Spesifikasi Teknikal LED SMD Pandangan Samping Oren 5A - Ultra Terang AlInGaP - Voltan Songsang 5V - Kuasa 75mW

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk Peranti Permukaan Dipasang (SMD) Diod Pemancar Cahaya (LED) berprestasi tinggi pandangan sisi. Peranti ini menggunakan cip semikonduktor Aluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP) ultra-terang untuk menghasilkan cahaya oren. Ia direka dengan pakej kanta jernih air, menawarkan sudut pandangan yang luas sesuai untuk pelbagai aplikasi penunjuk dan lampu latar di mana pancaran sisi diperlukan. Produk ini mematuhi arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya), mengklasifikasikannya sebagai produk hijau. Reka bentuknya serasi dengan peralatan pick-and-place automatik standard dan proses pematerian alir balik inframerah (IR), menjadikannya sesuai untuk pengeluaran volum tinggi. LED dibekalkan pada pita 8mm yang dipasang pada gegelung berdiameter 7 inci, mematuhi pembungkusan piawai EIA (Electronic Industries Alliance).

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan maksimum mutlak menentukan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Nilai-nilai ini dinyatakan pada suhu ambien (Ta) 25°C dan tidak boleh dilampaui di bawah sebarang keadaan operasi.

• Pelesapan Kuasa (Pd):75 mW. Ini adalah jumlah maksimum kuasa yang boleh dilesapkan oleh pakej LED sebagai haba tanpa menjejaskan prestasi atau menyebabkan kegagalan.
• Arus Hadapan Berterusan (IF):30 mA DC. Arus keadaan mantap maksimum yang boleh digunakan secara berterusan.
• Arus Hadapan Puncak:80 mA. Ini dibenarkan hanya di bawah keadaan berdenyut dengan kitar tugas 1/10 dan lebar denyut 0.1ms. Melebihi penarafan arus DC dalam mod berdenyut membolehkan kecerahan seketika yang lebih tinggi.
• Voltan Songsang (VR):5 V. Voltan maksimum yang boleh digunakan dalam arah pincang songsang merentasi LED. Melebihi ini boleh menyebabkan kerosakan simpang.
• Ambang Nyahcas Elektrostatik (ESD) (HBM):1000 V (Model Badan Manusia). Ini menunjukkan sensitiviti peranti kepada elektrik statik; prosedur pengendalian ESD yang betul adalah wajib.
• Julat Suhu Operasi:-30°C hingga +85°C. Julat suhu ambien di mana LED direka untuk berfungsi dengan betul.
• Julat Suhu Penyimpanan:-40°C hingga +85°C. Julat suhu untuk penyimpanan selamat apabila peranti tidak dibekalkan kuasa.
• Keadaan Pematerian Alir Balik Inframerah:Suhu puncak 260°C untuk maksimum 10 saat. Ini menentukan profil haba yang boleh ditahan oleh pakej semasa pemasangan.

2.2 Ciri Elektro-Optik

Parameter ini diukur pada Ta=25°C dan menentukan prestasi tipikal LED di bawah keadaan operasi normal. Arus ujian (IF) untuk kebanyakan parameter optik ialah 5 mA.

• Keamatan Bercahaya (Iv):Julat dari minimum 11.2 millicandelas (mcd) hingga nilai tipikal 71.0 mcd pada 5 mA. Keamatan diukur menggunakan sensor yang ditapis untuk sepadan dengan lengkung respons fotopik (mata manusia) (CIE).
• Sudut Pandangan (2θ1/2):130 darjah. Ini adalah sudut penuh di mana keamatan bercahaya turun kepada separuh daripada nilainya yang diukur pada paksi tengah. Sudut pandangan yang luas adalah ciri LED pandangan sisi dengan kanta jernih air.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λP):611 nanometer (nm). Ini adalah panjang gelombang di mana keluaran kuasa spektrum LED berada pada maksimum.
• Panjang Gelombang Dominan (λd):605 nm. Diperoleh daripada gambar rajah kromatisiti CIE, ini adalah panjang gelombang tunggal yang paling mewakili warna yang dilihat (oren) LED kepada mata manusia.
• Lebar Separuh Garisan Spektrum (Δλ):17 nm. Parameter ini menunjukkan ketulenan spektrum atau lebar jalur cahaya yang dipancarkan, diukur sebagai lebar penuh pada separuh keamatan maksimum (FWHM).
• Voltan Hadapan (VF):Antara 1.6 V (min) dan 2.3 V (maks) pada IF=5mA. Ini adalah susut voltan merentasi LED apabila ia mengalirkan arus.
• Arus Songsang (IR):Maksimum 10 mikroampere (μA) apabila voltan songsang (VR) 5V dikenakan. Arus songsang yang rendah adalah diingini.

3. Penjelasan Sistem Pembin

Keamatan bercahaya LED boleh berbeza dari satu kelompok ke kelompok lain. Untuk memastikan konsistensi bagi pengguna akhir, peranti disusun ke dalam bin keamatan berdasarkan prestasi terukur pada 5 mA. Kod bin menentukan jaminan minimum dan maksimum keamatan bercahaya untuk LED yang ditanda dengan kod tersebut. Toleransi dalam setiap bin ialah +/- 15%.

• Kod Bin L:11.2 mcd (Min) hingga 18.0 mcd (Maks)
• Kod Bin M:18.0 mcd (Min) hingga 28.0 mcd (Maks)
• Kod Bin N:28.0 mcd (Min) hingga 45.0 mcd (Maks)
• Kod Bin P:45.0 mcd (Min) hingga 71.0 mcd (Maks)

Sistem ini membolehkan pereka memilih LED dengan julat kecerahan yang diketahui untuk aplikasi mereka, membantu mencapai pencahayaan seragam dalam reka bentuk pelbagai LED.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Walaupun lengkung grafik khusus dirujuk dalam lembaran data (cth., Rajah.1 untuk taburan spektrum, Rajah.6 untuk sudut pandangan), tingkah laku tipikal mereka boleh diterangkan berdasarkan fizik semikonduktor dan ciri LED standard.

4.1 Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Lengkung I-V)

Bahan AlInGaP mempunyai voltan hadapan ciri tipikal antara 1.6V dan 2.3V pada 5mA. Lengkung I-V adalah eksponen; peningkatan kecil dalam voltan hadapan mengakibatkan peningkatan besar dalam arus hadapan. Oleh itu, memandu LED dengan sumber arus malar sangat disyorkan berbanding sumber voltan malar untuk mencegah pelarian haba dan memastikan keluaran cahaya yang stabil.

4.2 Keamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan

Keluaran cahaya (keamatan bercahaya) adalah lebih kurang berkadar dengan arus hadapan dalam julat yang ketara. Walau bagaimanapun, kecekapan cenderung menurun pada arus yang sangat tinggi disebabkan peningkatan penjanaan haba dalam cip (kesan droop). Beroperasi pada atau di bawah arus DC yang disyorkan memastikan kecekapan dan jangka hayat yang optimum.

4.3 Kebergantungan Suhu

Seperti semua semikonduktor, prestasi LED adalah sensitif kepada suhu. Apabila suhu simpang meningkat:

• Voltan Hadapan (VF):Berkurang sedikit.
• Keamatan Bercahaya (Iv):Berkurang. Keluaran cahaya LED AlInGaP mempunyai pekali suhu negatif.
• Panjang Gelombang Dominan (λd):Mungkin beralih sedikit, biasanya ke arah panjang gelombang yang lebih panjang (anjakan merah) apabila suhu meningkat.

Pengurusan haba yang betul dalam aplikasi (cth., kawasan kuprum PCB yang mencukupi untuk penyingkiran haba) adalah penting untuk mengekalkan prestasi dan jangka hayat yang konsisten.

4.4 Taburan Spektrum

Lengkung keluaran spektrum akan menunjukkan puncak utama pada kira-kira 611 nm (oren-merah). Lebar separuh 17 nm menunjukkan spektrum pancaran yang agak sempit berbanding LED putih atau spektrum lebar, yang tipikal untuk peranti AlInGaP monokromatik.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

Lembaran data termasuk lukisan dimensi terperinci pakej SMD. Ciri utama termasuk geometri kanta pandangan sisi, lokasi dan saiz terminal katod dan anod, dan tapak keseluruhan pakej. Semua dimensi disediakan dalam milimeter dengan toleransi piawai ±0.10 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Reka bentuk pandangan sisi mengarahkan cahaya selari dengan satah pemasangan PCB.

5.2 Pengenalpastian Pola dan Reka Bentuk Pad

LED mempunyai terminal anod (+) dan katod (-). Lembaran data menyediakan susunan pad pematerian yang dicadangkan (corak landasan) untuk reka bentuk PCB. Susunan ini dioptimumkan untuk pematerian yang boleh dipercayai dan kestabilan mekanikal. Ia juga menunjukkan arah pematerian yang disyorkan untuk memastikan filet pateri seragam dan mencegah "tombstoning" (satu hujung terangkat daripada pad semasa alir balik). Mengikuti garis panduan ini adalah penting untuk pengeluaran hasil tinggi.

6. Garis Panduan Pematerian dan Pemasangan

6.1 Profil Pematerian Alir Balik

Profil alir balik inframerah (IR) yang dicadangkan untuk proses pateri bebas plumbum (Pb-free) disediakan. Parameter utama profil ini termasuk:

• Zon Pemanasan Awal/Rendam:Meningkat kepada 150-200°C untuk mengaktifkan fluks dan memanaskan pemasangan secara beransur-ansur, meminimumkan kejutan haba.
• Zon Alir Balik:Suhu meningkat kepada puncak maksimum 260°C. Masa di atas likuidus (biasanya ~217°C untuk pateri SnAgCu) dan masa dalam 5°C suhu puncak adalah kritikal untuk pembentukan sambungan.
• Suhu & Masa Puncak:Pakej tidak boleh melebihi 260°C selama lebih daripada 10 saat. Had ini adalah kritikal untuk mencegah kerosakan pada kanta epoksi LED dan ikatan wayar dalaman.
• Zon Penyejukan:Penyejukan terkawal untuk memejalkan sambungan pateri dengan betul.

Profil ini berdasarkan piawaian JEDEC, tetapi profil peringkat papan akhir adalah disyorkan kerana variasi dalam reka bentuk PCB, pes pateri, dan ciri ketuhar.

6.2 Pematerian Tangan

Jika pematerian tangan diperlukan, gunakan besi pemateri kawalan suhu. Suhu hujung besi tidak boleh melebihi 300°C, dan masa pematerian per kaki hendaklah dihadkan kepada maksimum 3 saat. Pematerian tangan hendaklah dilakukan hanya sekali untuk mengelakkan tekanan haba.

6.3 Pembersihan

Jika pembersihan selepas pematerian diperlukan, hanya gunakan pelarut yang ditentukan. Merendam LED dalam etil alkohol atau isopropil alkohol pada suhu biasa selama kurang daripada satu minit boleh diterima. Jangan gunakan bahan pembersih kimia yang tidak ditentukan kerana ia boleh merosakkan bahan pakej atau kanta.

6.4 Penyimpanan dan Pengendalian

• Langkah Berjaga-jaga ESD:Peranti ini sensitif kepada Nyahcas Elektrostatik (ESD). Sentiasa gunakan gelang pergelangan tangan, tikar anti-statik, dan peralatan yang dibumikan dengan betul semasa mengendalikan.
• Kepekaan Kelembapan:Walaupun pembungkusan tertutup asal dengan bahan pengering melindungi peranti, sebaik sahaja dibuka, LED hendaklah disimpan dalam persekitaran tidak melebihi 30°C dan 60% kelembapan relatif. Untuk penyimpanan lanjutan di luar beg asal, gunakan bekas tertutup dengan bahan pengering. Jika disimpan terbuka selama lebih daripada satu minggu, pembakaran pada kira-kira 60°C selama sekurang-kurangnya 20 jam adalah disyorkan sebelum pematerian alir balik untuk membuang kelembapan yang diserap dan mencegah "popcorning" (retak pakej semasa alir balik).

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Spesifikasi Pita dan Gegelung

LED dibekalkan pada pita pembawa timbul dengan pita penutup pelindung. Spesifikasi utama termasuk:

• Lebar Pita Pembawa:8 mm.
• Diameter Gegelung:7 inci.
• Kuantiti per Gegelung:4000 keping (gegelung penuh).
• Kuantiti Pakej Minimum:500 keping untuk baki kuantiti.
• Pengedapan Poket:Poket kosong pada pita dimeterai dengan pita penutup.
• Lampu Hilang:Maksimum dua LED hilang berturut-turut (poket kosong) dibenarkan mengikut spesifikasi.

Pembungkusan mematuhi spesifikasi ANSI/EIA-481, memastikan keserasian dengan peralatan pemasangan automatik standard.

8. Nota Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

8.1 Senario Aplikasi Tipikal

LED oren pandangan sisi ini sesuai untuk pelbagai aplikasi yang memerlukan corak cahaya sisi yang luas, termasuk:

• Penunjuk Status:Pada elektronik pengguna, panel kawalan industri, dan peralatan rangkaian di mana sudut pandangan yang luas adalah bermanfaat.
• Lampu Latar:Untuk panel bercahaya tepi, lapisan suis membran, atau simbol di mana cahaya perlu diarahkan secara sisi.
• Pencahayaan Dalaman Automotif:Untuk papan pemuka atau pencahayaan konsol (tertakluk kepada kelayakan gred automotif tertentu).
• Paparan Perkakas:Menunjukkan kuasa, mod, atau fungsi pada perkakas rumah.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk Litar

• Pembatasan Arus:Sentiasa gunakan perintang pembatas arus bersiri atau pemandu LED arus malar khusus. Nilai perintang boleh dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (Vsupply - VF) / IF. Pastikan penarafan kuasa perintang mencukupi (P = IF² * R).
• Perlindungan Voltan Songsang:Walaupun LED boleh menahan 5V secara songsang, adalah amalan baik untuk mengelakkan sebarang pincang songsang. Dalam litar AC atau dwikutub, pertimbangkan untuk menambah diod selari songsang untuk perlindungan.
• Pengurusan Haba:Untuk operasi pada atau berhampiran arus DC maksimum, pastikan PCB menyediakan pelepasan haba yang mencukupi. Menyambungkan pad LED ke kawasan tuangan kuprum membantu menyingkirkan haba.
• Peredupan:Untuk kawalan kecerahan, Modulasi Lebar Denyut (PWM) adalah kaedah pilihan berbanding pengurangan arus analog, kerana ia mengekalkan suhu warna yang konsisten.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

LED oren AlInGaP ini menawarkan kelebihan khusus:

• vs. LED Oren Tradisional (cth., GaAsP):Teknologi AlInGaP menyediakan kecekapan bercahaya dan kecerahan yang jauh lebih tinggi, kestabilan suhu yang lebih baik, dan jangka hayat operasi yang lebih panjang.
• vs. LED Oren Penukar Fosfor:Sebagai semikonduktor pancaran langsung, ia menawarkan warna oren yang lebih tepu dan tulen (spektrum sempit pada ~605 nm panjang gelombang dominan) berbanding spektrum lebih luas jenis penukar fosfor. Ia juga biasanya mempunyai masa respons yang lebih pantas.
• Pakej Pandangan Samping vs. Pandangan Atas:Pembeza utama adalah arah pancaran cahaya. Pakej ini direka khas untuk memancarkan cahaya selari dengan PCB, menyelesaikan cabaran reka bentuk di mana ruang menegak adalah terhad atau di mana pencahayaan permukaan sisi diperlukan.

10. Soalan Lazim (FAQ)

10.1 Apakah perbezaan antara panjang gelombang puncak dan panjang gelombang dominan?

Panjang Gelombang Puncak (λP)adalah panjang gelombang fizikal di mana LED memancarkan kuasa optik paling banyak.Panjang Gelombang Dominan (λd)adalah nilai yang dikira berdasarkan persepsi warna manusia (carta CIE) yang paling mewakili warna yang kita lihat. Untuk LED monokromatik seperti oren ini, mereka sering hampir tetapi tidak sama.

10.2 Bolehkah saya memandu LED ini pada 20 mA secara berterusan?

Ya. Arus hadapan berterusan maksimum mutlak ialah 30 mA. Beroperasi pada 20 mA adalah dalam spesifikasi. Ingat untuk mengira semula nilai perintang pembatas arus yang diperlukan berdasarkan voltan hadapan pada 20 mA (yang mungkin sedikit lebih tinggi daripada pada 5 mA).

10.3 Mengapa pemandu arus malar disyorkan?

Voltan hadapan LED mempunyai pekali suhu negatif dan boleh berbeza dari unit ke unit. Sumber voltan malar dengan perintang bersiri menyediakan pembatasan arus asas, tetapi arus masih boleh hanyut dengan suhu. Sumber arus malar memastikan keluaran cahaya yang stabil dan melindungi LED daripada keadaan arus berlebihan tanpa mengira variasi VF.

10.4 Bagaimana saya mentafsir kod bin semasa membuat pesanan?

Kod bin (cth., L, M, N, P) menentukan julat keamatan bercahaya terjamin pada 5 mA. Untuk aplikasi yang memerlukan kecerahan seragam, nyatakan dan gunakan LED dari kod bin yang sama. Untuk aplikasi kurang kritikal, campuran mungkin boleh diterima.

11. Kajian Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

Senario: Lampu Latar Butang Taktil Terangkat pada Panel Peranti Perubatan.Penutup butang legap dengan ikon lutsinar, dan ia terletak 2mm di atas PCB. LED pandangan atas akan bersinar ke atas, membazirkan cahaya. LED pandangan sisi yang dipasang bersebelahan dengan butang boleh mengarahkan pancaran 130 darjahnya secara sisi ke tepi penutup butang, menerangi ikon dari dalam dengan cekap. Sudut pandangan yang luas memastikan pencahayaan sekata merentasi ikon. Warna oren memberikan petunjuk "siap sedia" atau "amaran" yang jelas. Pakej SMD membolehkan pemasangan padat dan profil rendah yang serasi dengan pengeluaran automatik dan proses pembersihan yang diperlukan untuk peralatan perubatan.

12. Pengenalan Prinsip Teknologi

LED ini berdasarkan bahan semikonduktor Aluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP) yang ditumbuhkan secara epitaksial pada substrat. Apabila voltan hadapan dikenakan, elektron dan lubang disuntik ke dalam kawasan aktif di mana mereka bergabung semula, membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Nisbah khusus aluminium, indium, dan galium dalam kekisi kristal menentukan tenaga jurang jalur, yang secara langsung mentakrifkan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, oren (~605-611 nm). Ciri "ultra-terang" dicapai melalui reka bentuk cip termaju dan pengekstrakan cahaya yang cekap dari bahan semikonduktor ke dalam pakej. Kesan pandangan sisi dicipta oleh geometri kanta acuan khusus yang menggunakan pantulan dalaman dan pembiasan untuk mengarahkan semula cahaya dari cip pancaran atas keluar melalui sisi pakej.

13. Trend dan Perkembangan Industri

Trend dalam LED penunjuk dan isyarat terus ke arah kecekapan lebih tinggi, pakej lebih kecil, dan kebolehpercayaan lebih besar. Teknologi AlInGaP matang tetapi terus melihat peningkatan beransur-ansur dalam keluaran lumen-per-watt. Terdapat juga penekanan yang semakin meningkat terhadap pembin warna tepat dan toleransi yang lebih ketat untuk aplikasi yang memerlukan konsistensi warna, seperti paparan warna penuh atau kelompok automotif. Penerimaan pakej pandangan sisi dan sudut tepat semakin meningkat dengan pengecilan elektronik, membolehkan penyelesaian lampu latar dan penunjuk status inovatif dalam reka bentuk terhad ruang. Tambahan pula, integrasi dengan pengawal atas papan (LED pintar) dan peningkatan keserasian dengan proses pematerian suhu tinggi adalah bidang pembangunan berterusan untuk memenuhi permintaan aplikasi automotif dan industri maju.