Dokumen Teknikal LED SMD Oren - 2.0x1.25x1.1mm - 2.5V - 75mW - Teknologi AlInGaP - Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini menyediakan spesifikasi teknikal lengkap untuk LED Oren Permukaan-Pasang (SMD) berkeamatan tinggi. Peranti ini direka untuk proses pemasangan elektronik moden, menampilkan pakej piawai EIA padat yang sesuai untuk peralatan penempatan automatik. Ia menggunakan teknologi semikonduktor AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) untuk menghasilkan sumber cahaya oren yang terang dengan kecekapan bercahaya tinggi. Produk ini mematuhi piawaian pembuatan hijau dan bebas plumbum selaras dengan arahan RoHS.

1.1 Kelebihan Teras

• Serasi Automasi:Dibekalkan dalam pita 8mm pada gegelung 7 inci, dioptimumkan untuk mesin pick-and-place berkelajuan tinggi.
• Sedia untuk Pematerian Reflow:Serasi dengan kedua-dua proses pematerian reflow inframerah (IR) dan fasa wap, memastikan sambungan pateri yang boleh dipercayai dalam pengeluaran besar-besaran.
• Kecerahan Tinggi:Memberikan keamatan bercahaya tipikal sehingga 900 mcd pada arus pemacu piawai 20mA.
• Sudut Pandangan Luas:Mempunyai sudut pandangan 110 darjah (2θ1/2), memberikan penyebaran cahaya yang baik.
• Pembinaan Teguh:Direka untuk menahan proses pemasangan dan pembersihan SMD piawai.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan berikut menentukan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di bawah keadaan ini tidak dijamin.

• Pelesapan Kuasa (Pd):75 mW pada Ta=25°C. Ini adalah kuasa maksimum yang boleh dipancarkan dengan selamat oleh pakej LED sebagai haba.
• Arus Ke Hadapan DC (IF):30 mA berterusan. Arus keadaan mantap maksimum yang boleh digunakan.
• Arus Ke Hadapan Puncak:80 mA, dibenarkan hanya di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms).
• Voltan Songsang (VR):5 V. Melebihi voltan ini dalam bias songsang boleh menyebabkan kerosakan simpang.
• Julat Suhu Operasi:-40°C hingga +85°C. Julat suhu ambien untuk operasi yang boleh dipercayai.
• Julat Suhu Penyimpanan:-40°C hingga +100°C.
• Penurunan Kadar:Arus ke hadapan DC mesti dikurangkan secara linear sebanyak 0.46 mA untuk setiap darjah Celsius melebihi suhu ambien 35°C untuk mengelakkan kepanasan berlebihan.

2.2 Ciri-ciri Elektro-Optik

Diukur pada Ta=25°C di bawah keadaan ujian yang ditentukan, parameter ini menentukan prestasi tipikal.

• Keamatan Bercahaya (Iv):Julat dari 450 mcd (min) hingga 1120 mcd (maks), dengan nilai tipikal 900 mcd pada IF=20mA. Diukur menggunakan sensor yang ditapis kepada keluk tindak balas mata fotopik CIE.
• Voltan Ke Hadapan (VF):Biasanya 2.5V, dengan julat dari 1.7V hingga 2.5V pada IF=20mA. Toleransi ±0.1V terpakai dalam bin voltan tertentu.
• Panjang Gelombang Puncak (λP):611 nm. Panjang gelombang di mana pancaran spektrum paling kuat.
• Panjang Gelombang Dominan (λd):605 nm. Panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia, diperoleh daripada rajah kromatisiti CIE.
• Lebar Separuh Spektrum (Δλ):15 nm. Lebar spektrum pancaran pada separuh keamatan puncak, menunjukkan ketulenan warna.
• Arus Songsang (IR):Maksimum 100 μA pada VR=5V.
• Kapasitans (C):Tipikal 40 pF diukur pada VF=0V, f=1 MHz.

3. Penjelasan Sistem Binning

Untuk memastikan konsistensi dalam aplikasi, LED disusun ke dalam bin prestasi. Dua parameter utama dibin: Keamatan Bercahaya dan Voltan Ke Hadapan.

3.1 Binning Keamatan Bercahaya

Unit: mcd @ IF=20mA. Setiap bin mempunyai toleransi ±15%.

• U1:450.0 – 560.0 mcd
• U2:560.0 – 710.0 mcd
• V1:710.0 – 900.0 mcd
• V2:900.0 – 1120.0 mcd

3.2 Binning Voltan Ke Hadapan

Unit: V @ IF=20mA. Setiap bin mempunyai toleransi ±0.10V.

• 0:1.7 – 1.8 V
• 1:1.8 – 1.9 V
• 2:1.9 – 2.0 V
• 3:2.0 – 2.1 V
• 4:2.1 – 2.2 V
• 5:2.2 – 2.3 V
• 6:2.3 – 2.4 V
• 7:2.4 – 2.5 V

Pereka bentuk harus memilih kod bin yang sesuai untuk memadankan keperluan kecerahan dan konsistensi voltan aplikasi mereka, terutamanya apabila berbilang LED digunakan secara selari.

4. Analisis Keluk Prestasi

Walaupun keluk grafik khusus dirujuk dalam datasheet (Rajah.1, Rajah.6), implikasinya adalah kritikal untuk reka bentuk.

4.1 Keamatan Bercahaya vs. Arus Ke Hadapan

Output cahaya (Iv) adalah lebih kurang berkadar dengan arus ke hadapan (IF) dalam julat operasi yang disyorkan. Memacu LED melebihi 20mA akan meningkatkan kecerahan tetapi juga menjana lebih banyak haba, memerlukan pengurusan terma yang teliti dan pematuhan kepada penarafan maksimum mutlak.

4.2 Voltan Ke Hadapan vs. Arus Ke Hadapan

Ciri V-I adalah tidak linear. Voltan ke hadapan mempunyai pekali suhu positif, bermakna ia berkurangan sedikit apabila suhu simpang meningkat untuk arus tertentu.

4.3 Taburan Spektrum

Spektrum pancaran berpusat sekitar 611 nm (puncak) dengan lebar separuh yang agak sempit 15 nm, ciri teknologi AlInGaP, memberikan warna oren yang tepu.

4.4 Pertimbangan Terma

Faktor penurunan kadar 0.46 mA/°C melebihi 35°C adalah penting untuk kebolehpercayaan. Dalam persekitaran suhu ambien tinggi atau PCB yang direka bentuk dengan buruk, arus berterusan maksimum yang dibenarkan mesti dikurangkan untuk mengelakkan melebihi had suhu simpang dan penyusutan lumen yang dipercepatkan.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

LED ini mematuhi garis besar pakej SMD piawai industri. Dimensi utama (dalam milimeter) menentukan tapaknya: kira-kira 2.0mm panjang, 1.25mm lebar, dan 1.1mm tinggi. Lukisan terperinci menentukan jarak pad, ketinggian komponen, dan geometri kanta.

5.2 Pengenalpastian Polarity

Katod ditanda dengan jelas. Orientasi yang betul semasa pemasangan adalah penting. Susun atur pad lampiran PCB yang disyorkan disediakan untuk memastikan pematerian yang betul dan kestabilan mekanikal semasa reflow.

5.3 Pembungkusan Pita dan Gegelung

• Pita:Komponen diletakkan dalam pita pembawa timbul lebar 8mm.
• Gegelung:Pita dililit pada gegelung diameter piawai 7 inci (178mm).
• Kuantiti:4000 keping setiap gegelung penuh.
• Pembungkusan:Mematuhi spesifikasi EIA-481-1-B. Maksimum dua komponen hilang berturut-turut (poket kosong) dibenarkan.

6. Panduan Pematerian dan Pemasangan

6.1 Profil Pematerian Reflow

Profil reflow bebas plumbum mengikut J-STD-020B adalah disyorkan.

• Pra-panas:120–150°C untuk maksimum 120 saat.
• Suhu Puncak:Maksimum 260°C.
• Masa Atas Cecair:Maksimum 30 saat dalam zon suhu puncak.
• Kadar kenaikan dan penyejukan terkawal adalah perlu untuk mengelakkan kejutan terma.

6.2 Pematerian Tangan

Jika pematerian manual diperlukan:

• Suhu Besi:Maksimum 300°C.
• Masa Pematerian:Maksimum 3 saat setiap kaki.
• Ini harus dilakukan hanya sekali untuk mengelakkan kerosakan pada pakej plastik.

6.3 Pembersihan

Hanya ejen pembersihan yang ditentukan harus digunakan. Merendam LED dalam etil alkohol atau isopropil alkohol pada suhu bilik selama kurang daripada satu minit boleh diterima. Bahan kimia yang tidak ditentukan mungkin merosakkan kanta epoksi atau pakej.

6.4 Kepekaan Kelembapan & Penyimpanan

Produk ini dikelaskan sebagai Tahap Kepekaan Kelembapan (MSL) 3 mengikut JEDEC J-STD-020.

• Beg Tertutup:Simpan pada ≤30°C dan ≤90% RH. Gunakan dalam tempoh satu tahun dari tarikh meterai beg.
• Beg Terbuka:Simpan pada ≤30°C dan ≤60% RH. Mesti dipateri dalam tempoh 168 jam (7 hari) selepas terdedah kepada keadaan ambien kilang.
• Pembakaran:Jika kad penunjuk kelembapan bertukar merah jambu (≥10% RH) atau jangka hayat lantai 168 jam terlampaui, bakar pada 60°C selama sekurang-kurangnya 48 jam sebelum digunakan. Meterai semula bahagian yang tidak digunakan dengan desikan baru.

7. Cadangan Reka Bentuk Aplikasi

7.1 Reka Bentuk Litar Pemacu

LED adalah peranti berasaskan arus. Untuk prestasi yang konsisten:

• Perintang Had Arus:Sentiasa gunakan perintang siri dengan setiap LED untuk menetapkan arus operasi, walaupun dipacu oleh sumber arus malar. Ini membantu mengimbangi variasi kecil dalam voltan ke hadapan LED individu (sebaran bin Vf).
• Elakkan Sambungan Selari Langsung:Menyambungkan berbilang LED secara langsung secara selari tanpa had arus individu (Model Litar B dalam datasheet) tidak disyorkan. Perbezaan kecil dalam ciri voltan ke hadapan boleh menyebabkan ketidakseimbangan arus yang ketara, membawa kepada kecerahan tidak sekata dan tekanan berlebihan berpotensi pada LED dengan Vf terendah.
• Litar Disyorkan (Model A):Gunakan sumber voltan (Vcc), perintang penetapan arus (R = (Vcc - Vf_LED) / I_LED), dan LED secara bersiri. Ulangi litar ini untuk setiap cabang LED secara selari.

7.2 Perlindungan Nyahcas Elektrostatik (ESD)

LED adalah sensitif kepada nyahcas elektrostatik. Langkah berjaga-jaga mesti diambil semasa pengendalian dan pemasangan:

• Operator mesti memakai gelang pergelangan tangan berasaskan tanah atau sarung tangan anti-statik.
• Semua stesen kerja, peralatan, dan kemudahan penyimpanan mesti dibumikan dengan betul.
• Gunakan pengion untuk meneutralkan cas statik yang mungkin terkumpul pada kanta plastik.
• Ikuti prosedur kawalan ESD piawai mengikut ANSI/ESD S20.20.

7.3 Pengurusan Terma

Walaupun pelesapan kuasa rendah, reka bentuk PCB yang betul meningkatkan jangka hayat:

• Gunakan kawasan kuprum yang mencukupi pada PCB yang disambungkan ke pad terma LED (katod dan anod) untuk bertindak sebagai penyerap haba.
• Pastikan LED tidak diletakkan berhampiran sumber haba penting lain.
• Patuhi dengan ketat keluk penurunan kadar arus dalam aplikasi suhu tinggi.

8. Senario Aplikasi Biasa

LED oren ini sesuai untuk pelbagai aplikasi yang memerlukan penunjuk atau sumber cahaya padat, terang, dan boleh dipercayai, termasuk tetapi tidak terhad kepada:

• Penunjuk Status:Penunjuk hidup, siap sedia, pengecasan, dan ralat dalam elektronik pengguna, perkakas, dan panel kawalan industri.
• Pencahayaan Belakang:Pencahayaan tepi untuk paparan LCD kecil, pencahayaan kekunci, dan pencahayaan hiasan dalam peranti padat.
• Pencahayaan Dalaman Automotif:Penunjuk papan pemuka, pencahayaan suis, dan pencahayaan ambien (tertakluk kepada kelayakan untuk piawaian automotif tertentu).
• Papan Tanda & Hiasan:Sumber cahaya titik dalam tatasusunan hiasan dan papan tanda ringkas.
• Sistem Sensor:Sebagai sumber cahaya dalam opto-sensor dan pengesan gangguan.

9. Soalan Lazim (FAQ)

9.1 Bolehkah saya memacu LED ini secara langsung daripada output logik 3.3V atau 5V?

Tidak, tidak secara langsung. Anda mesti sentiasa menggunakan perintang had arus siri. Contohnya, untuk memacu pada 20mA daripada bekalan 5V dengan Vf tipikal 2.5V: R = (5V - 2.5V) / 0.020A = 125 Ohm. Perintang 120 Ohm atau 130 Ohm adalah sesuai. Tanpa perintang, arus berlebihan akan mengalir, berpotensi memusnahkan LED.

9.2 Mengapa terdapat sistem binning untuk voltan dan keamatan?

Proses pembuatan menyebabkan variasi semula jadi dalam ciri semikonduktor. Binning menyusun LED ke dalam kumpulan dengan prestasi yang sepadan rapat. Untuk aplikasi di mana berbilang LED perlu kelihatan sama terang (contohnya, tatasusunan), menentukan bin keamatan yang sama (contohnya, V1) adalah penting. Begitu juga, menggunakan LED dari bin voltan yang sama boleh memudahkan pengiraan perintang penetapan arus dalam litar selari.

9.3 Apakah perbezaan antara Panjang Gelombang Puncak dan Panjang Gelombang Dominan?

Panjang Gelombang Puncak (λP)adalah panjang gelombang fizikal di mana LED memancarkan kuasa optik paling banyak.Panjang Gelombang Dominan (λd)adalah nilai yang dikira berdasarkan persepsi warna manusia (carta CIE); ia adalah panjang gelombang tunggal yang paling sesuai dengan warna yang kita lihat sebenarnya. Untuk LED monokromatik seperti oren ini, mereka sering hampir tetapi tidak sama.

9.4 Betapa kritikalnya jangka hayat lantai 168 jam selepas membuka beg penghalang kelembapan?

Sangat kritikal untuk komponen MSL 3. Pendedahan melebihi masa ini membolehkan kelembapan diserap ke dalam pakej plastik. Semasa pematerian reflow, kelembapan ini boleh berkembang dengan cepat menjadi wap, menyebabkan pengelupasan dalaman, retakan ("popcorning"), atau kegagalan ikatan wayar. Jika masa terlampaui, pembakaran adalah wajib untuk mengeluarkan kelembapan.

10. Pengenalan Teknologi dan Tren

10.1 Teknologi AlInGaP

LED ini berdasarkan bahan semikonduktor Aluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP) yang ditanam pada substrat lutsinar. Teknologi ini sangat cekap dalam kawasan panjang gelombang merah, oren, ambar, dan kuning, menawarkan kecerahan yang lebih tinggi dan kestabilan suhu yang lebih baik berbanding teknologi lama seperti Gallium Arsenida Fosfida (GaAsP). Penggunaan substrat lutsinar membolehkan lebih banyak cahaya keluar dari cip, meningkatkan kecekapan kuantum luaran.

10.2 Tren Industri

Tren umum dalam LED SMD adalah ke arah:

• Peningkatan Kecekapan:Lebih banyak lumen atau millicandela per watt, mengurangkan penggunaan kuasa dan beban terma.
• Pengecilan:Saiz pakej yang lebih kecil (contohnya, 0402, 0201) untuk reka bentuk PCB berketumpatan tinggi sambil mengekalkan atau meningkatkan output cahaya.
• Kebolehpercayaan Lebih Tinggi:Bahan dan teknik pembungkusan yang dipertingkatkan untuk melanjutkan jangka hayat operasi, terutamanya di bawah keadaan suhu tinggi dan kelembapan tinggi.
• Binning Lebih Ketat:Penyusunan yang lebih tepat untuk menyediakan pereka bentuk dengan komponen yang mempunyai warna dan kecerahan yang sangat konsisten, penting untuk aplikasi seperti paparan warna penuh dan pencahayaan automotif.
• Integrasi:Pertumbuhan modul LED yang menggabungkan IC pemacu, komponen perlindungan, dan optik ke dalam satu pakej tunggal, memudahkan reka bentuk produk akhir.