Spesifikasi LED Putih 3.5x2.8x1.84mm, 3.1V, 30mA, 91mW - Pembungkusan PLCC2

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LED putih ini dihasilkan menggunakan cip biru digabungkan dengan fosfor untuk menghasilkan cahaya putih. Ia ditempatkan dalam pembungkusan PLCC2 padat berukuran 3.50mm x 2.80mm x 1.84mm (panjang x lebar x tinggi). Peranti ini direka untuk aplikasi pencahayaan umum, terutamanya pencahayaan dalaman automotif dan suis, dan mematuhi garis panduan kelayakan ujian tekanan AEC-Q101 untuk semikonduktor diskret gred automotif. Ciri-ciri utama termasuk sudut pandangan yang sangat luas, kesesuaian untuk semua pemasangan SMT dan proses pateri, serta ketersediaan dalam pembungkusan pita dan gelendong. Tahap kepekaan lembapan adalah Tahap 2 mengikut piawaian JEDEC, dan komponen memenuhi keperluan RoHS dan REACH.

2. Analisis Parameter Teknikal

2.1 Ciri Optik & Elektrik (Ts=25°C)

Pada arus ujian 3mA, voltan hadapan (VF) berada dalam julat 2.5V hingga 3.1V, dengan nilai tipikal sekitar 2.7V hingga 3.1V. Arus balikan (IR) pada VR=5V adalah maksimum 10 µA, memastikan kebocoran rendah. Keamatan bercahaya (IV) pada 3mA adalah antara 23 mcd dan 53 mcd, bergantung kepada bin. Sudut pandangan (2θ1/2) biasanya 120 darjah, memberikan penyebaran cahaya yang luas. Rintangan haba dari simpang ke titik pateri (RTHJ-S) dinilai pada maksimum 300 °C/W.

2.2 Penarafan Maksimum Mutlak

Peranti boleh menahan pelesapan kuasa (PD) sehingga 91 mW. Arus hadapan berterusan maksimum ialah 30 mA, manakala arus hadapan puncak (kitaran tugas 1/10, nadi 10ms) boleh mencapai 100 mA. Voltan balikan dihadkan kepada 5V. Ketahanan nyahcas elektrostatik (HBM) ialah 2000V. Julat suhu operasi dan penyimpanan kedua-duanya adalah -40°C hingga +100°C, dengan suhu simpang maksimum 120°C. Pereka mesti memastikan pelesapan kuasa tidak melebihi penarafan maksimum mutlak, dan arus harus dihadkan menggunakan perintang yang sesuai untuk mengelakkan larian terma.

3. Sistem Bin

3.1 Bin Voltan Hadapan dan Keamatan Bercahaya (IF=3mA)

LED disusun ke dalam bin untuk voltan hadapan dan keamatan bercahaya. Bin voltan termasuk E2 (2.5-2.6V), F1 (2.6-2.7V), F2 (2.7-2.8V), G1 (2.8-2.9V), G2 (2.9-3.0V), H1 (3.0-3.1V). Bin keamatan bercahaya ialah C20 (23-28 mcd), D10 (28-35 mcd), D20 (35-43 mcd), E10 (43-53 mcd). Pembinaan ini membolehkan pelanggan memilih LED dengan prestasi elektrik dan optik yang konsisten untuk aplikasi khusus mereka.

3.2 Bin Kromatik

LED juga dibin untuk koordinat warna berdasarkan kromatik CIE 1931 (x,y). Empat bin utama ditakrifkan: M02, M03, P02, P03. Setiap bin mempunyai kawasan segi empat tepat dalam rajah kromatik, memastikan konsistensi warna. Sebagai contoh, M02 meliputi x=0.2766-0.2866, y=0.2397-0.2477; M03 meliputi x=0.2857-0.2957, y=0.2557-0.2637; P02 meliputi x=0.2674-0.2820, y=0.2317-0.2397; P03 meliputi x=0.2766-0.2911, y=0.2477-0.2557. Bin ini sepadan dengan cahaya putih dengan suhu warna berkorelasi dalam julat putih suam hingga putih neutral.

4. Analisis Lengkung Prestasi

4.1 Voltan Hadapan lawan Arus Hadapan (Lengkung IV)

Ciri voltan hadapan lawan arus hadapan biasa (Rajah 1-7) menunjukkan peningkatan eksponen: pada 2.5V arus hampir sifar, meningkat kepada kira-kira 5mA pada 2.7V, 15mA pada 2.9V, dan 30mA pada 3.1V. Lengkung ini penting untuk mereka bentuk litar pemacu, kerana variasi voltan kecil membawa kepada perubahan arus besar. Perintang siri disyorkan untuk pengawalan arus.

4.2 Keamatan Relatif lawan Arus Hadapan

Keamatan bercahaya relatif meningkat dengan arus hadapan secara sublinear (Rajah 1-8). Pada 3mA, keamatan adalah kira-kira 100%; pada 1mA ia menurun kepada kira-kira 40%; pada 5mA ia mencapai kira-kira 170%. Mengendalikan pada arus yang lebih tinggi meningkatkan kecerahan tetapi juga menjana lebih banyak haba, jadi pengurusan haba adalah kritikal.

4.3 Kebergantungan Suhu

Rajah 1-9 hingga 1-11 menunjukkan kesan suhu pateri (Ts) terhadap prestasi. Keamatan relatif menurun sedikit dengan peningkatan suhu: pada 100°C, keamatan menurun kepada kira-kira 90% daripada nilai 25°C. Arus hadapan maksimum mesti diderat apabila suhu meningkat. Voltan hadapan juga menurun dengan suhu (kira-kira -2mV/°C), yang menjejaskan penggunaan kuasa. Peralihan warna dengan suhu (Rajah 1-13) menunjukkan pergerakan kecil dalam rajah kromatik; koordinat x meningkat kira-kira 0.005 dan y menurun kira-kira 0.005 dari 25°C hingga 105°C.

4.4 Corak Sinaran

Rajah sinaran (Rajah 1-12) menunjukkan corak pancaran hampir Lambertian dengan keamatan relatif menurun kepada 50% pada kira-kira ±60°, mengesahkan sudut pandangan 120°. Taburan luas ini sesuai untuk aplikasi yang memerlukan pencahayaan seragam di kawasan yang luas.

4.5 Spektrum

Spektrum (Rajah 1-14) menunjukkan puncak biru sekitar 450nm daripada cip InGaN dan puncak fosfor kuning lebar berpusat berhampiran 550nm, menghasilkan pancaran cahaya putih. Taburan spektrum meliputi 400-700nm.

5. Maklumat Mekanikal & Pembungkusan

5.1 Dimensi Pembungkusan

Pembungkusan LED adalah 3.50mm panjang, 2.80mm lebar, dan 1.84mm tinggi (pandangan atas). Pandangan bawah menunjukkan pad anod pusat (2.50mm x 2.18mm) dan pad katod (0.75mm x 2.00mm). Tanda kekutuban ditunjukkan pada pembungkusan. Corak pematerian yang disyorkan (land pattern) mempunyai dimensi: 2.40mm x 1.25mm untuk katod, 4.45mm x 2.40mm keseluruhan. Toleransi adalah ±0.2mm melainkan dinyatakan sebaliknya.

5.2 Pembungkusan Pita dan Gelendong

LED dibungkus dalam pita pembawa dengan jarak 8mm, 2000pcs setiap gelendong. Dimensi gelendong: diameter 178±1mm, lebar 60±1mm, diameter hab 13.0±0.5mm. Pita mempunyai tanda kekutuban dan pita penutup atas. Pelabelan termasuk nombor bahagian, nombor spesifikasi, nombor lot, kod bin, fluks bercahaya (atau keamatan), bin kromatik, voltan hadapan, kod panjang gelombang, kuantiti, dan kod tarikh.

5.3 Pembungkusan Penghalang Lembapan

Gelendong diletakkan dalam beg penghalang lembapan dengan penunjuk kelembapan dan bahan pengering. Selepas dibuka, LED hendaklah digunakan dalam masa 24 jam jika disimpan pada ≤30°C/≤60%RH. Jika penyimpanan melebihi masa yang disyorkan, pembakaran pada 60±5°C selama >24 jam diperlukan.

6. Garis Panduan Pematerian

6.1 Profil Pematerian Reflow

Profil reflow yang disyorkan (Rajah 3-1, Jadual 3-1) menetapkan: kadar pemanasan purata ≤3°C/s; prapemanasan dari 150°C hingga 200°C selama 60-120s; masa melebihi 217°C (TL) maksimum 60s; suhu puncak (TP) 260°C selama maksimum 10s; kadar penyejukan ≤6°C/s. Jumlah masa dari 25°C hingga puncak maksimum 8 minit. Hanya dua kitaran reflow dibenarkan; jika lebih daripada 24 jam antara kitaran, pembakaran diperlukan sebelum reflow kedua.

6.2 Pematerian Tangan dan Pembaikan

Pematerian tangan: suhu besi<300°C, masa<3s, hanya sekali. Pembaikan selepas reflow tidak disyorkan, tetapi jika perlu, gunakan besi dua kepala. Elakkan tekanan mekanikal pada enkapsulan silikon semasa pemanasan.

6.3 Pertimbangan Khas

Enkapsulan LED adalah silikon, yang lembut. Elakkan tekanan berlebihan pada permukaan atas semasa pick-and-place. Jangan pasang pada PCB yang melengkung atau bengkokkan papan selepas pematerian. Jangan gunakan daya atau getaran semasa penyejukan. Penyejukan pantas selepas reflow tidak dibenarkan.

7. Maklumat Pesanan & Penyimpanan

7.1 Kuantiti Pembungkusan

Kuantiti pembungkusan standard ialah 2000 keping setiap gelendong. Untuk volum yang lebih tinggi, gelendong dibungkus dalam kotak kadbod. Pelabelan mengikut format yang ditunjukkan dalam lembaran data.

7.2 Keadaan Penyimpanan

Beg penghalang lembapan yang belum dibuka: suhu ≤30°C, kelembapan ≤75%, jangka hayat 1 tahun dari tarikh pembuatan. Selepas dibuka: disyorkan digunakan dalam masa 24 jam pada ≤30°C/≤60%RH. Jika tidak digunakan dalam masa 24 jam, bakar pada 60±5°C selama >24 jam sebelum digunakan. Bahan pengering harus kekal biru; jika telah pudar, pembakaran diperlukan.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Aplikasi Biasa

LED putih ini sangat sesuai untuk pencahayaan dalaman automotif seperti lampu kubah, lampu peta, pencahayaan ambien, dan lampu latar papan pemuka. Ia juga sesuai untuk suis dan penunjuk dalam automotif dan elektronik pengguna. Sudut pandangan yang luas dan saiz padat menjadikannya serbaguna untuk reka bentuk yang terhad ruang.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

Pengurusan haba adalah kritikal: pad PCB yang betul dan sink haba harus digunakan untuk mengekalkan suhu simpang ≤120°C. Gunakan perintang pengehad arus; jangan melebihi 30mA arus hadapan berterusan. Untuk aplikasi nadi, hadkan arus puncak kepada 100mA dengan kitaran tugas 10%. Langkah perlindungan ESD diperlukan kerana peranti boleh rosak oleh nyahcas >2000V (HBM). Elakkan mendedahkan LED kepada persekitaran dengan sulfur >100ppm atau halogen (Br<900ppm, Cl<900ppm, jumlah<1500ppm) untuk mengelakkan kakisan atau perubahan warna. Pembersihan disyorkan dengan alkohol isopropil; pembersihan ultrasonik boleh merosakkan LED.

9. Perbandingan Teknikal

Berbanding dengan LED putih PLCC2 yang serupa, peranti ini menawarkan kelayakan AEC-Q101, memastikan kebolehpercayaan untuk aplikasi automotif. Sudut pandangan yang luas (120°) memberikan pengagihan cahaya yang lebih baik daripada LED sudut sempit. Pilihan bin untuk voltan, keamatan, dan warna membolehkan padanan toleransi yang ketat. Suhu operasi maksimum 100°C (persekitaran) dan suhu simpang 120°C adalah kompetitif. Walau bagaimanapun, keamatan bercahaya yang agak rendah (maksimum 53mcd pada 3mA) mungkin memerlukan berbilang peranti untuk keperluan kecerahan yang lebih tinggi. Ketinggian pembungkusan 1.84mm sedikit lebih tinggi daripada beberapa LED ultra-nipis, tetapi masih sesuai untuk kebanyakan reka bentuk.

10. Soalan Lazim

S: Bolehkah saya memacu LED ini terus dari bekalan 3.3V?
J: Tidak secara terus; anda mesti menggunakan perintang siri. Pada 3.3V, voltan hadapan boleh serendah 2.5V, menyebabkan arus berlebihan. Kira nilai perintang: R = (Vsupply - VF) / I. Untuk 30mA, dengan anggapan VF=2.7V, R = (3.3-2.7)/0.03 = 20Ω. Gunakan nilai standard terdekat dan periksa pelesapan kuasa.

S: Apakah suhu warna biasa?
J: Berdasarkan bin kromatik, suhu warna berkisar dari kira-kira 3000K hingga 5000K bergantung kepada bin. Sebagai contoh, bin M02 dan M03 sepadan dengan putih suam, manakala P02 dan P03 sedikit lebih sejuk. CCT tepat boleh dikira daripada koordinat xy menggunakan formula penghampiran.

S: Bagaimana saya mengendalikan berbilang LED secara siri atau selari?
J: Apabila menyambung secara siri, voltan hadapan bertambah; pastikan jumlah voltan yang tersedia mencukupi. Untuk cabang selari, setiap LED harus mempunyai perintang siri sendiri untuk mengimbangi arus. Taburan haba mesti dipertimbangkan.

S: Adakah LED ini sesuai untuk kegunaan luar?
J: Julat suhu operasi adalah -40 hingga +100°C, yang merangkumi kebanyakan persekitaran dalaman dan automotif. Walau bagaimanapun, pembungkusan tidak distabilkan UV dan mungkin mengalami degradasi jika terdedah kepada cahaya matahari langsung. Untuk aplikasi luar, perlindungan tambahan (contohnya, salutan konformal) mungkin diperlukan.

11. Contoh Penggunaan Praktikal

Contoh 1: Lampu Kubah Automotif
Lampu kubah memerlukan pencahayaan seragam. Menggunakan 6 LED putih ini yang disusun dalam tatasusunan bulat, setiap satu dipacu pada 20mA, memberikan kecerahan yang mencukupi untuk pencahayaan dalaman. Sudut pandangan yang luas memastikan tiada tempat gelap. Kanta boleh ditambah untuk menyebarkan cahaya lagi. LED dipateri pada PCB aluminium untuk pelesapan haba.

Contoh 2: Lampu Latar Butang Tekan
Untuk suis, satu LED diletakkan di belakang butang. Beroperasi pada 3mA, ia memberikan kira-kira 30mcd, mencukupi untuk penunjuk kecil. LED dipasang permukaan pada PCB, dan paip cahaya mengarahkan cahaya ke butang. Arus rendah meminimumkan penjanaan haba.

12. Prinsip Operasi

LED putih beroperasi berdasarkan prinsip penukaran fosfor. Cip LED biru InGaN/GaN memancarkan cahaya biru pada sekitar 450nm. Cahaya biru ini merangsang fosfor pemancar kuning (biasanya YAG:Ce), yang menukar sebahagian cahaya biru menjadi pancaran kuning lebar. Gabungan baki cahaya biru dan kuning kelihatan putih kepada mata manusia. Suhu warna yang tepat ditentukan oleh komposisi dan kepekatan fosfor. LED dipacu oleh arus hadapan, yang menyuntik elektron dan lubang ke dalam kawasan aktif, bergabung semula untuk menghasilkan foton.

13. Trend Pembangunan

Trend dalam LED putih untuk automotif dan pencahayaan umum adalah ke arah keberkesanan yang lebih tinggi (lm/W) dan pemaparan warna yang lebih baik. Iterasi masa depan pembungkusan PLCC2 ini mungkin menggunakan fosfor yang lebih cekap dengan jalur pancaran yang lebih sempit untuk mencapai keberkesanan yang lebih tinggi dan kualiti warna yang lebih baik. Selain itu, integrasi dengan sistem pemacu pintar dan boleh ubah warna dijangka. Kelayakan AEC-Q101 menunjukkan dorongan ke arah kebolehpercayaan yang lebih tinggi untuk persekitaran yang keras. Pengecilan berterusan, dengan pembungkusan yang lebih nipis dan tapak yang lebih kecil muncul. Walau bagaimanapun, pengurusan haba kekal sebagai cabaran utama apabila ketumpatan kuasa meningkat.