Spesifikasi LED Putih Sejuk PLCC-2 - Pakej 1608 - 2.85V @ 10mA - Sudut Pandangan 120° - Dokumen Teknikal MS

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk LED Putih Sejuk prestasi tinggi permukaan-pasang dalam pakej PLCC-2 (Pembawa Cip Berpimpin Plastik), ditetapkan sebagai saiz 1608. Peranti ini direka untuk kebolehpercayaan dan prestasi dalam persekitaran yang mencabar, menampilkan keamatan bercahaya tipikal 710 milikandela (mcd) pada arus hadapan 10 miliampere (mA). Fokus reka bentuk utamanya adalah pada aplikasi dalaman automotif, di mana output cahaya yang konsisten, sudut pandangan yang luas, dan pembinaan yang teguh adalah sangat penting.

Kelebihan teras LED ini termasuk saiz padanya yang padat 1608, sudut pandangan luas 120 darjah untuk penyebaran cahaya yang sangat baik, dan pematuhan kepada piawaian automotif dan persekitaran yang ketat seperti AEC-Q102, RoHS, REACH, dan keperluan bebas halogen. Ia disasarkan untuk pasaran yang memerlukan pencahayaan yang boleh dipercayai dan jangka hayat panjang dalam ruang terkurung, seperti kluster papan pemuka kenderaan, suis lampu latar, dan pencahayaan aksen dalaman umum.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

2.1 Ciri Fotometrik dan Elektrik

Parameter operasi utama menentukan prestasi LED di bawah keadaan piawai (T_s=25°C). Arus hadapan (I_F) mempunyai julat operasi dari 2 mA hingga maksimum 20 mA, dengan 10 mA sebagai keadaan ujian tipikal. Pada arus ini, voltan hadapan tipikal (V_F) ialah 2.85V, dengan julat dari 2.5V hingga 3.75V. Output fotometrik utama, keamatan bercahaya (I_V), ditentukan dengan nilai tipikal 710 mcd, minimum 560 mcd, dan boleh mencapai sehingga 1300 mcd. Koordinat kromatisiti dominan (CIE x, y) adalah lebih kurang 0.3, 0.3, menentukan titik putih sejuknya. Adalah kritikal untuk ambil perhatian tentang toleransi pengukuran yang berkaitan: ±8% untuk fluks bercahaya, ±0.05V untuk voltan hadapan, dan ±0.005 untuk koordinat kromatisiti.

2.2 Penarafan Maksimum Mutlak dan Pengurusan Terma

Untuk memastikan jangka hayat peranti yang panjang, keadaan operasi tidak boleh melebihi penarafan maksimum mutlak. Arus hadapan berterusan maksimum ialah 20 mA, dengan had penyebaran kuasa 75 mW. Peranti ini boleh menahan arus lonjakan jangka pendek (I_FM) 50 mA untuk denyut ≤10 μs. Suhu simpang (T_J) tidak boleh melebihi 125°C, dengan julat suhu ambien operasi -40°C hingga +110°C. Pengurusan terma adalah penting; rintangan terma dari simpang ke titik pateri ditentukan sebagai 160 K/W (sebenar) dan 140 K/W (elektrik). Parameter ini menunjukkan betapa berkesannya haba dipindahkan dari cip LED, yang secara langsung mempengaruhi kestabilan output cahaya dan jangka hayat.

2.3 Spesifikasi Kebolehpercayaan dan Persekitaran

LED ini direka untuk keteguhan. Ia mempunyai penarafan kepekaan ESD (Nyahcas Elektrostatik) 2 kV (Model Badan Manusia), yang merupakan tahap piawai untuk pengendalian komponen. Ia layak kepada piawaian AEC-Q102, mengesahkan kesesuaiannya untuk aplikasi automotif. Tambahan pula, ia memenuhi Kelas Keteguhan Kakisan B1, menawarkan pematuhan dengan peraturan EU REACH, dan bebas halogen (Bromin <900 ppm, Klorin <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Tahap Kepekaan Kelembapan (MSL) ialah 3, bermakna pakej mesti dibakar jika terdedah kepada udara ambien selama lebih daripada 168 jam sebelum pateri alir semula.

3. Analisis Keluk Prestasi

3.1 Keluk IV dan Kecekapan Bercahaya

Graf arus hadapan vs. voltan hadapan menunjukkan hubungan eksponen ciri. Apabila arus meningkat dari 0 hingga 25 mA, voltan meningkat dari lebih kurang 2.4V hingga 3.2V. Keluk ini adalah penting untuk mereka bentuk litar pembatas arus. Graf keamatan bercahaya relatif vs. arus hadapan menunjukkan bahawa output cahaya meningkat secara super-linear dengan arus pada tahap yang lebih rendah sebelum cenderung ke arah tepu pada arus yang lebih tinggi, menekankan kepentingan memacu LED pada atau berhampiran arus yang disyorkan untuk kecekapan optimum.

3.2 Kebergantungan Suhu

Graf prestasi mendedahkan kebergantungan suhu yang ketara. Keluk keamatan bercahaya relatif vs. suhu simpang menunjukkan bahawa output berkurangan apabila suhu meningkat. Pada 100°C, keintensifan adalah lebih kurang 60-70% daripada nilainya pada 25°C. Sebaliknya, voltan hadapan mempunyai pekali suhu negatif, berkurangan lebih kurang 0.2V dalam julat suhu yang sama. Koordinat kromatisiti juga berubah dengan kedua-dua arus dan suhu, yang merupakan pertimbangan kritikal untuk aplikasi yang memerlukan kualiti warna yang konsisten.

3.3 Taburan Spektrum dan Corak Pancaran

Graf taburan spektrum relatif mengesahkan spektrum putih sejuk, tipikal cip LED biru dengan salutan fosfor. Puncaknya berada di kawasan biru, dengan puncak sekunder yang luas di kawasan kuning/hijau dari fosfor. Gambar rajah corak sinaran menggambarkan profil pancaran seperti Lambertian dengan lebar penuh pada separuh maksimum (FWHM) 120°, memberikan pencahayaan yang luas dan sekata.

3.4 Penurunan Nilai dan Operasi Denyut

Keluk penurunan nilai arus hadapan adalah penting untuk operasi suhu tinggi. Pada suhu pad pateri maksimum 110°C, arus hadapan berterusan yang dibenarkan turun kepada 20 mA. Graf juga menentukan untuk tidak menggunakan arus di bawah 2mA. Carta keupayaan pemprosesan denyut yang dibenarkan membolehkan pereka menggunakan arus puncak yang lebih tinggi (I_F) untuk jangka masa pendek (dari 0.1 ms hingga 10 saat) pada pelbagai kitar tugas, yang berguna untuk pemultipleksan atau mencipta letusan kecerahan.

4. Penjelasan Sistem Pembin

Output LED dikategorikan ke dalam bin untuk memastikan konsistensi dalam lot pengeluaran. Dua struktur pembin utama disediakan.

4.1 Pembin Keamatan Bercahaya

Keamatan bercahaya disusun ke dalam kumpulan berlabel Q hingga B, dengan setiap kumpulan dibahagikan kepada bin X, Y, dan Z mewakili julat keintensifan menaik. Untuk nombor bahagian khusus ini (1608-C701 00H-AM), bin output yang mungkin diserlahkan, jatuh dalam kumpulan U dan V. Ini bermakna bahagian tipikal 710 mcd berada dalam julat atas kumpulan U (U-Z: 610-710 mcd) atau julat bawah kumpulan V (V-X: 710-820 mcd). Pereka mesti mengambil kira julat ini apabila menentukan tahap kecerahan minimum.

4.2 Pembin Kromatisiti (Warna)

Struktur bin warna putih sejuk piawai menentukan segi empat tepat tertentu pada rajah kromatisiti CIE 1931. Setiap bin (cth., PK0, NK0, MK0) ditakrifkan oleh empat set koordinat (x, y) yang membentuk sempadannya. Ini memastikan semua LED dalam kod bin tertentu akan mempamerkan koordinat warna dalam kawasan yang ditakrifkan itu, mengekalkan keseragaman warna dalam tatasusunan. Jadual yang disediakan menyenaraikan banyak kod bin dan set koordinat yang sepadan.

5. Maklumat Mekanikal, Pembungkusan & Pemasangan

5.1 Dimensi Mekanikal dan Polarity

LED menggunakan pakej PLCC-2 1608 (1.6mm x 0.8mm) piawai. Lukisan mekanikal biasanya akan menunjukkan pandangan atas, pandangan sisi, dan tapak kaki. Pakej PLCC-2 mempunyai dua lead. Polarity ditunjukkan oleh tanda di atas peranti, seperti titik atau sudut terpotong, yang sepadan dengan lead katod (-). Orientasi yang betul adalah penting untuk operasi litar.

5.2 Susun Atur Pad Pateri yang Disyorkan

Corak tanah (pad pateri) yang disyorkan disediakan untuk memastikan sambungan pateri yang boleh dipercayai dan penjajaran yang betul semasa alir semula. Corak ini sedikit lebih besar daripada lead komponen untuk memudahkan pembentukan fillet pateri yang baik. Mematuhi tapak kaki ini adalah kritikal untuk hasil pembuatan dan kebolehpercayaan mekanikal jangka panjang.

5.3 Profil dan Garis Panduan Pateri Alir Semula

Spesifikasi menentukan profil pateri alir semula dengan suhu puncak 260°C untuk maksimum 30 saat. Ini adalah profil alir semula bebas plumbum (Pb) piawai. Profil termasuk zon pemanasan awal, rendaman terma, alir semula, dan penyejukan dengan kadar kecerunan dan had masa yang ditakrifkan untuk mencegah kejutan terma dan memastikan pembentukan sambungan pateri yang betul tanpa merosakkan pakej LED atau die dalaman.

5.4 Maklumat Pembungkusan

LED dibekalkan pada pita dan gegelung untuk pemasangan pick-and-place automatik. Maklumat pembungkusan memperincikan dimensi gegelung, lebar pita, jarak poket, dan orientasi komponen pada pita. Maklumat ini diperlukan untuk mengkonfigurasi peralatan pemasangan.

5.5 Langkah Berjaga-jaga untuk Penggunaan dan Penyimpanan

Langkah berjaga-jaga utama termasuk: mengelakkan penggunaan voltan songsang, memastikan keadaan operasi tidak melebihi penarafan maksimum mutlak, melaksanakan prosedur pengendalian ESD yang betul, dan mengikuti profil alir semula yang ditentukan. Keadaan penyimpanan harus berada dalam julat -40°C hingga +110°C, dan prosedur pengendalian MSL-3 mesti diikuti jika beg dibuka.

6. Nota Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

6.1 Senario Aplikasi Tipikal

Aplikasi utama ialah pencahayaan dalaman automotif. Ini termasuk pencahayaan untuk kluster instrumen, menyediakan lampu latar untuk tolok dan paparan. Ia juga sesuai untuk lampu latar pelbagai suis (tingkap kuasa, kawalan iklim) dan untuk pencahayaan ambien atau aksen umum dalam kabin. Spesifikasi kebolehpercayaannya menjadikannya sesuai untuk persekitaran yang keras dan kitaran suhu ini.

6.2 Pertimbangan Reka Bentuk Litar

Pereka mesti memasukkan perintang pembatas arus atau litar pemacu arus malar. Nilai perintang boleh dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (V_bekalan- V_F) / I_F. Menggunakan V_Ftipikal 2.85V dan I_Fyang dikehendaki 10mA dengan bekalan 5V, perintang akan menjadi lebih kurang (5 - 2.85) / 0.01 = 215 Ohm. IC pemacu disyorkan untuk aplikasi yang memerlukan kawalan arus atau pendim yang tepat (PWM). Sudut pandangan yang luas menghapuskan keperluan untuk optik sekunder dalam banyak aplikasi pencahayaan resap.

6.3 Pengurusan Terma dalam Reka Bentuk

Penyerap haba yang berkesan adalah kritikal untuk mengekalkan prestasi dan jangka hayat. Nilai rintangan terma yang tinggi bermakna haba tidak mudah keluar dari simpang. Pereka harus memastikan pad PCB yang disambungkan ke pad terma LED (jika ada) adalah bersaiz mencukupi dan disambungkan kepada tuangan atau satah kuprum untuk bertindak sebagai penyebar haba. Dalam persekitaran ambien suhu tinggi (cth., berhampiran elektronik enjin kereta), arus mesti diturunkan nilai mengikut keluk yang disediakan.

6.4 Kriteria Rintangan Sulfur

Spesifikasi termasuk bahagian kriteria ujian sulfur, yang amat relevan untuk persekitaran automotif dan perindustrian di mana sulfur atmosfera boleh mengakis komponen bersadur perak. Ujian ini mengesahkan rintangan LED kepada persekitaran sedemikian, faktor utama untuk kebolehpercayaan jangka panjang di lokasi geografi atau aplikasi tertentu.

7. Maklumat Pesanan dan Nombor Bahagian

Sistem nombor bahagian menyediakan maklumat khusus. Untuk contoh "1608-C701 00H-AM": "1608" menandakan saiz pakej, "C701" berkemungkinan kod produk asas, dan "00H-AM" mungkin menentukan bin keintensifan bercahaya dan bin warna (cth., Putih Sejuk). Bahagian maklumat pesanan akan memperincikan cara untuk menentukan bin yang berbeza atau pilihan pembungkusan (pita dan gegelung vs. pukal).

8. Soalan Lazim (FAQ)

S: Apakah perbezaan antara rintangan terma sebenar dan elektrik (R_{th JS})?

J: Rintangan terma sebenar diukur menggunakan parameter sensitif suhu (seperti voltan hadapan) LED itu sendiri. Rintangan terma elektrik selalunya nilai yang dikira atau simulasi. Nilai sebenar secara amnya lebih tepat untuk reka bentuk terma.

S: Bolehkah saya memacu LED ini dengan bekalan 3.3V tanpa perintang?

J: Tidak boleh. Voltan hadapan berbeza-beza (2.5V-3.75V). Menyambung 3.3V secara langsung boleh mengakibatkan arus berlebihan jika V_Frendah, berpotensi merosakkan LED. Sentiasa gunakan mekanisme pembatas arus.

S: Bagaimanakah sudut pandangan 120° mempengaruhi reka bentuk saya?

J: Ia memberikan cahaya yang sangat luas dan resap. Ia sangat baik untuk pencahayaan kawasan tetapi tidak untuk mencipta pancaran fokus. Untuk kesan lampu sorot, kanta sekunder akan diperlukan.

S: Adakah LED ini boleh dimalapkan?

J: Ya, seperti kebanyakan LED, ia boleh dimalapkan dengan berkesan menggunakan Modulasi Lebar Denyut (PWM). Jangan gunakan pengurangan voltan analog untuk pendim, kerana ia menyebabkan perubahan warna yang ketara.

9. Prinsip dan Trend Teknikal

9.1 Prinsip Operasi

Ini adalah LED putih yang ditukar fosfor. Cip semikonduktor, biasanya diperbuat daripada indium galium nitrida (InGaN), memancarkan cahaya biru apabila dibias hadapan. Cahaya biru ini merangsang salutan fosfor kuning (atau kuning-merah) di dalam pakej. Gabungan cahaya biru yang tinggal dan cahaya kuning yang ditukar menghasilkan persepsi cahaya putih. Campuran fosfor tertentu menentukan suhu warna berkaitan (CCT), dalam kes ini, "Putih Sejuk."

9.2 Trend Industri

Trend dalam komponen sedemikian adalah ke arah kecekapan yang lebih tinggi (lebih banyak lumen per watt), indeks pembiakan warna (CRI) yang lebih baik untuk kualiti cahaya yang lebih baik, dan peminikroan yang lebih besar sambil mengekalkan atau meningkatkan output cahaya. Terdapat juga dorongan yang kuat ke arah piawaian kebolehpercayaan yang lebih tinggi dan pematuhan persekitaran yang lebih luas (cth., bahaya cahaya biru yang lebih rendah, kitar semula penuh). Integrasi dengan pemacu pintar untuk pencahayaan adaptif adalah satu lagi bidang yang semakin berkembang, terutamanya dalam aplikasi automotif.