan arus kepada ~19.4mA pada VF_tip, yang selamat dan memberikan kecerahan yang mencukupi.
4. Susun Atur PCB:Tapak kaki LED diletakkan dengan tuangan kuprum kecil yang disambungkan ke kaki katod untuk pelesapan haba kecil. Reka bentuk panel termasuk paip cahaya untuk membimbing dan menyebarkan cahaya.
5. Pemasangan:LED dipateri tangan dengan besi terkawal suhu ditetapkan pada 280°C, dengan sambungan dibuat >3mm dari badan, selesai dalam masa 2 saat.

12. Pengenalan Prinsip Teknologi

LED ini berdasarkan struktur hetero semikonduktor. Kawasan aktif menggunakan Indium Gallium Nitride (InGaN) yang ditumbuhkan pada substrat Silicon Carbide (SiC). Apabila voltan hadapan dikenakan, elektron dan lubang disuntik ke dalam kawasan aktif di mana mereka bergabung semula, membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi khusus aloi InGaN menentukan tenaga jurang jalur, yang seterusnya mentakrifkan panjang gelombang cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, kira-kira 505nm (biru). Kanta epoksi jernih air membungkus cip, memberikan perlindungan mekanikal, dan membentuk pancaran output cahaya (sudut pandangan 90°).

13. Trend Pembangunan Teknologi

Evolusi teknologi LED seperti peranti ini mengikut beberapa trend utama:
1. Peningkatan Kecekapan:Peningkatan berterusan dalam sains bahan dan reka bentuk cip bertujuan untuk menghasilkan lebih banyak lumen per watt (lm/W), mengurangkan penggunaan kuasa untuk output cahaya yang sama.
2. Ketepatan dan Konsistensi Warna:Kemajuan dalam pertumbuhan epitaksial dan proses pengelasan membawa kepada taburan panjang gelombang dan keamatan yang lebih ketat, meningkatkan keseragaman warna dalam tatasusunan.
3. Kebolehpercayaan dan Jangka Hayat Dipertingkatkan:Bahan pembungkusan yang lebih baik, antara muka terma, dan integrasi pemacu menyumbang kepada jangka hayat operasi yang lebih panjang di bawah keadaan yang sukar.
4. Pengecilan dan Integrasi:Walaupun lampu diskret kekal popular, trend adalah ke arah pakej peranti pemasangan permukaan (SMD) dan modul bersepadu untuk ketumpatan yang lebih tinggi dan pemasangan automatik.
5. Gamut Warna Diperluas:Pembangunan LED dengan puncak panjang gelombang spesifik, sempit (seperti biru 505nm ini) membolehkan gamut warna yang lebih luas dalam aplikasi paparan apabila digabungkan dengan LED merah dan hijau.