Spesifikasi Teknikal LED Pandangan Atas Mini Siri 65-21 - Pakej SMT - 2.35V Maks - Kuning Hijau Cemerlang - 60mW - Dokumen Teknikal MS

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Siri 65-21 mewakili satu keluarga Diod Pemancar Cahaya (LED) Pandangan Atas Mini yang direka untuk aplikasi teknologi permukaan-pasang (SMT). Variasi khusus ini, dikenal pasti dengan akhiran nombor bahagian yang menunjukkan pengelompokannya, memancarkan cahaya kuning-hijau yang cemerlang. Falsafah reka bentuk teras berpusat pada konfigurasi pemasangan atas-bawah di mana cahaya dipancarkan melalui papan litar bercetak (PCB). Seni bina unik ini, digabungkan dengan pemantul antara bersepadu, direka untuk mengoptimumkan gandingan keluaran cahaya, menjadikan komponen ini sangat sesuai untuk aplikasi yang menggunakan paip cahaya atau pandu cahaya.

Pakej ini adalah peranti permukaan-pasang putih yang padat. Ciri prestasi utama ialah sudut pandangannya yang sangat luas, dicirikan sebagai 120 darjah (lebar penuh pada separuh maksimum, 2θ1/2). Profil pancaran luas ini memastikan keterlihatan tinggi dari pelbagai sudut, faktor kritikal untuk aplikasi penunjuk. Produk ini mematuhi arahan alam sekitar dan keselamatan utama, termasuk RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya), peraturan EU REACH, dan dihasilkan sebagai bebas halogen (dengan Bromin <900ppm, Klorin <900ppm, dan jumlahnya <1500ppm). Ia dibekalkan dalam pita dan gegelung untuk keserasian dengan proses pemasangan automatik pick-and-place.

1.1 Kelebihan Teras dan Sasaran Pasaran

Kelebihan utama siri 65-21 berasal daripada reka bentuk mekanikal dan optiknya. Pancaran pandangan-atas, melalui-PCB adalah ciri penentuannya, membolehkan gandingan cekap ke dalam paip cahaya tanpa memerlukan pancaran sisi atau pemasangan sudut tepat. Pemantul bersepadu dalam pakej meningkatkan pengekstrakan cahaya dan arahannya. Sudut pandangan luas 120 darjah memberikan keterlihatan omnidireksional yang sangat baik. Pakej SMT membolehkan susun atur PCB berketumpatan tinggi dan serasi dengan proses pateri reflow standard.

Aplikasi sasaran adalah pelbagai, memberi tumpuan kepada bidang di mana saiz padat, penunjuk yang boleh dipercayai, dan panduan cahaya yang cekap adalah penting. Ini termasuk: penunjuk status optik pada elektronik pengguna dan peralatan industri; lampu latar untuk paparan kristal cecair (LCD), kekunci, suis, dan panel instrumen; pencahayaan am untuk pengiklanan dan papan tanda; dan pencahayaan dalaman automotif, seperti lampu latar papan pemuka. Komponen ini telah dikondisikan berdasarkan piawaian JEDEC J-STD-020D Tahap 3, menunjukkan ketahanannya untuk proses pateri komersial biasa.

2. Analisis Parameter Teknikal

Bahagian ini memberikan tafsiran objektif terperinci tentang parameter elektrik, optik, dan haba utama yang ditakrifkan dalam lembaran data. Memahami had dan ciri-ciri ini adalah penting untuk reka bentuk litar yang boleh dipercayai dan memastikan prestasi LED jangka panjang.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan Maksimum Mutlak mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal pada LED mungkin berlaku. Ini bukan keadaan untuk operasi biasa.

• Voltan Songsang (V_R):12V. Melebihi voltan ini dalam arah pincang songsang boleh menyebabkan kerosakan simpang.
• Arus Hadapan Berterusan (I_F):25mA. Ini adalah arus DC maksimum yang boleh digunakan secara berterusan.
• Arus Hadapan Puncak (I_FP):60mA. Ini dibenarkan hanya di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 10% pada 1kHz) dan tidak boleh digunakan untuk operasi DC.
• Lesapan Kuasa (P_d):60mW. Kuasa maksimum yang boleh dilesapkan oleh pakej sebagai haba, dikira sebagai Voltan Hadapan (V_F) × Arus Hadapan (I_F).
• Suhu Simpang (T_j):115°C. Suhu maksimum yang dibenarkan untuk cip semikonduktor itu sendiri.
• Suhu Operasi & Penyimpanan:-40°C hingga +85°C (operasi), -40°C hingga +90°C (penyimpanan).
• Nyahcas Elektrostatik (ESD):2000V (Model Badan Manusia). Prosedur pengendalian ESD yang betul diperlukan.
• Suhu Pateri:Untuk reflow, puncak 260°C untuk maksimum 10 saat ditetapkan. Untuk pateri tangan, 350°C untuk maksimum 3 saat setiap terminal dibenarkan.

2.2 Ciri Elektro-Optik

Parameter ini diukur pada keadaan ujian standard suhu ambien 25°C dan arus hadapan (I_F) 20mA, melainkan dinyatakan sebaliknya.

• Keamatan Bercahaya (I_V):Julat dari minimum 36 milikandela (mcd) hingga maksimum 90 mcd. Nilai tipikal tidak dinyatakan, kerana bahagian dikelompokkan. Toleransi ±11% digunakan.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):120 darjah. Ini adalah lebar sudut di mana keamatan bercahaya adalah sekurang-kurangnya separuh daripada keamatan puncak yang diukur pada 0 darjah (paksi).
• Panjang Gelombang Puncak (λ_p):Kira-kira 575 nanometer (nm). Ini adalah panjang gelombang di mana taburan kuasa spektrum adalah maksimum.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):Julat dari 569.5 nm hingga 577.5 nm. Ini adalah persepsi panjang gelombang tunggal warna LED oleh mata manusia dan merupakan parameter utama untuk pengelompokan warna. Toleransi adalah ±1nm.
• Lebar Jalur Spektrum (Δλ):Kira-kira 20 nm. Ini menunjukkan ketulenan spektrum; lebar jalur yang lebih kecil bermakna warna yang lebih monokromatik.
• Voltan Hadapan (V_F):Julat dari 1.75V hingga 2.35V pada 20mA. Toleransi adalah ±0.1V. Ini adalah kritikal untuk mereka bentuk perintang pembatas arus bersiri dengan LED.
• Arus Songsang (I_R):Maksimum 10 mikroampere (μA) apabila pincang songsang 12V dikenakan.

2.3 Ciri Terma

Walaupun tidak disenaraikan secara eksplisit dalam jadual berasingan, pengurusan haba tersirat melalui penarafan Lesapan Kuasa (P_d) dan Suhu Simpang (T_j). Lengkung penurunan arus hadapan secara grafik menunjukkan bagaimana arus hadapan berterusan maksimum yang dibenarkan mesti dikurangkan apabila suhu ambien meningkat melebihi 25°C untuk mencegah melebihi had suhu simpang 115°C. Susun atur PCB yang berkesan dengan pelega haba yang mencukupi adalah perlu untuk aplikasi arus tinggi atau suhu ambien tinggi.

3. Penjelasan Sistem Pengelompokan

Untuk memastikan konsistensi warna dan kecerahan dalam pengeluaran, LED disusun ke dalam kelompok. Siri 65-21 menggunakan kelompok berasingan untuk keamatan bercahaya dan panjang gelombang dominan.

3.1 Pengelompokan Keamatan Bercahaya

Keamatan bercahaya disusun ke dalam empat kelompok berbeza (N2, P1, P2, Q1) apabila diukur pada I_F= 20mA. Setiap kelompok meliputi julat tertentu:

- N2:36 mcd hingga 45 mcd

- P1:45 mcd hingga 57 mcd

- P2:57 mcd hingga 72 mcd

- Q1:72 mcd hingga 90 mcd

Nombor bahagian (cth., G6C-AN2Q1/3T) termasuk kod yang menentukan kelompok keamatan dan panjang gelombang mana peranti itu tergolong, membolehkan pereka memilih bahagian dengan toleransi prestasi ketat untuk aplikasi mereka.

3.2 Pengelompokan Panjang Gelombang Dominan

Panjang gelombang dominan, yang mentakrifkan warna kuning-hijau yang dilihat, dikelompokkan dalam Kumpulan A. Ia dibahagikan kepada empat kod (C16 hingga C19), setiap satu merangkumi julat 2nm:

- C16:569.5 nm hingga 571.5 nm

- C17:571.5 nm hingga 573.5 nm

- C18:573.5 nm hingga 575.5 nm

- C19:575.5 nm hingga 577.5 nm

Pengelompokan tepat ini memastikan variasi warna minimum antara LED dalam satu pemasangan, yang sangat penting untuk aplikasi seperti lampu latar multi-LED atau tatasusunan penunjuk.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Lembaran data menyediakan beberapa lengkung ciri yang menggambarkan tingkah laku LED di bawah pelbagai keadaan. Ini adalah penting untuk pertimbangan reka bentuk lanjutan.

4.1 Keamatan Bercahaya Relatif vs. Arus Hadapan

Lengkung ini menunjukkan bahawa keamatan bercahaya tidak berkadar linear dengan arus hadapan. Walaupun keamatan meningkat dengan arus, hubungan cenderung kepada sub-linear pada arus yang lebih tinggi disebabkan peningkatan suhu simpang dan penurunan kecekapan. Beroperasi jauh di atas arus ujian yang disyorkan 20mA mungkin menghasilkan pulangan berkurangan dalam kecerahan dan mempercepatkan penuaan.

4.2 Keamatan Bercahaya Relatif vs. Suhu Ambien

Graf ini menunjukkan pekali suhu negatif keluaran bercahaya. Apabila suhu ambien meningkat, keluaran cahaya LED berkurangan. Ini adalah ciri asas sumber cahaya semikonduktor. Lengkung ini membolehkan pereka menganggarkan kehilangan kecerahan dalam persekitaran suhu tinggi dan mengimbangi jika perlu.

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

Lengkung I-V adalah bersifat eksponen, tipikal diod. Peningkatan kecil dalam voltan hadapan mengakibatkan peningkatan besar dalam arus hadapan. Ini menekankan kepentingan kritikal menggunakan peranti pembatas arus (hampir selalu perintang) bersiri dengan LED apabila dikuasakan oleh sumber voltan. Memacu LED dengan voltan malar akan membawa kepada pelarian haba dan kemusnahan.

4.4 Taburan Spektrum

Plot taburan spektrum menunjukkan kuasa optik relatif yang dipancarkan merentasi panjang gelombang. Untuk LED kuning-hijau cemerlang ini, puncaknya adalah sekitar 575nm dengan lebar penuh pada separuh maksimum (FWHM) tipikal 20nm. Plot ini berguna untuk aplikasi sensitif kepada kandungan spektrum tertentu.

4.5 Corak Radiasi

Diagram radiasi kutub secara visual mengesahkan sudut pandangan luas 120 darjah. Coraknya mungkin Lambertian atau hampir-Lambertian, bermakna keamatan adalah berkadaran kasar dengan kosinus sudut pandangan. Corak ini adalah ideal untuk pencahayaan kawasan luas dan gandingan paip cahaya.

5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

5.1 Dimensi Pakej dan Corak Tapak

Lembaran data termasuk lukisan dimensi terperinci pakej LED. Dimensi utama termasuk panjang keseluruhan, lebar, dan tinggi, serta jarak dan saiz kaki (terminal). Susun atur pad pateri yang disyorkan (corak tapak) untuk PCB juga disediakan. Mematuhi corak yang disyorkan ini adalah penting untuk mencapai sendi pateri yang boleh dipercayai, memastikan penjajaran yang betul semasa reflow, dan menguruskan tekanan haba. Lukisan tersebut menyatakan bahawa toleransi adalah ±0.1mm melainkan dinyatakan sebaliknya.

5.2 Pengenalpastian Polariti

Polariti mesti diperhatikan untuk operasi yang betul. Lukisan lembaran data menunjukkan terminal anod dan katod. Biasanya, katod boleh dikenal pasti oleh tanda pada badan pakej, seperti titik, takuk, atau tanda hijau, atau oleh bentuk kaki yang berbeza (cth., kaki lebih pendek). Sambungan polariti yang salah semasa pateri akan menghalang LED daripada menyala apabila dipincang hadapan.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Pengendalian dan pateri yang betul adalah kritikal untuk mencegah kerosakan pada komponen SMT ini.

6.1 Profil Pateri Reflow

Profil suhu reflow bebas plumbum (Pb-free) tertentu disediakan. Ia biasanya termasuk: cerun pemanasan awal (cth., 150-200°C selama 60-120s), cerun terkawal ke suhu puncak, masa di atas likuidus (cth., di atas 217°C selama 60-150s), suhu puncak tidak melebihi 260°C untuk maksimum 10 saat, dan fasa penyejukan terkawal. Profil ini menekankan meminimumkan kejutan haba dan pendedahan kepada suhu melampau.

6.2 Langkah Berjaga-jaga Kritikal

• Pembatas Arus:Perintang bersiri luaran adalah wajib. Tanpanya, walaupun peningkatan kecil dalam voltan bekalan boleh menyebabkan peningkatan arus yang besar dan merosakkan.
• Kitaran Reflow:LED tidak sepatutnya menjalani pateri reflow lebih daripada dua kali untuk mengelakkan tekanan haba berlebihan pada pakej dan ikatan wayar.
• Tekanan Mekanikal:Elakkan menggunakan tekanan fizikal pada LED semasa pemanasan (pateri) atau dengan meledingkan PCB selepas pemasangan.
• Pateri Tangan:Jika perlu, gunakan besi pateri dengan suhu hujung <350°C, gunakan haba pada setiap terminal untuk ≤3 saat, dan benarkan selang penyejukan ≥2 saat antara terminal. Gunakan besi berkuasa rendah (≤25W).
• Pembaikan:Pembaikan selepas pateri tidak digalakkan. Jika tidak dapat dielakkan, besi pateri berkepala dua khusus harus digunakan untuk memanaskan kedua-dua terminal secara serentak, mencegah tekanan mekanikal daripada mengangkat satu pad.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Kepekaan Kelembapan dan Penyimpanan

Komponen dibungkus dalam beg penghalang tahan lembap dengan penyerap lembapan dan kad penunjuk kelembapan. Beg hanya boleh dibuka sejurus sebelum digunakan dalam persekitaran yang dikawal kepada <30°C dan <60% Kelembapan Relatif. Jika kad penunjuk menunjukkan pendedahan lembapan berlebihan, komponen mesti dibakar pada 60°C ±5°C selama 24 jam sebelum digunakan untuk membuang lembapan yang diserap dan mencegah \"popcorning\" semasa reflow.

7.2 Spesifikasi Pita dan Gegelung

LED dibekalkan pada pita pembawa yang dililit pada gegelung untuk pemasangan automatik. Spesifikasi utama termasuk: dimensi gegelung (diameter, lebar, saiz hab), dimensi poket pita pembawa, dan pic (jarak antara poket). Kuantiti piawai yang dimuatkan ialah 3000 keping setiap gegelung. Lukisan terperinci untuk gegelung, pita pembawa, dan proses pembungkusan beg tahan lembap disediakan dalam lembaran data.

7.3 Penjelasan Label

Label gegelung mengandungi beberapa kod:

- P/N:Nombor produk penuh.

- CAT:Kod kelompok keamatan bercahaya (cth., Q1).

- HUE:Kod kelompok panjang gelombang dominan (cth., C18).

- REF:Kedudukan voltan hadapan.

- No LOT:Nombor lot kebolehkesanan.

8. Pertimbangan Reka Bentuk Aplikasi

8.1 Litar Aplikasi Tipikal

Litar paling asas dan penting ialah sumber voltan (V_CC), perintang pembatas arus (R_S), dan LED bersiri. Nilai perintang dikira menggunakan Hukum Ohm: R_S= (V_CC- V_F) / I_F, di mana V_Fdan I_Fadalah titik operasi yang dikehendaki. Sentiasa gunakan V_Fmaksimum dari lembaran data (2.35V) untuk reka bentuk kes terburuk untuk memastikan arus tidak melebihi had. Contohnya, dengan bekalan 5V dan sasaran I_F20mA: R_S= (5V - 2.35V) / 0.020A = 132.5Ω. Perintang standard 130Ω atau 150Ω akan sesuai, dengan penarafan kuasa P = I_F²× R_S.

8.2 Gandingan Paip Cahaya dan Pandu

Untuk aplikasi paip cahaya, pancaran pandangan-atas melalui PCB adalah ideal. LED harus diletakkan terus di bawah permukaan input paip cahaya. Sudut pandangan luas membantu menangkap sebahagian besar cahaya yang dipancarkan ke dalam paip. Jurang antara kubah LED dan paip cahaya harus diminimumkan, dan bahan gandingan optik (cth., silikon, pelekat jernih) boleh digunakan untuk mengurangkan kehilangan pantulan Fresnel pada jurang udara.

8.3 Pengurusan Haba dalam Susun Atur PCB

Walaupun peranti isyarat kecil, pengurusan haba meningkatkan jangka hayat. Gunakan dimensi pad pateri yang disyorkan. Menyambungkan pad haba (jika ada) atau pad katod/anod ke kawasan kuprum yang lebih besar pada PCB membantu menyerakkan haba. Via haba di bawah pakej boleh memindahkan haba ke lapisan dalam atau bawah. Elakkan meletakkan LED berhampiran komponen lain yang menjana haba.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Siri 65-21 membezakan dirinya terutamanya melaluilaluan optik pandangan-atas, melalui-PCBnya. Berbanding LED pandangan sisi atau sudut tepat standard, reka bentuk ini memudahkan integrasi mekanikal dengan paip cahaya, menghapuskan keperluan untuk selekoh kompleks atau pusingan 90 darjah dalam pandu cahaya. Pemantul antara bersepadu adalah ciri yang bertujuan meningkatkan kecekapan optik khusus untuk kaedah gandingan ini. Sudut pandangan 120 darjah adalah sangat luas untuk pakej pandangan-atas, menawarkan keterlihatan luar paksi yang lebih baik daripada banyak pesaing. Pematuhannya dengan piawaian pateri bebas halogen dan suhu tinggi (bebas plumbum) terkini menjadikannya sesuai untuk pembuatan elektronik moden yang peka alam sekitar.

10. Soalan Lazim (FAQ)

S1: Bolehkah saya memacu LED ini terus dari pin mikropengawal 3.3V atau 5V?

J: Tidak. Anda mesti sentiasa menggunakan perintang pembatas arus bersiri. Lengkung I-V menunjukkan bahawa perubahan kecil dalam voltan menyebabkan perubahan besar dalam arus. Voltan keluaran pin mikropengawal boleh berubah, dan menyambungkan LED secara langsung mungkin akan memusnahkannya.

S2: Mengapa LED saya lebih malap daripada yang dijangkakan apabila saya menggunakannya dalam persekitaran suhu tinggi?

J: Ini adalah tingkah laku normal. Rujuk lengkung \"Keamatan Bercahaya Relatif vs. Suhu Ambien\". Keluaran cahaya LED berkurangan apabila suhu meningkat. Anda mungkin perlu memilih kelompok kecerahan yang lebih tinggi (cth., Q1) atau sedikit meningkatkan arus pacuan (dalam had mutlak) untuk mengimbangi, sambil memastikan had haba tidak dilebihi.

S3: Beg telah dibuka semalam. Bolehkah saya menggunakan LED yang tinggal hari ini tanpa pembakaran?

J: Ia bergantung pada keadaan lantai kilang dan tahap kepekaan kelembapan (MSL) komponen, yang tersirat oleh arahan pembakaran. Jika persekitaran dikawal (<30°C/60% RH) dan masa pendedahan adalah singkat (mungkin kurang daripada jangka hayat lantai MSL yang ditetapkan, cth., 168 jam untuk MSL 3), ia mungkin selamat. Jika ragu-ragu, atau jika kad penunjuk kelembapan menunjukkan tahap amaran, bakar komponen seperti yang ditetapkan.

S4: Apakah perbezaan antara Panjang Gelombang Puncak dan Panjang Gelombang Dominan?

J: Panjang Gelombang Puncak (λ_p) adalah panjang gelombang fizikal di mana LED memancarkan kuasa optik paling banyak. Panjang Gelombang Dominan (λ_d) adalah panjang gelombang tunggal yang dikira yang akan dilihat oleh mata manusia sebagai mempunyai warna yang sama dengan spektrum luas LED. λ_dlebih relevan untuk padanan warna dalam aplikasi visual.

11. Kajian Kes Reka Bentuk Masuk

Senario: Mereka bentuk panel penunjuk status dengan paip cahaya untuk pengawal industri.

1. Keperluan:Pelbagai LED status kuning-hijau perlu kelihatan dari panel hadapan melalui paip cahaya individu.

2. Pemilihan Komponen:Siri 65-21 dipilih untuk pancaran pandangan-atasnya, memudahkan reka bentuk mekanikal. Paip cahaya boleh menjadi elemen lurus, menegak yang duduk terus di atas LED pada PCB.

3. Pengelompokan:Untuk memastikan kecerahan seragam merentasi panel, LED dari kelompok keamatan bercahaya yang sama (cth., semua P2 atau Q1) ditetapkan. Untuk memastikan warna seragam, LED dari kelompok panjang gelombang dominan yang sama (cth., semua C18) ditetapkan.

4. Reka Bentuk Litar:Rel 5V biasa digunakan. Menggunakan V_Fmaks 2.35V dan sasaran I_F20mA, perintang bersiri 150Ω dipilih untuk setiap LED, melesapkan 60mW (0.06W) setiap perintang. Perintang 1/8W atau 1/10W adalah mencukupi.

5. Susun Atur PCB:LED diletakkan mengikut kedudukan paip cahaya. Corak tapak yang disyorkan digunakan. Sambungan pelega haba kecil digunakan pada pad untuk membantu pateri sambil mengekalkan beberapa konduksi haba ke satah bumi/kuasa.

6. Keputusan:Sistem penunjuk yang bersih dan boleh dipercayai dengan kecerahan dan warna yang konsisten, dimungkinkan oleh kelebihan gandingan optik khusus LED 65-21.

12. Prinsip Operasi

LED adalah berdasarkan cip semikonduktor AlGaInP (Aluminium Gallium Indium Phosphide). Apabila voltan hadapan melebihi voltan hidup diod (kira-kira 1.8-2.0V) dikenakan, elektron dan lubang disuntik ke dalam kawasan aktif semikonduktor. Pembawa cas ini bergabung semula, membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi khusus aloi AlGaInP menentukan tenaga jurang jalur, yang seterusnya menentukan panjang gelombang cahaya yang dipancarkan, dalam kes ini, dalam spektrum kuning-hijau (sekitar 575nm). Cip ini disalut dalam pakej plastik putih reflektif dengan kubah epoksi jernih. Plastik putih memantulkan cahaya yang dipancarkan sisi ke atas, dan kubah bertindak sebagai kanta, membentuk corak radiasi dan memberikan perlindungan alam sekitar.

13. Trend Teknologi

Trend umum dalam LED penunjuk dan lampu latar adalah ke arah kecekapan yang lebih tinggi (lebih lumen per watt), saiz pakej yang lebih kecil membolehkan ketumpatan yang lebih tinggi, dan kebolehpercayaan yang lebih baik di bawah keadaan teruk (suhu, kelembapan yang lebih tinggi). Terdapat juga dorongan kuat untuk penggunaan bahan mesra alam (bebas halogen, bebas plumbum) dan proses yang lebih luas. Reka bentuk pandangan-atas, melalui-PCB khusus yang dicontohkan oleh siri 65-21 menangani keperluan berterusan dalam reka bentuk antara muka manusia-mesin (HMI) untuk panduan cahaya yang cekap, trend yang berterusan apabila peranti menjadi lebih padat dan bersepadu. Pembangunan masa depan mungkin termasuk pakej yang lebih nipis, litar pemacu bersepadu, atau pilihan warna boleh ditala dalam satu jejak pakej.