LED Merah 3.2x1.25x1.1mm - Voltan Hadapan 2.0V - Arus 30mA - Kuasa 72mW - Lembaran Data Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

1.1 Penerangan Umum

LED SMD merah ini dihasilkan menggunakan cip diod pemancar cahaya merah dan dibungkus dalam bungkusan permukaan standard 3.2mm x 1.25mm x 1.1mm. Peranti ini direka untuk aplikasi penunjuk umum, papan tanda, dan paparan yang memerlukan kecerahan tinggi dan sudut tontonan lebar. Dengan jejak yang padat, ia sesuai untuk pemasangan SMT automatik dan proses pematerian reflow.

1.2 Ciri-ciri

• Sudut tontonan yang sangat lebar: 140 darjah (sudut separuh kuasa), membolehkan penglihatan jelas dari pelbagai arah.
• Serasi dengan semua proses pemasangan SMT dan pematerian, termasuk reflow tanpa plumbum.
• Tahap kepekaan kelembapan (MSL): Tahap 3 mengikut piawaian JEDEC, memerlukan pengendalian dan pembakaran yang betul sebelum digunakan jika terdedah kepada keadaan ambien melebihi had yang ditentukan.
• Memenuhi RoHS, bebas daripada bahan berbahaya seperti plumbum, merkuri, kadmium, dan kromium heksavalen.
• Tersedia dalam pelbagai kecerahan dan tong panjang gelombang untuk fleksibiliti reka bentuk.

1.3 Aplikasi

• Penunjuk optik dan lampu status dalam elektronik pengguna, peralatan industri, dan dalaman automotif.
• Latar belakang suis dan simbol, seperti dalam papan kekunci, panel kawalan, dan papan tanda.
• Pencahayaan umum dan aplikasi hiasan di mana saiz padat dan penggunaan kuasa rendah dikehendaki.

2. Parameter Teknikal

2.1 Ciri Elektrik dan Optik (Ta = 25°C)

Jadual berikut meringkaskan parameter elektrik dan optik utama yang diukur pada arus hadapan 20 mA dan suhu ambien 25°C, melainkan dinyatakan sebaliknya.

Nota: Toleransi pengukuran voltan hadapan: ±0.1 V. Toleransi pengukuran panjang gelombang dominan: ±2 nm. Toleransi pengukuran keamatan bercahaya: ±10%.

2.2 Kadar Maksimum Mutlak

Tekanan melebihi yang disenaraikan dalam jadual di bawah boleh menyebabkan kerosakan kekal pada peranti. Ini hanyalah kadar tekanan dan operasi fungsi peranti pada tekanan ini atau sebarang keadaan lain di luar yang ditunjukkan dalam keadaan operasi yang disyorkan tidak tersirat.

Arus hadapan maksimum yang dibenarkan mesti dikurangkan jika rintangan terma dan suhu ambien menyebabkan suhu simpangan melebihi 95°C. Sinki haba yang mencukupi atau pemacu arus yang dikurangkan harus digunakan di bawah keadaan suhu tinggi.

3. Sistem Tong

LED ini ditawarkan dalam pelbagai tong untuk voltan hadapan (VF), panjang gelombang dominan (λD), dan keamatan bercahaya (IV). Pembahagian tong ini membolehkan pereka memilih peranti dengan toleransi parameter yang ketat untuk prestasi yang konsisten dalam sistem pencahayaan.

3.1 Tong Voltan Hadapan

Tiga tong VF ditakrifkan: B0 (1.8–2.0 V), C0 (2.0–2.2 V), dan D0 (2.2–2.4 V). Voltan hadapan biasa pada 20 mA adalah sekitar 2.0 V untuk tong B0.

3.2 Tong Panjang Gelombang Dominan

Tiga tong panjang gelombang dominan tersedia: F00 (625–630 nm, merah dalam), G00 (630–635 nm, merah), dan H00 (635–640 nm, merah-oren). Puncak pelepasan biasa adalah sekitar 630 nm.

3.3 Tong Keamatan Bercahaya

Keamatan bercahaya dikategorikan kepada tiga julat: 1BS (40–90 mcd), 1DN (90–140 mcd), dan 1GK (140–200 mcd). Tong ini membolehkan pemadanan kecerahan dalam aplikasi berbilang LED.

Kod tong dicetak pada label bungkusan, bersama dengan pengecam lain seperti nombor lot dan kod tarikh.

4. Lengkung Prestasi

Ciri optik dan elektrik biasa ditunjukkan dalam lengkung di bawah. Lengkung ini bertujuan sebagai garis panduan reka bentuk; prestasi sebenar mungkin berbeza mengikut keadaan operasi.

4.1 Voltan Hadapan vs. Arus Hadapan (Rajah 1-6)

Plot menunjukkan hubungan eksponen yang tipikal bagi diod. Pada 20 mA, voltan hadapan adalah kira-kira 2.0 V. Lengkung boleh digunakan untuk menganggarkan arus bagi voltan tertentu, tetapi perintang pengehad arus sentiasa disyorkan.

4.2 Arus Hadapan vs. Keamatan Relatif (Rajah 1-7)

Keamatan bercahaya relatif meningkat hampir secara linear dengan arus hadapan sehingga 30 mA. Ketepuan sedikit mungkin berlaku pada arus yang lebih tinggi disebabkan pemanasan.

4.3 Suhu Pin vs. Keamatan Relatif (Rajah 1-8)

Apabila suhu titik pateri meningkat, output relatif menurun. Pada 85°C, keamatan adalah kira-kira 90% daripada pada 25°C. Pengurusan haba adalah penting untuk mengekalkan output cahaya yang konsisten.

4.4 Suhu Pin vs. Arus Hadapan (Rajah 1-9)

Arus hadapan maksimum yang dibenarkan mesti dikurangkan apabila suhu pin meningkat. Pada 85°C, arus maksimum dikurangkan kepada kira-kira 20 mA untuk memastikan suhu simpangan di bawah 95°C.

4.5 Arus Hadapan vs. Panjang Gelombang Dominan (Rajah 1-10)

Panjang gelombang dominan beralih sedikit dengan peningkatan arus, biasanya kurang daripada 2 nm dalam julat operasi. Ini disebabkan oleh kesan pengisian jalur dalam semikonduktor.

4.6 Keamatan Relatif vs. Panjang Gelombang (Rajah 1-11)

Taburan kuasa spektrum memuncak pada kira-kira 630 nm, dengan lebar jalur separuh spektrum 15 nm (biasa). Ini memastikan warna merah yang tepu.

4.7 Corak Sinaran (Rajah 1-12)

LED ini mempamerkan corak sinaran lambertian lebar dengan sudut separuh kuasa 140°. Ini menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang memerlukan pencahayaan luas atau penunjuk sudut lebar.

5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

5.1 Dimensi Bungkusan

Badan bungkusan berukuran 3.2 mm (panjang) x 1.25 mm (lebar) x 1.1 mm (tinggi). Dua pad pateri disediakan pada permukaan bawah. Pad anod ditandai dengan tanda tambah atau pengecam dalam lukisan. Lukisan mekanikal terperinci boleh didapati dalam lembaran data (Rajah 1-1 hingga 1-5).

5.2 Corak Pematerian yang Disyorkan

Dimensi pad kuprum yang disyorkan untuk pematerian reflow ditunjukkan dalam lembaran data. Saiz pad yang mencukupi memastikan sentuhan haba dan elektrik yang baik. Ketebalan stensil pes pateri 0.12 mm biasanya disyorkan.

5.3 Pengenalan Kekutuban

Sisi katod biasanya ditandai dengan takuk atau permukaan rata pada bungkusan. Pada pandangan bawah, pad 1 adalah anod dan pad 2 adalah katod (seperti dalam Rajah 1-4). Kekutuban yang betul mesti diperhatikan semasa pemasangan.

6. Pematerian Reflow SMT

6.1 Profil Reflow

Profil pematerian reflow yang disyorkan adalah berdasarkan piawaian JEDEC. Parameter utama adalah seperti berikut:

• Kadar kenaikan purata (Tsmax ke TP): maksimum 3°C/s
• Julat suhu prapemanasan (Tsmin ke Tsmax): 150°C hingga 200°C
• Masa prapemanasan (ts): 60 hingga 120 saat
• Masa di atas 217°C (tL): 60 hingga 150 saat
• Suhu puncak (TP): 260°C (maksimum)
• Masa dalam 5°C suhu puncak (tp): maksimum 30 saat
• Masa pada suhu puncak (>255°C): maksimum 10 saat
• Kadar penyejukan purata: maksimum 6°C/s
• Masa dari 25°C ke suhu puncak: maksimum 8 minit

Pematerian reflow tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali. Jika lebih daripada 24 jam berlalu antara dua kitaran pematerian, LED mungkin menyerap kelembapan dan perlu dibakar sebelum reflow kedua.

6.2 Pematerian Tangan

Jika pematerian tangan diperlukan, suhu hujung besi mestilah di bawah 300°C dan masa pematerian tidak boleh melebihi 3 saat. Hanya satu operasi pematerian tangan dibenarkan setiap LED.

6.3 Kerja Semula dan Pembaikan

Kerja semula selepas reflow tidak disyorkan. Jika tidak dapat dielakkan, besi pematerian kepala dua harus digunakan untuk meminimumkan tekanan haba. Ujian pra-kelayakan diperlukan untuk memastikan tiada kerosakan pada LED.

7. Langkah Berjaga-jaga Pengendalian

7.1 Penyimpanan

LED dihantar dalam beg penghalang kelembapan (MBB) dengan pengering dan kad penunjuk kelembapan. Sebelum membuka beg, simpan pada ≤30°C dan ≤75% RH. Selepas dibuka, LED mesti digunakan dalam tempoh 168 jam (7 hari) jika disimpan pada ≤30°C dan ≤60% RH. Jika masa simpanan melebihi atau kad penunjuk kelembapan menunjukkan warna merah jambu (menunjukkan penyerapan lembapan), pembakaran diperlukan: 60±5°C selama >24 jam.

7.2 Perlindungan Nyahcas Elektrostatik (ESD)

LED sensitif terhadap ESD. Langkah berjaga-jaga ESD yang betul harus diambil, termasuk stesen kerja yang dibumikan, pembungkusan konduktif, dan tali pergelangan tangan antistatik. Peranti ini dinilai untuk 2000V HBM.

7.3 Pertimbangan Kimia dan Alam Sekitar

Enkapsulan LED adalah silikon, yang telap kepada gas dan bahan kimia tertentu. Sebatian sulfur dalam persekitaran atau dalam bahan pemadanan harus dikekalkan di bawah 100 ppm. Kandungan bromin dan klorin dalam bahan luaran masing-masing harus kurang daripada 900 ppm, dan jumlahnya kurang daripada 1500 ppm. Sebatian organik meruap (VOC) boleh mengeluarkan gas dan mendap pada LED, menyebabkan perubahan warna dan kehilangan cahaya. Pelekat yang digunakan berhampiran LED tidak boleh mengeluarkan wap organik.

7.4 Pengendalian Mekanikal

Jangan tekan terus pada kanta silikon. Gunakan pinset untuk mengendalikan komponen pada permukaan sisi. Elakkan membengkokkan PCB selepas pematerian, kerana ini boleh merekahkan bungkusan LED.

7.5 Pembersihan

Alkohol isopropil disyorkan untuk pembersihan. Pelarut lain mesti diuji untuk keserasian dengan enkapsulan silikon. Pembersihan ultrasonik tidak disyorkan kerana ia boleh merosakkan LED.

8. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

8.1 Spesifikasi Pembungkusan

LED dibungkus dalam format pita dan gelendong: 3000 keping setiap gelendong. Pita pembawa diperbuat daripada plastik konduktif dan mempunyai lebar 8 mm dengan jarak poket 4 mm. Diameter gelendong adalah 178 mm, dengan diameter hab 60 mm dan lebar pita 8 mm.

8.2 Maklumat Label

Setiap gelendong membawa label yang mengandungi maklumat berikut: Nombor Bahagian, Nombor Spesifikasi, Nombor Lot, Kod Tong (termasuk tong VF, panjang gelombang, dan keamatan), kuantiti, dan kod tarikh. Kod tong adalah penting untuk memastikan prestasi yang konsisten dalam pengeluaran.

8.3 Pembungkusan Tahan Kelembapan

Gelendong dimeterai dalam beg penghalang kelembapan dengan pengering dan kad penunjuk kelembapan. Beg kemudiannya dibungkus dalam kotak kadbod untuk penghantaran.

9. Kebolehpercayaan dan Ujian

9.1 Keadaan Ujian Kebolehpercayaan

Produk telah dilayakkan mengikut piawaian JEDEC. Ujian berikut dilakukan dengan 22 sampel setiap satu, kriteria penerimaan: 0 kegagalan dibenarkan (Ac=0, Re=1).

9.2 Kriteria Kegagalan

Kriteria berikut mentakrifkan kegagalan selepas ujian kebolehpercayaan:

• Voltan hadapan (VF) melebihi 1.1 kali had spesifikasi atas (U.S.L.)
• Arus songsang (IR) melebihi 2.0 kali had spesifikasi atas (U.S.L.)
• Fluks bercahaya (Φ) jatuh di bawah 0.7 kali had spesifikasi bawah (L.S.L.)

10. Nota Aplikasi

Semasa mereka bentuk litar LED, sentiasa sertakan perintang pengehad arus untuk mengelakkan arus lebih. Nilai perintang boleh dikira sebagai R = (V_bekalan - VF_biasa) / IF_dikehendaki. Contohnya, dengan bekalan 5V dan arus sasaran 20 mA, R = (5 - 2.0) / 0.02 = 150 Ω. Gunakan VF min/maks kes terburuk untuk memastikan operasi selamat dalam semua keadaan.

Untuk sambungan siri atau selari, pertimbangkan perkongsian arus dan kesan haba. LED daripada tong yang sama harus digunakan secara selari untuk meminimumkan variasi kecerahan. Kawasan kuprum PCB yang mencukupi harus disediakan untuk pelesapan haba, terutamanya apabila beroperasi pada arus atau suhu ambien yang lebih tinggi.

Sudut tontonan yang lebar menjadikan LED ini sesuai untuk aplikasi pencahayaan tepi dan lampu latar di mana pencahayaan seragam dikehendaki.

11. Soalan Lazim

S: Mengapakah kecerahan LED berkurang apabila suhu meningkat?

J: Kecekapan kuantum dalaman semikonduktor berkurang dengan suhu, menyebabkan output cahaya yang lebih rendah pada arus pemacu yang sama. Pengurusan haba adalah kunci.

S: Bolehkah saya memacu LED terus dari sumber voltan?

J: Tidak, perintang pengehad arus atau pemacu arus malar adalah wajib untuk mengelakkan kerosakan LED.

S: Apakah yang berlaku jika voltan songsang dikenakan?

J: Voltan songsang melebihi kerosakan boleh menyebabkan arus bocor dan akhirnya memusnahkan LED. Voltan songsang maksimum ialah keadaan ujian 5V; pincang songsang yang berpanjangan harus dielakkan.

S: Bagaimana saya harus menyimpan LED yang tidak digunakan?

J: Simpan dalam beg penghalang kelembapan asal pada ≤30°C dan ≤75% RH. Jika dibuka, gunakan dalam tempoh 168 jam atau bakar sebelum digunakan.

S: Adakah LED serasi dengan pematerian tanpa plumbum?

J: Ya, suhu puncak 260°C adalah serasi dengan proses pematerian tanpa plumbum yang mematuhi RoHS.

12. Prinsip Kerja

LED ialah diod semikonduktor yang memancarkan cahaya apabila elektron bergabung semula dengan lubang dalam simpang PN. Dalam LED merah ini, kawasan aktif biasanya diperbuat daripada bahan aluminium galium indium fosfida (AlGaInP) atau galium arsenida fosfida (GaAsP). Apabila dipincang ke hadapan, elektron dari sisi-n dan lubang dari sisi-p bergabung semula di kawasan aktif, membebaskan tenaga dalam bentuk foton. Panjang gelombang cahaya yang dipancarkan sepadan dengan tenaga jurang jalur bahan semikonduktor—dalam kes ini, sekitar 1.96 eV untuk cahaya merah (630 nm). LED dienkapsulasi dalam kanta silikon lutsinar atau berwarna yang juga memberikan perlindungan dan membentuk corak sinaran.

13. Trend Pembangunan

LED merah terus berkembang dengan kecekapan yang lebih tinggi (lm/W yang lebih tinggi) dan kestabilan haba yang lebih baik. Trend adalah ke arah bungkusan yang lebih kecil (contohnya, 3.2×1.25 mm sudah padat) dan tong kecerahan yang lebih tinggi. Kemajuan dalam teknologi cip, seperti pengekstrakan cahaya yang lebih baik dan reka bentuk cip flip, menjanjikan peningkatan prestasi selanjutnya. Selain itu, penyepaduan dengan litar pemacu pintar dan kesambungan IoT dijangka akan memperluaskan aplikasi dalam pencahayaan pintar dan paparan.