Kandungan
- 1. Gambaran Keseluruhan Produk
- 1.1 Kelebihan Teras dan Penentuan Kedudukan Produk
- 1.2 Pematuhan dan Spesifikasi Alam Sekitar
- 1.3 Pembuatan dan Keserasian
- 2. Parameter Teknikal: Tafsiran Objektif Mendalam
- 2.1 Had Maksimum Mutlak
- 2.2 Ciri-Ciri Elektro-Optik
- 3. Penjelasan Sistem Binning
- 3.1 Binning Keamatan Cahaya
- 3.2 Pengelompokan Panjang Gelombang Dominan
- 3.3 Pengelompokan Voltan Ke Hadapan
- 4. Analisis Lengkung Prestasi
- 4.1 Lengkung Arus vs Voltan (I-V)
- 4.2 Keamatan Cahaya vs Arus Hadapan (Iv-IF)
- 4.3 Taburan Spektrum
- 4.4 Kebergantungan Suhu
- 5. Maklumat Mekanikal dan Pakej
- 5.1 Package Dimensions
- 5.2 Polarity Identification
- 6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan
- 6.1 Profil Paterian Reflow
- 6.2 Langkah Berjaga-jaga Paterian Tangan
- 6.3 Penyimpanan dan Kepekaan Kelembapan
- 6.4 Reka Bentuk dan Tekanan Pemasangan
- 7. Maklumat Pembungkusan dan Pemesanan
- 7.1 Spesifikasi Pita dan Gegelung
- 7.2 Penjelasan Label
- 8. Cadangan Aplikasi
- 8.1 Senario Aplikasi Tipikal
- 8.2 Pertimbangan dan Nota Reka Bentuk
- 8.3 Sekatan Aplikasi
- 9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal
- 9.1 Kelebihan Pembezaan Utama
- 9.2 Pertimbangan Berbanding Pakej yang Lebih Besar
- 10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)
- 11. Reka Bentuk dan Kes Penggunaan Praktikal
- 11.1 Kajian Kes: Panel Penunjuk Status Kuasa Rendah
1. Gambaran Keseluruhan Produk
Siri 17-21 ialah diod pemancar cahaya (LED) peranti permukaan-pasang (SMD) padat yang menggunakan cip InGaN (Indium Gallium Nitride) untuk menghasilkan cahaya biru. Komponen ini direka untuk pembuatan elektronik automatik moden, menawarkan kelebihan ketara dalam penggunaan ruang papan dan kecekapan pemasangan berbanding pakej berlead tradisional.
1.1 Kelebihan Teras dan Penentuan Kedudukan Produk
Kelebihan utama LED SMD 17-21 ialah saiznya yang amat kecil. Saiz yang jauh lebih kecil berbanding LED jenis bingkai plumbum memberikan beberapa faedah utama kepada pereka dan pengeluar produk. Ia membolehkan reka bentuk papan litar bercetak (PCB) yang lebih kecil, yang amat penting untuk peranti elektronik padat moden. Tambahan pula, ia menyokong ketumpatan pembungkusan yang lebih tinggi, bermakna lebih banyak komponen boleh diletakkan pada satu papan, mengoptimumkan fungsi dalam ruang yang terhad. Ini juga bermakna keperluan ruang penyimpanan yang lebih rendah untuk kedua-dua komponen dan produk siap. Akhirnya, faktor-faktor ini menyumbang kepada pembangunan peralatan pengguna akhir yang lebih kecil, ringan dan mudah alih. Sifat ringan pakej SMD menjadikannya amat sesuai untuk aplikasi miniatur dan mudah alih di mana berat adalah faktor kritikal.
1.2 Pematuhan dan Spesifikasi Alam Sekitar
Produk ini direka dengan mengambil kira piawaian alam sekitar dan peraturan moden. Ia adalah komponen bebas Pb (bebas plumbum), selaras dengan sekatan global terhadap bahan berbahaya. Produk itu sendiri kekal mematuhi arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya). Ia juga mematuhi peraturan EU REACH (Pendaftaran, Penilaian, Kebenaran dan Sekatan Bahan Kimia). Selain itu, ia diklasifikasikan sebagai Bebas Halogen, dengan had ketat terhadap kandungan bromin (Br) dan klorin (Cl): kurang daripada 900 ppm untuk setiap satu secara individu, dan jumlah gabungan kurang daripada 1500 ppm untuk Br+Cl.
1.3 Pembuatan dan Keserasian
LED dibekalkan dalam pakej pita 8mm pada gegelung berdiameter 7 inci, yang merupakan piawaian untuk barisan pemasangan pick-and-place automatik berisipadu tinggi. Format pembungkusan ini memastikan keserasian dengan peralatan penempatan automatik, melancarkan proses pengeluaran. Komponen ini juga serasi dengan proses pateri refluks inframerah dan fasa wap standard, yang merupakan kaedah utama untuk memasang komponen SMD pada PCB. Ia adalah jenis satu warna, memancarkan cahaya dalam spektrum biru.
2. Parameter Teknikal: Tafsiran Objektif Mendalam
Bahagian ini memberikan analisis objektif terperinci mengenai parameter elektrik, optik dan terma yang ditakrifkan dalam datasheet, menerangkan kepentingannya untuk reka bentuk litar dan kebolehpercayaan.
2.1 Had Maksimum Mutlak
Absolute Maximum Ratings mentakrifkan had tekanan yang jika dilampaui boleh menyebabkan kerosakan kekal pada peranti. Ini bukan keadaan untuk operasi biasa tetapi ambang yang tidak boleh dilampaui sama sekali.
- Reverse Voltage (VR): 5V - Menggunakan voltan pincang songsang melebihi 5V boleh menyebabkan kerosakan simpang. Datasheet menyatakan dengan jelas bahawa peranti ini tidak direka untuk operasi songsang; penarafan VR hanya digunakan semasa keadaan ujian arus songsang (IR).
- Forward Current (IF): 10mA - Ini adalah arus terus DC hadapan maksimum yang disyorkan untuk operasi jangka panjang yang boleh dipercayai.
- Arus Hadapan Puncak (IFP): 40mA - Penarafan ini terpakai di bawah keadaan berdenyut dengan kitar tugas 1/10 pada 1 kHz. Ia menunjukkan peranti boleh mengendalikan denyut arus tinggi yang singkat, yang mungkin digunakan untuk skema kelipan kecerahan atau pemultipleksan.
- Penyerakan Kuasa (Pd): 40mW - Ini adalah kuasa maksimum yang boleh diserap oleh pakej sebagai haba pada suhu ambien (Ta) 25°C. Melebihi had ini berisiko menyebabkan pemanasan berlebihan dan degradasi dipercepatkan cip LED.
- Nyahcas Elektrostatik (ESD): 150V (HBM) - Ini menentukan voltan tahanan ESD Model Badan Manusia. Ia menunjukkan tahap kepekaan ESD yang sederhana; prosedur pengendalian yang betul (contohnya, stesen kerja dibumikan, gelang pergelangan tangan) adalah perlu untuk mengelakkan kerosakan daripada elektrik statik.
- Suhu Operasi (Topr): -40°C hingga +85°C - LED ini dinilai untuk berfungsi dengan betul dalam julat suhu ambien yang luas ini, sesuai untuk aplikasi pengguna, perindustrian, dan beberapa aplikasi automotif (tidak termasuk sistem kritikal keselamatan).
- Suhu Penyimpanan (Tstg): -40°C hingga +90°C - Peranti boleh disimpan tanpa kemerosotan dalam julat suhu ini apabila tidak dihidupkan.
- Suhu Paterian (Tsol):
- Paterian Refluks: Suhu puncak 260°C selama maksimum 10 saat.
- Paterian Tangan: Suhu hujung besi pemateri sehingga 350°C, maksimum 3 saat setiap terminal.
2.2 Ciri-Ciri Elektro-Optik
Parameter ini diukur pada keadaan ujian piawai Ta=25°C dan IF=5mA, melainkan dinyatakan sebaliknya. Ia mentakrifkan keluaran cahaya teras dan prestasi elektrik.
- Keamatan Bercahaya (Iv): 11.5 mcd (Min) hingga 28.5 mcd (Maks) - Ini adalah kecerahan yang dirasakan bagi LED seperti yang diukur dalam millicandelas. Julat yang luas menunjukkan variasi ketara antara unit individu, yang diuruskan melalui sistem pengelasan yang diterangkan kemudian. Nilai tipikal tidak dinyatakan dalam jadual.
- Sudut Pandangan (2θ1/2): 140° (Tipikal) - Sudut pandangan yang sangat lebar ini menunjukkan LED memancarkan cahaya merentasi hemisfera yang luas. Keamatan diukur pada sudut di mana ia menurun kepada separuh daripada nilai puncaknya (oleh itu 2θ1/2).
- Panjang Gelombang Puncak (λp): 468 nm (Tipikal) - Panjang gelombang di mana taburan kuasa spektrum cahaya yang dipancarkan berada pada tahap maksimum. Ini adalah sifat fizikal bahan semikonduktor InGaN.
- Panjang Gelombang Dominan (λd): 465.0 nm hingga 470.0 nm - Ini adalah panjang gelombang tunggal yang mata manusia anggap sepadan dengan warna cahaya LED. Ia adalah parameter utama untuk spesifikasi warna. Toleransi ialah ±1nm.
- Lebar Jalur Sinaran Spektrum (Δλ): 25 nm (Tipikal) - Ini mengukur lebar spektrum yang dipancarkan pada separuh kuasa maksimumnya (Full Width at Half Maximum - FWHM). Nilai 25nm adalah ciri LED InGaN biru, menunjukkan warna spektrum yang agak tulen.
- Forward Voltage (VF): 2.7V (Min) hingga 3.1V (Max) - Susut voltan merentasi LED apabila mengalirkan arus hadapan yang ditentukan (5mA). Parameter ini adalah penting untuk mereka bentuk litar penghad arus (biasanya perintang). Toleransi ialah ±0.1V.
- Reverse Current (IR): 50 μA (Max) - Arus bocor kecil yang mengalir apabila voltan songsang maksimum (5V) dikenakan. Ujian ini adalah untuk pencirian sahaja.
3. Penjelasan Sistem Binning
Untuk menguruskan variasi semula jadi dalam proses pembuatan, LED dikelaskan ke dalam kategori prestasi. Ini membolehkan pereka memilih komponen dengan ciri konsisten untuk aplikasi mereka.
3.1 Binning Keamatan Cahaya
LED disusun berdasarkan keamatan bercahaya yang diukur pada IF=5mA.
- Bin Code L: Minimum 11.5 mcd, Maximum 18.0 mcd.
- Bin Code MMinimum 18.0 mcd, Maximum 28.5 mcd.
Toleransi untuk keamatan cahaya ialah ±11%. Pereka yang memerlukan kecerahan yang lebih tinggi dan konsisten akan menentukan Bin M.
3.2 Pengelompokan Panjang Gelombang Dominan
LED disusun berdasarkan panjang gelombang dominan mereka untuk memastikan konsistensi warna.
- Bin Code X: Minimum 465.0 nm, Maksimum 470.0 nm.
Toleransi untuk panjang gelombang dominan ialah ±1nm. Semua unit berada dalam julat ketat 5nm, memastikan warna biru yang seragam.
3.3 Pengelompokan Voltan Ke Hadapan
LED disusun berdasarkan voltan hadapan pada IF=5mA. Ini penting untuk reka bentuk bekalan kuasa dan memastikan pengagihan arus yang seragam apabila berbilang LED disambung secara selari.
- Kod Bin 10: Minimum 2.7V, Maksimum 2.9V.
- Kod Bin 11: Minimum 2.9V, Maksimum 3.1V.
Toleransi untuk voltan hadapan ialah ±0.1V. Memilih LED dari bin voltan yang sama meminimumkan variasi kecerahan dalam susunan selari.
4. Analisis Lengkung Prestasi
Lembaran data merujuk kepada "Lengkung Ciri-Ciri Elektro-Optik Biasa." Walaupun graf khusus tidak disediakan dalam teks, kita boleh menyimpulkan kandungan dan kepentingan piawaiannya.
4.1 Lengkung Arus vs Voltan (I-V)
Lengkung I-V tipikal akan menunjukkan hubungan antara arus hadapan (IF) dan voltan hadapan (VF). Ia menunjukkan sifat eksponen diod. Lengkung ini membolehkan pereka menentukan VF untuk sebarang arus operasi yang diberikan dalam julat dinilai, yang penting untuk mengira nilai perintang pembatas arus bersiri yang betul: R = (Vsupply - VF) / IF.
4.2 Keamatan Cahaya vs Arus Hadapan (Iv-IF)
Lengkung ini menunjukkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus hadapan. Ia biasanya linear dalam suatu julat tetapi akan mencapai tepu pada arus yang lebih tinggi disebabkan kesan haba dan kecekapan. Graf ini membantu pereka memilih titik operasi yang mengimbangi kecerahan dengan penggunaan kuasa dan jangka hayat peranti.
4.3 Taburan Spektrum
Plot taburan spektrum akan menunjukkan kuasa optik relatif yang dipancarkan sebagai fungsi panjang gelombang. Ia akan berpusat di sekitar panjang gelombang puncak tipikal 468nm dengan FWHM kira-kira 25nm, mengesahkan keluaran biru monokromatik.
4.4 Kebergantungan Suhu
Lengkungan yang menunjukkan variasi voltan hadapan dan keamatan bercahaya dengan suhu simpang adalah kritikal untuk memahami prestasi dalam persekitaran sebenar. Biasanya, VF berkurangan dengan peningkatan suhu (pekali suhu negatif), manakala keamatan bercahaya juga berkurangan apabila suhu meningkat.
5. Maklumat Mekanikal dan Pakej
5.1 Package Dimensions
LED SMD 17-21 mempunyai tapak yang sangat padat. Dimensi utama (dalam mm) termasuk panjang badan 1.6, lebar 0.8, dan tinggi 0.6. Pakej ini mempunyai dua terminal boleh pateri (anod dan katod) di bahagian bawah. Tanda katod ditunjukkan di bahagian atas badan pakej untuk membolehkan orientasi kutub yang betul semasa pemasangan dan pemeriksaan. Semua toleransi yang tidak dinyatakan adalah ±0.1mm.
5.2 Polarity Identification
Kutub yang betul adalah penting untuk operasi LED. Pakej ini merangkumi penanda visual untuk mengenal pasti katod (terminal negatif). Ini biasanya merupakan titik hijau, takuk, atau sudut serong di bahagian atas badan LED. Reka bentuk tapak kaki PCB mesti selaras dengan penanda ini untuk memastikan sambungan elektrik yang betul.
6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan
Pengendalian dan paterian yang betul adalah kritikal untuk mengekalkan kebolehpercayaan dan prestasi LED SMD.
6.1 Profil Paterian Reflow
Profil reflow bebas plumbum yang disyorkan adalah seperti berikut:
- Pemanasan Awal: Naik dari suhu ambien ke 150-200°C dalam tempoh 60-120 saat.
- Rendam/Reflow: Masa di atas 217°C (suhu likuidus untuk pateri bebas Pb) hendaklah 60-150 saat. Suhu puncak tidak boleh melebihi 260°C, dan masa pada atau di atas 255°C tidak boleh melebihi 30 saat.
- Penyejukan: Kadar penyejukan maksimum hendaklah 6°C per saat.
- Penting: Paterian aliran semula tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali pada peranti yang sama.
6.2 Langkah Berjaga-jaga Paterian Tangan
Jika penyolderan tangan diperlukan, langkah berjaga-jaga yang ekstrem mesti diambil:
- Gunakan besi solder dengan suhu hujung kurang daripada 350°C.
- Panaskan setiap terminal selama maksimum 3 saat.
- Gunakan besi pemateri dengan kapasiti 25W atau kurang.
- Beri selang sekurang-kurangnya 2 saat antara pematerian setiap terminal untuk mengelakkan pengumpulan haba.
- Datasheet memberi amaran bahawa kerosakan sering berlaku semasa pematerian tangan.
6.3 Penyimpanan dan Kepekaan Kelembapan
LED dibungkus dalam beg penghalang tahan lembap dengan bahan pengering untuk mengelakkan penyerapan kelembapan atmosfera, yang boleh menyebabkan "popcorning" (retak pakej) semasa reflow.
- Jangan buka beg kalis lembap sehingga produk sedia untuk digunakan.
- Selepas dibuka: Simpan pada suhu ≤30°C dan Kelembapan Relatif ≤60%.
- Jangka Hayat Lantai: Guna dalam 168 jam (7 hari) selepas dibuka. LED yang tidak digunakan mesti dimeterai semula dalam bungkusan kalis lembap.
- PembakaranJika penunjuk desikan telah berubah warna atau jangka hayat lantai telah terlampaui, bakar LED pada 60 ±5°C selama 24 jam untuk mengeluarkan kelembapan sebelum pematerian.
6.4 Reka Bentuk dan Tekanan Pemasangan
- Had Arus: Perintang pembatas arus luaran adalah wajib. Ciri-ciri I-V eksponen LED bermakna peningkatan kecil dalam voltan menyebabkan peningkatan besar dalam arus, membawa kepada kegagalan serta-merta tanpa perintang.
- Tekanan Mekanikal: Jangan kenakan tekanan mekanikal pada LED semasa pemanasan (paterian) atau dengan meledingkan papan litar selepas pemasangan.
- Pembaikan: Baikpulih selepas pematerian tidak digalakkan. Jika tidak dapat dielakkan, gunakan besi pemateri berkepala dua untuk memanaskan kedua-dua terminal secara serentak dan angkat komponen tanpa memberi tekanan pada satu sisi. Sahkan ciri peranti selepas sebarang percubaan baikpulih.
7. Maklumat Pembungkusan dan Pemesanan
7.1 Spesifikasi Pita dan Gegelung
LED dibekalkan dalam pita pembawa timbul untuk pengendalian automatik.
- Lebar Pita Pembawa: 8mm.
- Diameter Gulung: 7 inci.
- Kuantiti per Gulung3000 keping.
- Dimensi terperinci untuk poket pita pembawa dan gegelung disediakan dalam lukisan lembaran data.
7.2 Penjelasan Label
Label gulung dan beg mengandungi maklumat kritikal untuk kebolehjejakan dan aplikasi yang betul:
- CPN: Nombor Produk Pelanggan (seperti yang ditetapkan oleh pembeli).
- P/N: Nombor Produk Pengilang.
- QTY: Kuantiti Pembungkusan (cth., 3000).
- CAT: Luminous Intensity Rank (e.g., L or M).
- HUE: Chromaticity Coordinates & Dominant Wavelength Rank (e.g., X).
- REFPeringkat Voltan Kehadapan (cth., 10 atau 11).
- LOT No: Nombor Lot Pembuatan untuk kebolehjejakan.
8. Cadangan Aplikasi
8.1 Senario Aplikasi Tipikal
Datasheet menyenaraikan beberapa aplikasi utama yang sesuai dengan ciri-ciri LED biru 17-21:
- Lampu Latar: Untuk papan pemuka instrumen, suis membran, dan panel kawalan yang memerlukan penunjuk kecil dan terang.
- Peralatan Telekomunikasi: Sebagai penunjuk status atau lampu latar untuk butang pada telefon, mesin faks, dan peralatan rangkaian.
- Pencahayaan Latar RataUntuk paparan LCD kecil, legenda suis, dan simbol, selalunya bersama panduan cahaya.
- Penggunaan Penunjuk AmUntuk sebarang aplikasi yang memerlukan lampu status atau penunjuk biru yang padat dan boleh dipercayai.
8.2 Pertimbangan dan Nota Reka Bentuk
- Litar Pemacu Arus: Sentiasa gunakan perintang bersiri. Kira berdasarkan VF maksimum dari bin (contohnya, 3.1V) untuk memastikan had arus yang mencukupi dalam keadaan paling teruk.
- Pengurusan Terma:
- Sudut Pandangan: Sudut pandangan 140° memberikan keterlihatan yang sangat luas, yang sangat baik untuk penunjuk panel tetapi mungkin memerlukan pandu cahaya atau penyebar jika pancaran yang lebih fokus dikehendaki.
- Perlindungan ESD: Laksanakan perlindungan ESD pada talian input jika LED disambungkan ke port yang boleh diakses pengguna, atau pastikan kawalan ESD yang ketat semasa pengendalian dan pemasangan.
8.3 Sekatan Aplikasi
Lembaran data termasuk penafian kritikal mengenai aplikasi kebolehpercayaan tinggi. Produk ini mungkin tidak sesuai untuk digunakan dalam:
- Sistem Ketenteraan/Aeroangkasa.
- Sistem Keselamatan/Keselamatan Automotif (cth., kawalan beg udara, lampu brek).
- Peralatan Perubatan Sokongan Hayat atau Penjagaan Kritikal.
Untuk aplikasi ini, komponen dengan kelayakan berbeza, toleransi yang lebih ketat, dan penarafan kebolehpercayaan yang lebih tinggi diperlukan. Pereka bentuk mesti menghubungi pengilang untuk membincangkan kesesuaian untuk sebarang aplikasi di luar penggunaan pengguna/industri standard.
9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal
Walaupun perbandingan langsung dengan produk lain tidak terdapat dalam lembaran data, kami secara objektif dapat menonjolkan pembeza utama siri 17-21 berdasarkan spesifikasinya.
9.1 Kelebihan Pembezaan Utama
- Pengecilan Melampau: Tapak 1.6x0.8mm adalah antara pakej LED SMD terkecil, membolehkan reka bentuk ultra padat.
- Sudut Pandangan Luas: Sudut pandangan 140° adalah sangat luas, memberikan keterlihatan luar paksi yang sangat baik berbanding banyak LED yang mempunyai pancaran lebih sempit.
- Pematuhan Bebas HalogenMemenuhi keperluan bebas halogen yang ketat, yang semakin penting untuk reka bentuk yang mesra alam dan peraturan pasaran tertentu.
- Pengelompokan KomprehensifMenawarkan pengelompokan untuk intensiti, panjang gelombang, dan voltan, membolehkan konsistensi tinggi dalam aplikasi pengeluaran besar-besaran.
9.2 Pertimbangan Berbanding Pakej yang Lebih Besar
Berbanding LED SMD yang lebih besar (contohnya, 3528, 5050):
- Kuasa Maksimum yang Lebih Rendah: Penarafan Pd 40mW adalah lebih rendah berbanding pakej yang lebih besar, mengehadkan kecerahan maksimum.
- Prestasi Terma: Saiz yang lebih kecil mungkin mempunyai rintangan terma yang lebih tinggi, menjadikan penyebaran haba lebih kritikal pada arus pemacu yang lebih tinggi.
- Kesukaran PengendalianSaiz yang kecil menjadikan prototaip dan kerja semula manual lebih mencabar.
10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)
Q1: Apakah nilai perintang yang perlu saya gunakan dengan bekalan kuasa 5V? A: Menggunakan VF maksimum 3.1V (Bin 11) dan arus sasaran 5mA: R = (5V - 3.1V) / 0.005A = 380 Ohm. Nilai piawai terdekat ialah 390 Ohm. Kira semula dengan VF minimum (2.7V) untuk menyemak arus: I = (5-2.7)/390 ≈ 5.9mA, yang adalah selamat. Perintang 390Ω adalah titik permulaan yang baik.
Q2: Bolehkah saya mengendalikan LED ini pada 20mA untuk kecerahan yang lebih tinggi? A: Tidak boleh. Had Maksimum Mutlak untuk arus hadapan berterusan (IF) ialah 10mA. Beroperasi pada 20mA akan melebihi had ini, mengurangkan jangka hayat dengan ketara dan berkemungkinan menyebabkan kegagalan serta-merta. Untuk kecerahan yang lebih tinggi, pilih LED yang dinilai untuk arus lebih tinggi atau gunakan operasi berdenyut dalam penarafan IFP (40mA pada kitar tugas 1/10).
Q3: LED berfungsi selepas pematerian tangan tetapi malap. Mengapa? A: Ini adalah tanda klasik kerosakan haba akibat haba atau masa pematerian yang berlebihan. Suhu tinggi boleh menurunkan kualiti cip semikonduktor atau ikatan wayar di dalam pakej. Sentiasa patuhi garis panduan pematerian tangan dengan ketat (maksimum 350°C, maksimum 3 saat setiap terminal).
Q4: Kumpulan LED saya mempunyai warna biru yang sedikit berbeza. Adakah ini normal? A: Ya, terdapat variasi semula jadi. Inilah sebabnya wujudnya bin Panjang Gelombang Dominan (HUE=X, 465-470nm). Untuk aplikasi yang memerlukan padanan warna yang sempurna (cth., paparan pelbagai LED), anda mesti nyatakan dan gunakan LED dari lot pembuatan yang sama dan pastikan pembekal anda menyediakan binning yang ketat.
11. Reka Bentuk dan Kes Penggunaan Praktikal
11.1 Kajian Kes: Panel Penunjuk Status Kuasa Rendah
Senario: Mereka bentuk panel kawalan padat dengan 12 penunjuk status berwarna biru. Ruang amat terhad, dan kecerahan/warna seragam adalah penting untuk pengalaman pengguna. Keputusan Reka Bentuk: Pemilihan Komponen: Pilih LED 17-21 kerana jejaknya yang minimum. Spesifikasi BinningPesan semua LED dari Bin M (keamatan lebih tinggi) dan Bin X untuk panjang gelombang. Tentukan semua dari bin voltan yang sama (contohnya, 10) untuk memastikan penggunaan arus yang konsisten dalam sambungan selari. Reka Bentuk LitarGunakan rel 5V. Dengan VF~2.8V (Bin 10 typ), pilih perintang 430Ω untuk ~5mA: (5-2.8)/0.005=440Ω, 430Ω adalah nilai piawai. Ini memberikan ~11-18 mcd setiap LED. Susun Atur PCB: Letakkan LED dengan orientasi yang konsisten berbanding tanda katod. Pastikan reka bentuk pad pateri sepadan dengan tapak kaki yang disyorkan dalam datasheet untuk mengelakkan tombstoning semasa proses reflow. Assembly: Gunakan profil reflow yang disediakan. Pastikan beg kekal tertutup sehingga barisan pengeluaran bersedia. Gunakan semua LED dalam tempoh 7 hari selepas gulungan dibuka. Hasil: Panel yang padat dan kelihatan profesional dengan penunjuk biru terang yang seragam, dicapai dengan konsisten melalui pematuhan terhadap parameter lembaran data.
Terminologi Spesifikasi LED
Penjelasan lengkap mengenai istilah teknikal LED
Prestasi Fotoelektrik
| Istilah | Unit/Representation | Penjelasan Ringkas | Mengapa Penting |
|---|---|---|---|
| Keberkesanan Bercahaya | lm/W (lumen per watt) | Output cahaya per watt elektrik, lebih tinggi bermakna lebih cekap tenaga. | Secara langsung menentukan gred kecekapan tenaga dan kos elektrik. |
| Luminous Flux | lm (lumen) | Jumlah cahaya yang dipancarkan oleh sumber, biasanya dipanggil "kecerahan". | Menentukan sama ada cahaya cukup terang. |
| Sudut Pandangan | ° (darjah), contohnya, 120° | Sudut di mana keamatan cahaya jatuh kepada separuh, menentukan lebar pancaran. | Mempengaruhi julat dan keseragaman pencahayaan. |
| CCT (Suhu Warna) | K (Kelvin), cth., 2700K/6500K | Kehangatan/kesejukan cahaya, nilai lebih rendah kekuningan/suam, nilai 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 yang memerlukan permintaan tinggi seperti pusat beli-belah, muzium. |
| SDCM | Langkah elips MacAdam, contohnya, "5-step" | Metrik konsistensi warna, langkah yang lebih kecil bermaksud warna yang lebih konsisten. | Memastikan warna seragam merentasi kumpulan LED yang sama. |
| Dominant Wavelength | nm (nanometer), contohnya, 620nm (merah) | Panjang gelombang yang sepadan dengan warna LED berwarna. | Menentukan warna hue bagi LED monokrom merah, kuning, hijau. |
| Taburan Spektrum | Lengkung panjang gelombang berbanding keamatan | Menunjukkan taburan keamatan merentasi panjang gelombang. | Mempengaruhi pemantulan 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 mestilah ≥Vf, voltan akan ditambah untuk LED bersiri. |
| Forward Current | If | Nilai arus untuk operasi LED normal. | Usually constant current drive, current determines brightness & lifespan. |
| Arus Denyut Maksimum | Ifp | Arus puncak yang boleh ditoleransi untuk tempoh masa singkat, digunakan untuk pendiayaan atau kelipan. | Pulse width & duty cycle must be strictly controlled to avoid damage. |
| Voltan Songsang | Vr | Voltan songsang maksimum yang boleh ditahan oleh LED, melebihi had ini boleh menyebabkan kerosakan. | Litar mesti menghalang sambungan songsang atau lonjakan voltan. |
| Thermal Resistance | Rth (°C/W) | Rintangan terhadap pemindahan haba dari cip ke pateri, semakin rendah semakin baik. | Rintangan haba yang tinggi memerlukan penyejukan haba yang lebih kuat. |
| Kekebalan ESD | V (HBM), cth., 1000V | Keupayaan menahan nyahcas elektrostatik, nilai lebih tinggi bermakna kurang terdedah. | Langkah anti-statik diperlukan dalam pengeluaran, terutamanya untuk LED sensitif. |
Pengurusan Terma & Reliability
| Istilah | Metrik Utama | Penjelasan Ringkas | Impak |
|---|---|---|---|
| Suhu Simpang | Tj (°C) | Suhu operasi sebenar di dalam cip LED. | Setiap pengurangan 10°C boleh menggandakan jangka hayat; terlalu tinggi menyebabkan penyusutan cahaya, perubahan warna. |
| Lumen Depreciation | L70 / L80 (jam) | Masa untuk kecerahan menurun kepada 70% atau 80% daripada nilai awal. | Secara langsung mentakrifkan "jangka hayat perkhidmatan" LED. |
| Penyelenggaraan Lumen | % (contohnya, 70%) | Peratusan kecerahan yang dikekalkan selepas tempoh masa. | Menunjukkan pengekalan kecerahan dalam penggunaan jangka panjang. |
| Color Shift | Δu′v′ atau elips MacAdam | Tahap perubahan warna semasa penggunaan. | Mempengaruhi konsistensi warna dalam adegan pencahayaan. |
| Thermal Aging | Degradasi bahan | Kemerosotan disebabkan suhu tinggi jangka panjang. | Boleh menyebabkan penurunan kecerahan, perubahan warna, atau kegagalan litar terbuka. |
Packaging & Materials
| Istilah | Jenis-Jenis Biasa | Penjelasan Ringkas | Features & Applications |
|---|---|---|---|
| Jenis Pakej | EMC, PPA, Seramik | Bahan perumahan melindungi cip, menyediakan antara muka optik/termal. | EMC: rintangan haba yang baik, kos rendah; Seramik: penyingkiran haba lebih baik, jangka hayat lebih panjang. |
| Struktur Cip | Depan, Cip Terbalik | Susunan elektrod cip. | Flip chip: penyejukan lebih baik, kecekapan lebih tinggi, untuk kuasa tinggi. |
| Salutan Fosfor | YAG, Silikat, Nitrida | Meliputi cip biru, menukar sebahagian kepada kuning/merah, campuran kepada putih. | Fosfor berbeza mempengaruhi keberkesanan, CCT, dan CRI. |
| Kanta/Optik | Rata, Mikrokanta, TIR | Struktur optik pada permukaan yang mengawal taburan cahaya. | Menentukan sudut pandangan dan lengkung taburan cahaya. |
Quality Control & Binning
| Istilah | Kandungan Pengelompokan | Penjelasan Ringkas | Tujuan |
|---|---|---|---|
| Luminous Flux Bin | Kod contohnya, 2G, 2H | Dikumpulkan mengikut kecerahan, setiap kumpulan mempunyai nilai lumen min/maks. | Memastikan kecerahan seragam dalam kumpulan yang sama. |
| Voltage Bin | Code e.g., 6W, 6X | Dikumpulkan mengikut julat voltan hadapan. | Memudahkan pemadanan pemacu, meningkatkan kecekapan sistem. |
| Color Bin | 5-step MacAdam ellipse | Dikumpulkan mengikut koordinat warna, memastikan julat yang ketat. | Menjamin konsistensi warna, mengelakkan warna tidak sekata dalam peranti. |
| CCT Bin | 2700K, 3000K dsb. | Dikumpulkan mengikut CCT, setiap satu mempunyai julat koordinat yang sepadan. | Memenuhi keperluan CCT untuk pelbagai situasi. |
Testing & Certification
| Istilah | Standard/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 | Anggarkan hayat dalam keadaan sebenar berdasarkan data LM-80. | Memberikan ramalan jangka hayat saintifik. |
| IESNA | Illuminating Engineering Society | Meliputi kaedah ujian optik, elektrik dan terma. | Asas ujian yang 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. |