Isi Kandungan
- 1. Gambaran Keseluruhan Produk
- 1.1 Penerangan Umum
- 1.2 Ciri-ciri
- 1.3 Aplikasi
- 2. Parameter Teknikal
- 2.1 Ciri Elektrik dan Optik (pada Ts=25°C, IF=350mA)
- 2.2 Penarafan Maksimum Mutlak (pada Ts=25°C)
- 3. Sistem Pengelasan
- 3.1 Bin Voltan Hadapan
- 3.2 Bin Fluks Bercahaya
- 3.3 Bin Panjang Gelombang Dominan
- 4. Lengkung Prestasi
- 4.1 Voltan Hadapan vs. Arus Hadapan
- 4.2 Arus Hadapan vs. Intensiti Relatif
- 4.3 Suhu vs. Intensiti Relatif
- 4.4 Arus Hadapan Maksimum vs. Ts
- 4.5 Taburan Spektrum
- 4.6 Corak Sinaran
- 5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan
- 5.1 Dimensi Pakej
- 5.2 Corak Pematerian
- 5.3 Pita Pembawa dan Gelendong
- 5.4 Spesifikasi Label
- 5.5 Pembungkusan Tahan Kelembapan
- 6. Garis Panduan Pematerian dan Pemasangan
- 6.1 Profil Pematerian Reflow
- 6.2 Pematerian Tangan
- 6.3 Amaran
- 7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan
- 8. Cadangan Aplikasi
- 8.1 Reka Bentuk Terma
- 8.2 Pengawalan Arus
- 8.3 Keserasian Alam Sekitar
- 8.4 Pelepasan Elektrostatik
- 9. Perbandingan Teknikal
- 10. Soalan Lazim
- 11. Kajian Kes: Pencahayaan Pertumbuhan Tumbuhan
- 12. Prinsip Operasi
- 13. Trend Pembangunan
- Terminologi Spesifikasi LED
- Prestasi Fotoelektrik
- Parameter Elektrik
- Pengurusan Terma & Kebolehpercayaan
- Pembungkusan & Bahan
- Kawalan Kualiti & Pengelasan
- Pengujian & Pensijilan
1. Gambaran Keseluruhan Produk
LED pakej seramik ini menggunakan teknologi InGaN pada substrat, menghasilkan cahaya biru kecerahan tinggi dalam bentuk padat 3.45mm x 3.45mm x 2.20mm. Ia direka untuk pencahayaan umum dan aplikasi khusus yang memerlukan prestasi boleh dipercayai dan sudut pandangan lebar.
1.1 Penerangan Umum
LED ini berdasarkan bahan semikonduktor InGaN (Indium Gallium Nitride) yang ditanam pada substrat, memancarkan cahaya biru. Pakej ini adalah substrat seramik dengan enkapsulasi silikon, menyediakan pengurusan haba yang sangat baik dan kestabilan jangka panjang.
1.2 Ciri-ciri
- Pakej seramik untuk pelesapan haba yang unggul
- Sudut pandangan yang sangat lebar (120°)
- Sesuai untuk semua proses pemasangan SMT dan pematerian reflow
- Tersedia dalam pita dan gelendong (1000pcs/gelendong)
- Tahap kepekaan kelembapan: Tahap 1 (MSL1)
- Mematuhi RoHS
1.3 Aplikasi
- Lampu warna hiasan dan jalur lampu
- Pencahayaan tumbuhan (fotosintesis)
- Pencahayaan landskap dan seni bina
- Pencahayaan fotografi pentas
- Hotel, runcit, pejabat, dan pencahayaan dalaman kediaman
- Pencahayaan tujuan umum
2. Parameter Teknikal
2.1 Ciri Elektrik dan Optik (pada Ts=25°C, IF=350mA)
| Parameter | Simbol | Min. | Typ. | Max. | Unit | Keadaan Ujian |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Voltan Hadapan | VF | 2.6 | - | 3.4 | V | IF=350mA |
| Fluks Bercahaya | IV | 20 | - | 40 | lm | IF=350mA |
| Jumlah Fluks Sinaran | Φe | 500 | - | 850 | mW | IF=350mA |
| Panjang Gelombang Dominan | λD | 445 | - | 460 | nm | IF=350mA |
| Arus Songsang | IR | - | - | 10 | µA | VR=5V |
| Sudut Pandangan | 2θ1/2 | - | 120 | - | darjah | IF=350mA |
2.2 Penarafan Maksimum Mutlak (pada Ts=25°C)
| Parameter | Simbol | Penarafan | Unit |
|---|---|---|---|
| Pelesapan Kuasa | PD | 5100 | mW |
| Arus Hadapan | IF | 1500 | mA |
| Arus Hadapan Puncak (1/10 kitaran tugas, 0.1ms) | IFP | 1650 | mA |
| Voltan Songsang | VR | 5 | V |
| Pelepasan Elektrostatik (HBM) | ESD | 2000 | V |
| Suhu Operasi | TOPR | -40 ~ +85 | °C |
| Suhu Simpanan | TSTG | -40 ~ +85 | °C |
| Suhu Persimpangan | TJ | 125 | °C |
Nota: Toleransi pengukuran voltan hadapan di atas adalah ±0.1V. Toleransi panjang gelombang dominan ±1nm. Toleransi intensiti bercahaya ±10%.
3. Sistem Pengelasan
LED dikelaskan ke dalam bin untuk voltan hadapan, fluks bercahaya, dan panjang gelombang dominan pada IF=350mA untuk memastikan konsistensi dalam aplikasi.
3.1 Bin Voltan Hadapan
| Kod Bin | Julat Voltan (V) |
|---|---|
| F0 | 2.6 - 2.8 |
| G0 | 2.8 - 3.0 |
| H0 | 3.0 - 3.2 |
| I0 | 3.2 - 3.4 |
3.2 Bin Fluks Bercahaya
| Kod Bin | Julat Fluks (lm) |
|---|---|
| FA1 | 20 - 25 |
| FA2 | 25 - 30 |
| FA3 | 30 - 35 |
| FA4 | 35 - 40 |
3.3 Bin Panjang Gelombang Dominan
| Kod Bin | Julat Panjang Gelombang (nm) |
|---|---|
| A01 | 445 - 450 |
| A00 | 450 - 455 |
| B00 | 455 - 460 |
4. Lengkung Prestasi
4.1 Voltan Hadapan vs. Arus Hadapan
Rajah 1-6 menunjukkan voltan hadapan meningkat dengan arus hadapan. Pada 350mA VF tipikal adalah sekitar 3.0V. Melebihi 1000mA voltan meningkat kepada kira-kira 3.4V. Lengkung ini penting untuk mereka bentuk pemacu arus malar.
4.2 Arus Hadapan vs. Intensiti Relatif
Rajah 1-7 menunjukkan intensiti bercahaya relatif meningkat dengan arus hadapan, tetapi cerun berkurang pada arus yang lebih tinggi disebabkan oleh penurunan kecekapan. LED mencapai intensiti relatif maksimum hampir 1750mA.
4.3 Suhu vs. Intensiti Relatif
Seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1-8, intensiti relatif menurun apabila suhu titik pematerian (Ts) meningkat. Pada 115°C intensiti menurun kepada kira-kira 60% daripada nilai pada 25°C. Pengurusan haba yang betul adalah kritikal.
4.4 Arus Hadapan Maksimum vs. Ts
Rajah 1-9 memberikan maklumat pengurangan: pada Ts=25°C arus hadapan maksimum adalah 1500mA, manakala pada Ts=85°C ia berkurangan kepada kira-kira 400mA. Sentiasa beroperasi dalam had pengurangan.
4.5 Taburan Spektrum
Spektrum pancaran (Rajah 1-10) memuncak sekitar 455nm dengan FWHM kira-kira 20-25nm, tipikal untuk LED biru InGaN. Tiada puncak sekunder diperhatikan.
4.6 Corak Sinaran
LED ini mempunyai corak sinaran seperti lambertian dengan sudut pandangan lebar 120° (sudut separuh 60°). Intensiti relatif menurun kepada 50% pada ±60° dari paksi optik.
5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan
5.1 Dimensi Pakej
Badan LED adalah 3.45mm × 3.45mm × 2.20mm (panjang × lebar × tinggi). Substrat seramik menyediakan asas yang kukuh. Pandangan atas menunjukkan kawasan mati segi empat; pandangan sisi menunjukkan ketinggian 2.20mm termasuk kanta silikon. Pandangan bawah mendedahkan dua pad pematerian besar untuk anod dan katod, dan pad yang lebih kecil untuk sambungan haba. Kekutuban ditandakan dengan takuk atau simbol '+' seperti dalam Rajah 1-4.
5.2 Corak Pematerian
Dimensi corak tanah PCB yang disyorkan disediakan dalam Rajah 1-5. Pad anod adalah 3.40mm × 1.30mm, pad katod adalah 3.50mm × 0.50mm, dengan jurang 0.30mm. Pastikan topeng pateri dan ketebalan tembaga yang betul untuk pengurusan haba.
5.3 Pita Pembawa dan Gelendong
LED dibekalkan dalam pita pembawa lebar 12mm dengan dimensi poket padang 4.0mm. Setiap gelendong mengandungi 1000pcs. Pita mempunyai 50 poket kosong di bahagian pemimpin dan treler. Dimensi gelendong: diameter luar 178±1mm, diameter dalam 59mm, lebar 14.0±0.5mm.
5.4 Spesifikasi Label
Setiap gelendong dilabelkan dengan nombor bahagian, nombor spesifikasi, nombor lot, kod bin (fluks, panjang gelombang, voltan), kuantiti, dan kod tarikh.
5.5 Pembungkusan Tahan Kelembapan
Gelendong dimeterai dalam beg penghalang kelembapan dengan pengering dan kad penunjuk kelembapan. Beg dibungkus dalam kotak kadbod untuk penghantaran.
6. Garis Panduan Pematerian dan Pemasangan
6.1 Profil Pematerian Reflow
Profil reflow yang disyorkan mempunyai kadar ramp ≤3°C/s, prapemanas dari 150°C hingga 200°C selama 60-120s, kemudian ramp ke 217°C (TL) dan kekal di atas TL selama >60s tetapi<120s, mencapai suhu puncak 260°C selama maksimum 10s. Kadar penyejukan ≤6°C/s. Jumlah masa dari 25°C ke puncak ≤8 minit.
6.2 Pematerian Tangan
Jika pematerian manual diperlukan, gunakan besi pematerian pada ≤300°C selama ≤3 saat, dan hanya sekali setiap sambungan.
6.3 Amaran
Enkapsulan silikon adalah lembut. Jangan tekan pada kanta semasa pick-and-place atau selepas pematerian. Elakkan melengkungkan PCB selepas pematerian. Jangan sejukkan LED dengan cepat selepas reflow.
7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan
Pembungkusan standard: 1000 keping setiap gelendong. Berbilang gelendong dibungkus dalam beg penghalang kelembapan dan kemudian dalam kotak kadbod. Keadaan penyimpanan sebelum dibuka: suhu ≤30°C, kelembapan ≤75% RH sehingga 6 bulan. Selepas dibuka: gunakan dalam masa 168 jam pada ≤30°C, ≤60% RH. Jika melebihi, bakar pada 60±5°C,<5% RH selama 24 jam.
Maklumat pesanan termasuk nombor bahagian yang menentukan bin fluks dan panjang gelombang. Sila rujuk pengilang untuk ketersediaan bin tertentu.
8. Cadangan Aplikasi
8.1 Reka Bentuk Terma
Memandangkan keupayaan kuasa tinggi, pelesapan haba yang mencukupi diperlukan untuk memastikan suhu persimpangan di bawah 125°C. Gunakan vias haba dan PCB teras logam (MCPCB) untuk aplikasi arus tinggi.
8.2 Pengawalan Arus
Sentiasa gunakan sumber arus malar. Perintang sahaja tidak mencukupi untuk rentetan siri/selari. Pertimbangkan variasi bin VF dan gunakan pengimbangan arus yang sesuai.
8.3 Keserasian Alam Sekitar
Elakkan pendedahan kepada sebatian sulfur (>100ppm), bromin dan klorin (>900ppm setiap satu, jumlah<1500ppm). Jangan gunakan pelekat atau bahan pengisi yang mengeluarkan sebatian organik meruap (VOC) yang boleh mengubah warna silikon.
8.4 Pelepasan Elektrostatik
LED ini sensitif ESD (HBM 2kV). Gunakan stesen kerja yang dibumikan, gelang pergelangan tangan antistatik, dan pengion semasa pengendalian.
9. Perbandingan Teknikal
Berbanding dengan LED PLCC (pembawa cip plumbum plastik) tradisional, pakej seramik menawarkan rintangan haba yang lebih rendah, kebolehpercayaan yang lebih tinggi pada suhu tinggi, dan ketahanan yang lebih baik terhadap serangan sulfur. Sudut pandangan lebar 120° menjadikannya sesuai untuk aplikasi pencahayaan resap. Ketersediaan pelbagai bin fluks dan warna membolehkan penalaan halus output cahaya dan konsistensi warna.
10. Soalan Lazim
S: Apakah arus hadapan yang disyorkan untuk kecekapan optimum?J: Pada 350mA LED menyediakan keseimbangan fluks dan keberkesanan yang baik. Arus yang lebih tinggi meningkatkan output tetapi mengurangkan kecekapan akibat penurunan.
S: Bolehkah LED ini digunakan secara selari?J: Ya, tetapi setiap LED harus mempunyai perintang pengehad arus sendiri atau dipacu oleh sumber arus malar untuk mengambil kira variasi VF.
S: Bagaimana saya perlu membersihkan LED selepas pematerian?J: Alkohol isopropil disyorkan. Jangan gunakan pembersihan ultrasonik kerana ia boleh merosakkan LED.
S: Apakah jangka hayat penyimpanan?J: Beg yang belum dibuka boleh disimpan selama 6 bulan pada 30°C/75%RH. Selepas dibuka, gunakan dalam masa 168 jam atau bakar sebelum digunakan.
11. Kajian Kes: Pencahayaan Pertumbuhan Tumbuhan
Lampu pencahayaan hortikultur direka menggunakan 100 keping LED biru ini digabungkan dengan LED merah untuk menghasilkan spektrum yang dioptimumkan untuk fotosintesis. LED dipasang pada MCPCB aluminium dengan vias haba. Beroperasi pada 350mA, lampu menyampaikan 4000 lumen cahaya biru dengan panjang gelombang dominan 450nm, meliputi kawasan pertumbuhan 1m². Pakej seramik memastikan operasi stabil pada suhu ambien 40°C. Sudut pandangan lebar menghapuskan keperluan optik sekunder dalam aplikasi kanopi dekat.
12. Prinsip Operasi
LED biru ini berdasarkan struktur telaga kuantum berganda InGaN/GaN yang ditanam pada substrat nilam atau silikon. Apabila pincang hadapan dikenakan, elektron dan lubang bergabung semula di kawasan aktif, membebaskan tenaga dalam bentuk foton. Tenaga jurang jalur InGaN menentukan panjang gelombang yang dipancarkan, yang untuk peranti ini jatuh dalam kawasan biru (445-460 nm). Pakej seramik menyediakan pengasingan elektrik dan pemindahan haba yang cekap daripada mati ke PCB.
13. Trend Pembangunan
Trend dalam pembungkusan LED berkuasa tinggi adalah ke arah jejak yang lebih kecil dengan keupayaan arus yang lebih tinggi. Pakej seramik seperti ini menjadi standard untuk aplikasi yang memerlukan kebolehpercayaan tinggi dan prestasi haba. Perkembangan masa depan termasuk peningkatan selanjutnya dalam kecekapan dinding palam, taburan pengelasan yang lebih sempit untuk konsistensi warna yang lebih baik, dan penyepaduan ciri kawalan pintar terus ke dalam pakej.
Terminologi Spesifikasi LED
Penjelasan lengkap istilah teknikal LED
Prestasi Fotoelektrik
| Istilah | Unit/Perwakilan | Penjelasan Ringkas | Mengapa Penting |
|---|---|---|---|
| Keberkesanan Bercahaya | lm/W (lumen per watt) | Output cahaya per watt elektrik, lebih tinggi bermakna lebih cekap tenaga. | Langsung menentukan gred kecekapan tenaga dan kos elektrik. |
| Fluks Bercahaya | lm (lumen) | Jumlah cahaya yang dipancarkan oleh sumber, biasanya dipanggil "kecerahan". | Menentukan sama ada cahaya cukup terang. |
| Sudut Pandangan | ° (darjah), cth., 120° | Sudut di mana keamatan cahaya turun kepada separuh, menentukan lebar pancaran. | Mempengaruhi julat pencahayaan dan keseragaman. |
| CCT (Suhu Warna) | K (Kelvin), cth., 2700K/6500K | Kehangatan/kesejukan cahaya, nilai lebih rendah kekuningan/panas, lebih tinggi keputihan/sejuk. | Menentukan suasana pencahayaan dan senario yang sesuai. |
| CRI / Ra | Tanpa unit, 0–100 | Keupayaan untuk memaparkan warna objek dengan tepat, Ra≥80 adalah baik. | Mempengaruhi keaslian warna, digunakan di tempat permintaan tinggi seperti pusat beli-belah, muzium. |
| SDCM | Langkah elips MacAdam, cth., "5-langkah" | Metrik konsistensi warna, langkah lebih kecil bermakna warna lebih konsisten. | Memastikan warna seragam merentasi kelompok LED yang sama. |
| Panjang Gelombang Dominan | nm (nanometer), cth., 620nm (merah) | Panjang gelombang yang sepadan dengan warna LED berwarna. | Menentukan rona LED monokrom merah, kuning, hijau. |
| Taburan Spektrum | Lengkung panjang gelombang vs keamatan | Menunjukkan taburan keamatan merentasi panjang gelombang. | Mempengaruhi pemaparan warna dan kualiti. |
Parameter Elektrik
| Istilah | Simbol | Penjelasan Ringkas | Pertimbangan Reka Bentuk |
|---|---|---|---|
| Voltan Hadapan | Vf | Voltan minimum untuk menghidupkan LED, seperti "ambang permulaan". | Voltan pemacu mesti ≥Vf, voltan ditambah untuk LED siri. |
| Arus Hadapan | If | Nilai arus untuk operasi LED normal. | Biasanya pemacu arus malar, arus menentukan kecerahan & jangka hayat. |
| Arus Denyut Maks | Ifp | Arus puncak yang boleh diterima untuk tempoh pendek, digunakan untuk pemudaran atau kilat. | Lebar denyut & kitar tugas mesti dikawal ketat untuk mengelakkan kerosakan. |
| Voltan Songsang | Vr | Voltan songsang maks yang LED boleh tahan, melebihi mungkin menyebabkan kerosakan. | Litar mesti menghalang sambungan songsang atau lonjakan voltan. |
| Rintangan Terma | Rth (°C/W) | Rintangan kepada pemindahan haba dari cip ke pateri, lebih rendah lebih baik. | Rintangan terma tinggi memerlukan penyebaran haba lebih kuat. |
| Kekebalan ESD | V (HBM), cth., 1000V | Keupayaan untuk menahan nyahcas elektrostatik, lebih tinggi bermakna kurang terdedah. | Langkah anti-statik diperlukan dalam pengeluaran, terutama untuk LED sensitif. |
Pengurusan Terma & Kebolehpercayaan
| Istilah | Metrik Utama | Penjelasan Ringkas | Kesan |
|---|---|---|---|
| Suhu Simpang | Tj (°C) | Suhu operasi sebenar di dalam cip LED. | Setiap pengurangan 10°C mungkin menggandakan jangka hayat; terlalu tinggi menyebabkan penyusutan cahaya, anjakan warna. |
| Susut Nilai Lumen | L70 / L80 (jam) | Masa untuk kecerahan turun kepada 70% atau 80% daripada awal. | Langsung mentakrifkan "jangka hayat perkhidmatan" LED. |
| Penyelenggaraan Lumen | % (cth., 70%) | Peratusan kecerahan yang dikekalkan selepas masa. | Menunjukkan pengekalan kecerahan atas penggunaan jangka panjang. |
| Anjakan Warna | Δu′v′ atau elips MacAdam | Darjah perubahan warna semasa penggunaan. | Mempengaruhi konsistensi warna dalam adegan pencahayaan. |
| Penuaan Terma | Kerosakan bahan | Kemerosotan akibat suhu tinggi jangka panjang. | Mungkin menyebabkan penurunan kecerahan, perubahan warna, atau kegagalan litar terbuka. |
Pembungkusan & Bahan
| Istilah | Jenis Biasa | Penjelasan Ringkas | Ciri & Aplikasi |
|---|---|---|---|
| Jenis Pakej | EMC, PPA, Seramik | Bahan perumahan yang melindungi cip, menyediakan antara muka optik/terma. | EMC: rintangan haba baik, kos rendah; Seramik: penyebaran haba lebih baik, hayat lebih panjang. |
| Struktur Cip | Depan, Flip Chip | Susunan elektrod cip. | Flip chip: penyebaran haba lebih baik, keberkesanan lebih tinggi, untuk kuasa tinggi. |
| Salutan Fosfor | YAG, Silikat, Nitrida | Meliputi cip biru, menukar sebahagian kepada kuning/merah, campur kepada putih. | Fosfor berbeza mempengaruhi keberkesanan, CCT, dan CRI. |
| Kanta/Optik | Rata, Mikrokanta, TIR | Struktur optik pada permukaan mengawal taburan cahaya. | Menentukan sudut pandangan dan lengkung taburan cahaya. |
Kawalan Kualiti & Pengelasan
| Istilah | Kandungan Pembin | Penjelasan Ringkas | Tujuan |
|---|---|---|---|
| Bin Fluks Bercahaya | Kod cth. 2G, 2H | Dikumpulkan mengikut kecerahan, setiap kumpulan mempunyai nilai lumen min/maks. | Memastikan kecerahan seragam dalam kelompok yang sama. |
| Bin Voltan | Kod cth. 6W, 6X | Dikumpulkan mengikut julat voltan hadapan. | Memudahkan pemadanan pemacu, meningkatkan kecekapan sistem. |
| Bin Warna | Elips MacAdam 5-langkah | Dikumpulkan mengikut koordinat warna, memastikan julat ketat. | Menjamin konsistensi warna, mengelakkan warna tidak sekata dalam alat. |
| Bin CCT | 2700K, 3000K dll. | Dikumpulkan mengikut CCT, setiap satu mempunyai julat koordinat sepadan. | Memenuhi keperluan CCT adegan berbeza. |
Pengujian & Pensijilan
| Istilah | Piawaian/Ujian | Penjelasan Ringkas | Kepentingan |
|---|---|---|---|
| LM-80 | Ujian penyelenggaraan lumen | Pencahayaan jangka panjang pada suhu malar, merekodkan penyusutan kecerahan. | Digunakan untuk menganggarkan hayat LED (dengan TM-21). |
| TM-21 | Piawaian anggaran hayat | Menganggarkan hayat di bawah keadaan sebenar berdasarkan data LM-80. | Menyediakan ramalan hayat saintifik. |
| IESNA | Persatuan Kejuruteraan Pencahayaan | Meliputi kaedah ujian optik, elektrik, terma. | Asas ujian diiktiraf industri. |
| RoHS / REACH | Pensijilan alam sekitar | Memastikan tiada bahan berbahaya (plumbum, merkuri). | Keperluan akses pasaran di peringkat antarabangsa. |
| ENERGY STAR / DLC | Pensijilan kecekapan tenaga | Pensijilan kecekapan tenaga dan prestasi untuk pencahayaan. | Digunakan dalam perolehan kerajaan, program subsidi, meningkatkan daya saing. |