LED Merah 3.50x2.80x1.85mm PLCC4 - Voltan Hadapan 2.4V - Pelupusan Kuasa 196mW - Panjang Gelombang 621nm - Spesifikasi Teknikal

1. Gambaran Keseluruhan Produk

1.1 Penerangan Umum

Produk ini adalah diod pemancar cahaya (LED) merah berprestasi tinggi yang difabrikasi dengan lapisan epitaksi AlGaInP pada substrat. Ia ditempatkan dalam pakej PLCC-4 standard berukuran 3.50 mm × 2.80 mm × 1.85 mm. Peranti ini direka untuk pemasangan teknologi permukaan (SMT) dan diluluskan kepada piawaian gred automotif (AEC-Q101), menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang mencabar seperti pencahayaan dalaman dan suis automotif. LED ini memancarkan warna merah pekat dengan panjang gelombang dominan berpusat sekitar 621 nm dan menawarkan sudut tontonan yang sangat luas iaitu 120°.

1.2 Ciri-ciri

• Pakej PLCC-4 (3.50 mm × 2.80 mm × 1.85 mm)
• Sudut tontonan yang sangat luas (120°)
• Sesuai untuk semua proses pemasangan dan pematerian SMT
• Tersedia pada pita dan gelendong (2000 pcs/gelendong)
• Tahap kepekaan kelembapan: Tahap 2 (mengikut IPC/JEDEC J-STD-020)
• Pematuhan terhadap arahan RoHS dan REACH
• Diluluskan mengikut kelayakan ujian tekanan AEC-Q101 untuk semikonduktor diskret gred automotif
• Keupayaan tahan ESD: 2000 V (HBM), dengan hasil >90%

1.3 Aplikasi

• Pencahayaan dalaman automotif (lampu kubah, lampu bacaan, pencahayaan ambien)
• Suis dan lampu penunjuk

2. Parameter Teknikal

2.1 Ciri Elektrik dan Optik (pada Ts = 25°C, IF = 50 mA)

Jadual berikut meringkaskan parameter elektrik dan optik utama yang diukur pada arus hadapan 50 mA (kecuali dinyatakan sebaliknya):

Voltan hadapan diukur dengan toleransi ±0.1 V, dan toleransi keamatan bercahaya ±10%. Toleransi koordinat warna (panjang gelombang dominan) adalah ±0.5 nm.

2.2 Kadar Maksimum Mutlak

Peranti tidak boleh dikendalikan melebihi kadar maksimum mutlak yang disenaraikan di bawah. Melebihi had ini boleh menyebabkan kerosakan kekal.

2.3 Julat Tong untuk Voltan Hadapan, Keamatan Bercahaya, dan Panjang Gelombang Dominan

Untuk memastikan prestasi yang konsisten, LED dikategorikan ke dalam tong pada arus ujian 50 mA seperti berikut:

• Tong Voltan Hadapan (V_F) :C1 (2.0–2.1 V), C2 (2.1–2.2 V), D1 (2.2–2.3 V), D2 (2.3–2.4 V), E1 (2.4–2.5 V), E2 (2.5–2.6 V), F1 (2.6–2.7 V), F2 (2.7–2.8 V).
• Tong Keamatan Bercahaya (I_V) :N1 (1800–2300 mcd), N2 (2300–2800 mcd), O1 (2800–3500 mcd).
• Tong Panjang Gelombang Dominan (λ_d) :D2 (617.5–620 nm), E1 (620–622.5 nm), E2 (622.5–625 nm).

2.4 Ciri Terma

Rintangan terma dari persimpangan ke titik pateri (R_{th J-S}) adalah maksimum 130 °C/W. Pengurusan terma yang betul adalah penting untuk memastikan suhu persimpangan di bawah 120 °C. Pada suhu tinggi, voltan hadapan menurun dan keamatan bercahaya berkurang. Pereka mesti memastikan pelesapan haba yang mencukupi, terutamanya apabila beroperasi pada arus yang hampir dengan kadar maksimum (70 mA).

3. Lengkung Prestasi

Ciri optik dan elektrik yang tipikal diilustrasikan dalam rajah berikut (rujuk lembaran data untuk butiran grafik):

• Voltan Hadapan vs. Arus Hadapan (Rajah 1-7):Voltan hadapan meningkat secara tidak linear dengan arus, dari kira-kira 2.20 V pada 0 mA hingga 2.60 V pada 150 mA (keadaan nadi). Pada arus ujian 50 mA, V_Fbiasanya 2.4 V.
• Keamatan Relatif vs. Arus Hadapan (Rajah 1-8):Keamatan bercahaya relatif meningkat hampir secara linear dengan arus hadapan sehingga 70 mA. Pada 70 mA, keamatan adalah kira-kira 80% lebih tinggi daripada pada 20 mA.
• Suhu Pateri vs. Keamatan Relatif (Rajah 1-9):Apabila suhu ambien atau titik pateri meningkat dari 20 °C ke 120 °C, keamatan relatif berkurangan kira-kira 15%. Penurunan terma diperlukan untuk operasi suhu tinggi.
• Suhu Pateri vs. Arus Hadapan (Rajah 1-10):Untuk mengelakkan melebihi suhu persimpangan maksimum, arus hadapan mesti diturunkan apabila suhu pateri meningkat. Pada 100 °C, arus maksimum yang dibenarkan adalah kira-kira 40 mA.
• Voltan Hadapan vs. Suhu Pateri (Rajah 1-11):Voltan hadapan menurun secara linear dengan suhu pada kadar kira-kira –2 mV/°C.
• Corak Sinaran (Rajah 1-12):Peranti ini mempamerkan corak sinaran seperti Lambertian dengan sudut separuh keamatan 120° yang luas, memberikan pencahayaan seragam.
• Arus Hadapan vs. Panjang Gelombang Dominan (Rajah 1-13):Panjang gelombang dominan beralih sedikit ke arah panjang gelombang yang lebih panjang (anjakan merah) apabila arus meningkat. Pada 70 mA, anjakan adalah kira-kira +2 nm berbanding 10 mA.
• Taburan Spektrum (Rajah 1-14):Spektrum pancaran memuncak pada kira-kira 621 nm dengan lebar penuh pada separuh maksimum (FWHM) kira-kira 20 nm. Warnanya adalah merah tepu.

4. Pakej Mekanikal

4.1 Dimensi Pakej

LED dibungkus dalam pakej PLCC-4 berukuran 3.50 mm × 2.80 mm × 1.85 mm. Pandangan atas menunjukkan bentuk segi empat tepat dengan kanta silikon jernih di atas. Katod dan anod ditunjukkan pada pandangan bawah oleh sudut serong (katod) dan tanda kunci. Semua dimensi dalam milimeter dengan toleransi ±0.2 mm kecuali dinyatakan sebaliknya.

4.2 Corak Pematerian (Corak Tanah yang Disyorkan)

Corak tanah yang disyorkan untuk reka bentuk PCB disediakan untuk memastikan pembentukan sendi pateri yang betul dan pelesapan haba. Corak terdiri daripada dua pad segi empat tepat (2.40 mm × 1.60 mm) dengan padang 4.60 mm di antara mereka. Jumlah luas tembaga harus dimaksimumkan untuk meningkatkan prestasi terma.

4.3 Pengenalpastian Polarity

Katod ditunjukkan oleh takuk kecil atau serong pada badan pakej dalam pandangan bawah. Konfigurasi pin adalah: Pin 1 (anod) dan Pin 2 (katod) di satu sisi, dan Pin 3 (anod) dan Pin 4 (katod) di sisi bertentangan. Rujuk lembaran data untuk orientasi yang tepat.

5. Pemasangan dan Pematerian

5.1 Profil Pematerian Aliran Semula

LED direka untuk menahan pematerian aliran semula mengikut profil berikut (berdasarkan JEDEC J-STD-020):

Pematerian aliran semula tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali. Jika selang antara dua kitaran pematerian melebihi 24 jam, LED mesti dibakar (60 °C, 24 jam) untuk mengelakkan kerosakan kelembapan.

5.2 Pematerian Tangan

Jika pematerian tangan diperlukan, gunakan besi pematerian dengan suhu di bawah 300 °C dan masa sentuhan di bawah 3 saat. Hanya satu operasi pematerian tangan dibenarkan.

5.3 Langkah Berjaga-jaga Pengendalian dan Pemprosesan

• Jangan tekan tekanan berlebihan pada kanta silikon. Gunakan muncung pick-and-place yang sesuai yang direka untuk LED terkapsul silikon.
• Elakkan memasang LED pada bahagian PCB yang melengkung atau tidak koplanar.
• Selepas pematerian, biarkan papan menyejuk secara beransur-ansur; jangan paksa sejuk dengan udara atau cecair.
• Jangan lakukan sebarang lenturan atau puntiran pada PCB selepas pematerian.
• Gunakan hanya pelarut pembersih yang disyorkan (isopropil alkohol). Pembersihan ultrasonik tidak disyorkan kerana ia boleh merosakkan LED.

6. Pembungkusan dan Penyimpanan

6.1 Spesifikasi Pembungkusan

LED dibekalkan dalam pembungkusan pita dan gelendong dengan butiran berikut:

• Kuantiti: 2000 keping setiap gelendong.
• Pita pembawa: lebar 8 mm, padang poket 4.0 mm, dengan pita penutup.
• Gelendong: diameter 330 mm, diameter hab 100 mm, lubang gelendong 13 mm.

6.2 Maklumat Label

Setiap gelendong membawa label dengan nombor bahagian, nombor spesifikasi, nombor lot, kod tong (untuk VF, IV, panjang gelombang), kuantiti, dan kod tarikh.

6.3 Beg Penghalang Kelembapan dan Keadaan Penyimpanan

LED dimeterai dalam beg penghalang kelembapan (MBB) dengan bahan pengering. Keadaan penyimpanan:

7. Ujian Kebolehpercayaan

7.1 Item dan Keadaan Ujian

LED telah menjalani ujian kebolehpercayaan berikut mengikut piawaian yang disenaraikan. Setiap ujian dilakukan pada 20 sampel dengan kriteria penerimaan 0 kegagalan (0/1).

7.2 Kriteria Kegagalan

Peranti dianggap gagal jika ia melebihi had berikut selepas ujian:

• Voltan hadapan pada 50 mA: > 1.1 × had spesifikasi atas (U.S.L.)
• Arus songsang pada 5 V: > 2.0 × U.S.L.
• Fluks bercahaya pada 50 mA:<0.7 × had spesifikasi bawah (L.S.L.)

8. Pertimbangan Reka Bentuk Aplikasi

Untuk mencapai prestasi dan kebolehpercayaan yang optimum, garis panduan reka bentuk berikut harus diikuti:

• Had Arus:Perintang siri adalah wajib untuk mengehadkan arus hadapan tidak lebih daripada 70 mA. Perubahan kecil dalam voltan bekalan boleh menyebabkan perubahan arus yang besar disebabkan oleh lengkung IV yang curam.
• Perlindungan Voltan Songsang:LED mempunyai voltan songsang maksimum hanya 5 V. Pastikan litar tidak menggunakan pincang songsang semasa operasi atau transien pensuisan.
• Pengurusan Terma:Pada 50 mA, pelupusan kuasa adalah kira-kira 120 mW (V tipikal_F2.4 V). Dengan rintangan terma 130 °C/W, kenaikan suhu persimpangan adalah 15.6 °C di atas titik pateri. Untuk suhu ambien yang tinggi, turunkan arus dengan sewajarnya.
• Perlindungan ESD:Walaupun LED boleh menahan 2000 V HBM, adalah disyorkan untuk menggunakan peranti perlindungan ESD (contohnya, diod zener) dalam litar jika sistem terdedah kepada nyahcas elektrostatik.
• Keserasian Kimia:Elakkan menggunakan bahan yang mengandungi sulfur, bromin, klorin, atau sebatian organik meruap (VOC) yang boleh mengeluarkan gas dan menyerang kapsul silikon. Kepekatan sulfur dalam persekitaran tidak boleh melebihi 100 ppm, dan halogen (Br, Cl) secara individu di bawah 900 ppm, jumlah di bawah 1500 ppm.
• Pembersihan:Jika pembersihan diperlukan selepas pematerian, gunakan isopropil alkohol. Jangan gunakan pembersihan ultrasonik kerana ia boleh menyebabkan kerosakan ikatan wayar.

9. Kelebihan Perbandingan

Berbanding dengan LED merah standard dengan saiz pakej yang sama, peranti ini menawarkan beberapa kelebihan yang ketara:

• Sudut Tontonan Luas:120° (berbanding 60°–90° tipikal) menjadikannya sesuai untuk pencahayaan dalaman seragam.
• Kecerahan Tinggi:Sehingga 3500 mcd pada 50 mA, membolehkan penggunaan dalam aplikasi yang kelihatan pada waktu siang.
• Kelulusan Automotif:Pematuhan AEC-Q101 memastikan ketahanan di bawah keadaan automotif yang keras (suhu melampau, getaran, kelembapan tinggi).
• Rintangan Terma Rendah:130 °C/W adalah kompetitif untuk pakej plastik, membolehkan operasi arus lebih tinggi dengan pelesapan haba yang betul.
• Toleransi Panjang Gelombang Sempit:Pengelompokan ke dalam tong 2.5 nm memastikan konsistensi warna untuk penunjuk suis.

10. Soalan Lazim (FAQ)

1. S: Apakah arus hadapan berterusan maksimum?J: Maksimum mutlak ialah 70 mA. Untuk operasi jangka panjang yang boleh dipercayai, adalah disyorkan untuk kekal di bawah 60 mA dalam persekitaran suhu tinggi.
2. S: Bolehkah saya memacu LED tanpa perintang?J: Tidak. Perintang pengehad arus adalah penting untuk mengelakkan pelarian haba. Sumber voltan malar juga tidak disyorkan kerana V_Fberbeza mengikut suhu.
3. S: Bagaimana saya harus menyimpan LED yang tidak digunakan?J: Simpan dalam beg penghalang kelembapan yang belum dibuka pada suhu ≤30 °C dan kelembapan ≤75% RH. Setelah dibuka, gunakan dalam 24 jam atau bakar sebelum pemasangan.
4. S: Apakah perbezaan antara panjang gelombang dominan dan panjang gelombang puncak?J: Panjang gelombang dominan adalah warna yang dilihat oleh manusia (untuk LED merah, ia biasanya hampir dengan puncak). Panjang gelombang dominan diukur mengikut piawaian CIE; untuk produk ini, julatnya dari 617.5 hingga 625 nm.
5. S: Bolehkah saya menggunakan LED ini untuk pencahayaan automotif luar?J: Peranti ini ditetapkan untuk aplikasi dalaman. Untuk kegunaan luar (contohnya, lampu belakang), ujian persekitaran tambahan (UV, kemasukan air) mungkin diperlukan.
6. S: Mengapa kanta silikon lembut?J: Silikon dipilih kerana penghantaran cahaya yang sangat baik dan kestabilan suhu tinggi. Walau bagaimanapun, ia lebih lembut daripada epoksi; elakkan menyentuh kanta dengan objek tajam.

11. Kes Aplikasi Praktikal

Kes 1: Lampu Kubah Automotif

LED tunggal boleh menggantikan mentol pijar tradisional dalam lampu kubah. Dengan pemacu 50 mA, LED menghasilkan ~2.9 cd, mencukupi untuk menerangi bahagian dalam kereta kecil. Sudut tontonan yang luas memastikan taburan cahaya yang sekata. Perintang 18 Ω (untuk bekalan 12 V) mengehadkan arus kepada ~50 mA, dengan andaian V tipikal_F2.4 V. LED boleh dipasang pada PCB teras aluminium (MCPCB) untuk pelesapan haba.

Kes 2: Lampu Latar Suis

Untuk suis butang tekan, LED boleh diletakkan di belakang butang lut sinar. Dengan arus pemacu yang lebih rendah (20 mA), keamatan (~1.5 cd) mencukupi untuk penunjuk ambien. Ini mengurangkan penggunaan kuasa dan penjanaan haba. Pakej PLCC-4 yang kecil sesuai dengan baik pada PCB FR4 standard.

12. Prinsip Kerja

LED adalah sumber cahaya semikonduktor berdasarkan sistem bahan AlGaInP (aluminium galium indium fosfida). Apabila pincang hadapan dikenakan merentasi persimpangan p-n, elektron dari sisi-n bergabung semula dengan lubang dari sisi-p di kawasan aktif. Penggabungan semula ini membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya) dengan panjang gelombang yang ditentukan oleh tenaga jurang jalur sebatian AlGaInP. Dengan mengawal komposisi secara teliti, pancaran ditala ke bahagian merah spektrum (~621 nm). Pakej PLCC-4 menggunakan kanta silikon jernih untuk meningkatkan pengekstrakan cahaya dan memberikan corak sinaran yang luas.

13. Trend Pembangunan

Trend dalam pencahayaan dalaman automotif adalah ke arah kecekapan yang lebih tinggi, pakej yang lebih kecil, dan konsistensi warna yang lebih baik. Perkembangan masa depan mungkin termasuk:

- Integrasi pelbagai LED dalam satu pakej untuk penyelesaian RGB atau putih boleh laras.

- Peningkatan rintangan terma melalui reka bentuk pakej yang maju (contohnya, menggunakan bingkai plumbum logam atau substrat seramik).

- Tahap kecerahan yang lebih tinggi untuk menyokong paparan yang boleh dibaca pada waktu siang.

- Toleransi pengelompokan yang lebih ketat seperti yang dituntut oleh sistem pencahayaan adaptif.

- Peningkatan penggunaan LED dalam pencahayaan berpusatkan manusia (HCL) untuk kawalan suasana.

Produk ini, dengan kelulusan AEC-Q101 dan pancaran sudut luas, berada dalam kedudukan yang baik untuk generasi seterusnya pencahayaan dalaman automotif.