Lembaran Data SMD LED LTSA-G6SPVAKTU - Amber AlInGaP - 140mA - 2.65V - 530mW - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memberikan spesifikasi teknikal lengkap untuk peranti permukaan-pasang (SMD) LED yang direka untuk aplikasi kebolehpercayaan tinggi. Komponen ini menggunakan bahan semikonduktor Aluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP) untuk menghasilkan pancaran cahaya amber, yang disalut dalam pakej kanta lutsinar. Ia direkabentuk untuk memenuhi keperluan ketat proses pemasangan elektronik moden dan persekitaran operasi yang mencabar.

1.1 Kelebihan Teras dan Pasaran Sasaran

Kelebihan reka bentuk utama LED ini termasuk keserasiannya dengan peralatan pemungut dan letak automatik serta proses pateri alir balik inframerah (IR) piawai, yang amat penting untuk pembuatan volum tinggi. Pakej ini mematuhi dimensi piawai EIA, memastikan kebolehgantian dan kemudahan integrasi ke dalam susun atur PCB sedia ada. Kelayakan utamanya terhadap piawaian AEC-Q101, Semakan D, menekankan kesesuaiannya untuk elektronik automotif, khususnya menyasarkan aplikasi aksesori bukan kritikal dalam kenderaan. Komponen ini juga mematuhi arahan Sekatan Bahan Berbahaya (RoHS).

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

Prestasi LED ditakrifkan di bawah keadaan elektrik, optik dan terma tertentu, biasanya diukur pada suhu ambien (Ta) 25°C.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini mentakrifkan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di bawah keadaan ini tidak dijamin. Had utama termasuk penyerakan kuasa maksimum 530mW, arus hadapan puncak 400mA (di bawah keadaan berdenyut dengan kitar tugas 1/10 dan lebar denyut 0.1ms), dan julat arus hadapan DC berterusan dari 5mA hingga 200mA. Peranti ini dinilai untuk julat suhu operasi dan penyimpanan -40°C hingga +110°C. Ia boleh menahan Nyahcas Elektrostatik (ESD) sehingga 2kV mengikut Model Badan Manusia (HBM, Kelas 2 mengikut ANSI/ESDA/JEDEC JS-001). Pakej ini boleh bertahan pateri alir balik inframerah pada suhu puncak 260°C sehingga 10 saat, yang merupakan piawai untuk proses pemasangan bebas plumbum (Pb-free).

2.2 Ciri-ciri Terma

Pengurusan terma adalah penting untuk prestasi dan jangka hayat LED. Rintangan terma dari simpang semikonduktor ke udara ambien (RθJA) biasanya 50°C/W apabila dipasang pada PCB FR4 piawai dengan ketebalan 1.6mm dan pad kuprum 16mm². Rintangan terma dari simpang ke titik pateri (RθJS) biasanya 30°C/W, menyediakan laluan yang lebih langsung untuk penyerakan haba ke dalam papan litar. Suhu simpang maksimum yang dibenarkan (Tj) ialah 125°C. Melebihi suhu ini akan mempercepatkan degradasi output cahaya dan boleh menyebabkan kegagalan katastrofik.

2.3 Ciri-ciri Elektrik dan Optik

Ini adalah parameter prestasi tipikal yang diukur di bawah keadaan ujian piawai (IF = 140mA, Ta=25°C). Keamatan bercahaya (Iv) berjulat dari minimum 7.1 candela (cd) hingga maksimum 11.2 cd. Taburan ruang cahaya dicirikan oleh sudut pandangan lebar (2θ½) 120 darjah, bermakna keamatan bercahaya adalah separuh daripada nilai puncaknya pada ±60 darjah dari paksi pusat. Pancaran cahaya memuncak pada panjang gelombang (λP) kira-kira 625 nanometer (nm). Panjang gelombang dominan (λd), yang mentakrifkan warna yang dilihat, ditentukan antara 612 nm dan 624 nm. Lebar jalur spektrum (Δλ), yang menunjukkan ketulenan warna, biasanya 18 nm. Voltan hadapan (VF) yang diperlukan untuk menggerakkan LED pada 140mA berjulat dari 1.90V hingga 2.65V. Arus bocor songsang (IR) biasanya 10 μA apabila bias songsang 12V dikenakan, walaupun peranti ini tidak direka untuk beroperasi dalam bias songsang.

3. Penjelasan Sistem Peringkat Bin

Untuk memastikan konsistensi dalam aplikasi, LED disusun ke dalam bin prestasi berdasarkan parameter utama selepas pembuatan. Kod bin, yang dicetak pada label produk, mengikut format: Kedudukan Vf / Kedudukan Iv / Kedudukan Wd (contohnya, F/EA/3).

3.1 Pembinanan Voltan Hadapan (Vf)

LED dikategorikan kepada lima bin voltan (C hingga G) berdasarkan kejatuhan voltan hadapan pada 140mA. Bin C meliputi 1.90V hingga 2.05V, Bin D: 2.05V hingga 2.20V, Bin E: 2.20V hingga 2.35V, Bin F: 2.35V hingga 2.50V, dan Bin G: 2.50V hingga 2.65V. Setiap bin mempunyai toleransi ±0.1V. Ini membolehkan pereka memilih LED dengan keperluan voltan yang konsisten untuk litar pengawal arus.

3.2 Pembinanan Keamatan Bercahaya (Iv)

Output cahaya disusun kepada dua bin keamatan. Bin EA mempunyai julat keamatan 7.1 cd hingga 9.0 cd (bersamaan 20.0 hingga 25.2 lumen), manakala Bin EB berjulat dari 9.0 cd hingga 11.2 cd (25.2 hingga 31.3 lumen). Toleransi untuk setiap bin keamatan ialah ±11%. Pembinanan ini memastikan kecerahan seragam dalam aplikasi yang memerlukan pelbagai LED.

3.3 Pembinanan Panjang Gelombang Dominan (Wd)

Warna (panjang gelombang dominan) disusun kepada tiga bin untuk mengekalkan konsistensi warna. Bin 2: 612 nm hingga 616 nm, Bin 3: 616 nm hingga 620 nm, dan Bin 4: 620 nm hingga 624 nm. Toleransi untuk setiap bin panjang gelombang ialah ±1 nm. Ini adalah kritikal untuk aplikasi di mana padanan warna tepat diperlukan, seperti dalam kelompok penunjuk atau lampu latar.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Data grafik memberikan pemahaman yang lebih mendalam tentang tingkah laku peranti di bawah pelbagai keadaan.

4.1 Keamatan Bercahaya Relatif vs. Arus Hadapan

Lengkung ciri menunjukkan hubungan antara arus hadapan (IF) dan keamatan bercahaya relatif. Output cahaya meningkat dengan arus tetapi secara tidak linear. Beroperasi dengan ketara di atas arus yang disyorkan (contohnya, 200mA) mungkin menghasilkan pulangan yang berkurangan dalam output cahaya sambil meningkatkan penjanaan haba secara drastik dan mempercepatkan degradasi. Lengkung ini menekankan kepentingan pemanduan arus yang betul, biasanya melalui sumber arus malar atau perintang pembatas arus.

4.2 Voltan Hadapan vs. Arus Hadapan

Lengkung IV ini menggambarkan hubungan eksponen diod antara voltan dan arus. Voltan "lutut", di mana arus mula meningkat dengan cepat, adalah ciri sistem bahan AlInGaP. Lengkung ini penting untuk mereka bentuk litar pemanduan, memastikan ruang kepala voltan yang mencukupi dari bekalan kuasa untuk mencapai arus operasi yang diingini merentasi julat VF yang ditentukan dan variasi suhu.

4.3 Taburan Ruang (Corak Radiasi)

Gambar rajah kutub menggambarkan corak radiasi ruang, mengesahkan sudut pandangan 120 darjah. Corak ini biasanya Lambertian atau hampir Lambertian, bermakna keamatan adalah berkadar dengan kosinus sudut pandangan. Taburan yang luas dan sekata ini adalah ideal untuk aplikasi yang memerlukan pencahayaan kawasan luas atau kebolehlihatan sudut lebar, seperti penunjuk status.

5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

5.1 Dimensi Pakej dan Polarity

LED ini mematuhi tapak kaki SMD piawai. Lukisan mekanikal terperinci menentukan panjang, lebar, ketinggian, jarak plumbum, dan toleransi keseluruhan (biasanya ±0.2mm). Adalah penting untuk ambil perhatian bahawa bingkai plumbum anod juga berfungsi sebagai penyerap haba utama untuk peranti. Reka bentuk pad PCB yang betul mesti disambungkan ke pad anod ini untuk memudahkan penyerapan haba yang berkesan. Katod biasanya dikenal pasti oleh penanda visual, seperti takik atau tanda hijau pada pakej.

5.2 Susun Atur Pad Lekatan PCB yang Disyorkan

Satu rajah menunjukkan reka bentuk pad kuprum optimum pada papan litar bercetak untuk pateri alir balik inframerah. Susun atur ini memastikan pembentukan sendi pateri yang boleh dipercayai, pemindahan haba yang betul dari penyerap haba LED (anod) ke PCB, dan meminimumkan risiko "tombstoning" (satu hujung terangkat semasa alir balik). Saiz dan bentuk pad direka untuk sepadan dengan bingkai plumbum untuk kebolehpaterian dan kekuatan mekanikal maksimum.

6. Panduan Pateri, Pemasangan dan Pengendalian

6.1 Profil Pateri Alir Balik IR

Graf suhu-masa terperinci menentukan profil alir balik yang disyorkan untuk pes pateri bebas plumbum, mengikut J-STD-020. Parameter utama termasuk kadar kenaikan suhu pemanasan awal, masa dan suhu rendaman, masa di atas likuidus (TAL), suhu puncak (tidak melebihi 260°C), dan kadar penyejukan. Mematuhi profil ini adalah penting untuk mencegah kejutan terma, pengelupasan, atau kecacatan sendi pateri sambil memastikan peranti sensitif lembapan (MSL Tahap 2) diproses dengan betul.

6.2 Penyimpanan dan Kepekaan Lembapan

LED dikelaskan sebagai Tahap Kepekaan Lembapan (MSL) 2 mengikut JEDEC J-STD-020. Dalam beg penghalang lembapan tertutup dengan penyerap lembapan, ia mempunyai jangka hayat satu tahun apabila disimpan pada ≤30°C dan ≤70% RH. Sebaik sahaja beg dibuka, komponen mesti digunakan dalam jangka hayat lantai yang ditentukan (biasanya 168 jam untuk MSL2 pada ≤30°C/60% RH) atau dibakar semula (contohnya, 60°C selama 48 jam) sebelum alir balik untuk mencegah kerosakan "popcorning" daripada lembapan yang diserap mengewap semasa pateri.

6.3 Pembersihan

Jika pembersihan selepas pateri diperlukan, hanya pelarut yang ditentukan harus digunakan. Merendam LED dalam etil alkohol atau isopropil alkohol pada suhu bilik selama kurang daripada satu minit boleh diterima. Bahan kimia keras atau tidak ditentukan boleh merosakkan kanta epoksi atau tanda pada pakej.

7. Spesifikasi Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Pembungkusan Pita dan Gegelung

Untuk pemasangan automatik, LED dibekalkan dalam pita pembawa timbul, dimeterai dengan pita penutup. Dimensi pita, saiz poket, dan arah suapan ditentukan mengikut piawaian EIA-481. Komponen dililit ke gegelung diameter 7 inci (178mm) piawai. Satu gegelung penuh mengandungi 1000 keping. Gegelung separa (baki) mempunyai kuantiti pesanan minimum 500 keping. Spesifikasi pembungkusan juga menentukan bilangan maksimum poket kosong berturut-turut yang dibenarkan (dua).

7.2 Dimensi Gegelung

Lukisan mekanikal terperinci diameter hab gegelung, diameter flens, lebar keseluruhan, dan ciri penguncian untuk memastikan keserasian dengan peralatan suapan SMT piawai.

8. Garis Panduan Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

8.1 Senario Aplikasi Sasaran

Domain aplikasi utama ialah elektronik automotif, khususnya untuk fungsi aksesori. Ini termasuk pencahayaan dalaman, lampu latar papan pemuka untuk penunjuk bukan kritikal, pencahayaan konsol tengah, dan aplikasi isyarat bukan keselamatan-kritikal lain dalam kenderaan. Kelayakan AEC-Q101nya memberikan jaminan untuk suhu, kelembapan, dan tekanan operasi tipikal dalam persekitaran automotif.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Pemanduan Arus:Sentiasa gunakan pemandu arus malar atau perintang pembatas arus bersiri. Kira nilai perintang berdasarkan voltan bekalan kuasa (Vcc), voltan hadapan maksimum LED (VF maks dari bin), dan arus operasi yang diingini (IF). Gunakan formula: R = (Vcc - VF) / IF. Pastikan penarafan kuasa perintang mencukupi (P = (Vcc - VF) * IF).
• Pengurusan Terma:Anod ialah pad terma. Reka bentuk PCB dengan tuangan kuprum yang mencukupi disambungkan ke pad ini untuk bertindak sebagai penyerap haba. Untuk operasi arus tinggi atau suhu ambien tinggi, via terma ke lapisan dalam atau bawah boleh meningkatkan penyerapan haba dengan ketara dan mengekalkan suhu simpang yang lebih rendah.
• Perlindungan ESD:Walaupun dinilai untuk 2kV HBM, melaksanakan diod perlindungan ESD pada talian input sensitif atau menggunakan amalan pengendalian konduktif di kawasan pemasangan adalah disyorkan untuk meningkatkan kebolehpercayaan.
• Reka Bentuk Optik:Sudut pandangan 120 darjah memberikan liputan luas. Untuk cahaya fokus, optik sekunder luaran (kanta) mungkin diperlukan. Kanta lutsinar sesuai untuk aplikasi di mana warna cip amber sebenar dikehendaki.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan LED lubang-lalui piawai, komponen SMD ini menawarkan kelebihan ketara: tapak kaki yang jauh lebih kecil, profil lebih rendah untuk reka bentuk nipis, kesesuaian lebih baik untuk pemasangan automatik, dan prestasi terma yang lebih baik melalui PCB. Dalam segmen LED amber SMD, pembeza utama adalah kelayakan AEC-Q101 eksplisitnya untuk kegunaan automotif, sudut pandangan lebar 120 darjah, dan sistem pembinanan terperinci untuk konsistensi warna dan keamatan. Penggunaan teknologi AlInGaP biasanya menawarkan kecekapan lebih tinggi dan kestabilan suhu lebih baik berbanding teknologi lama seperti GaAsP untuk warna amber.

10. Soalan Lazim (FAQ)

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

Panjang gelombang puncak (λP) ialah panjang gelombang tunggal di mana taburan kuasa spektrum adalah maksimum. Panjang gelombang dominan (λd) diperoleh daripada gambar rajah kromatisiti CIE dan mewakili panjang gelombang tunggal cahaya monokromatik tulen yang akan sepadan dengan warna yang dilihat LED. λd lebih relevan untuk spesifikasi warna dalam aplikasi.

10.2 Bolehkah saya menggerakkan LED ini dengan bekalan 3.3V tanpa perintang?

Tidak. Voltan hadapan berjulat sehingga 2.65V. Menyambungkannya terus ke sumber 3.3V akan memaksa arus yang hanya dihadkan oleh rintangan dinamik diod dan rintangan dalaman sumber, berkemungkinan melebihi penarafan arus maksimum mutlak dan memusnahkan LED serta-merta. Perintang pembatas arus atau pengawal selia sentiasa diperlukan.

10.3 Adakah LED ini sesuai untuk aplikasi keselamatan-kritikal seperti lampu brek atau isyarat belok?

Lembaran data secara eksplisit menyatakan ia bertujuan untuk "aplikasi aksesori" dan menasihati untuk berunding dengan pengilang untuk aplikasi di mana kegagalan boleh membahayakan keselamatan. Untuk fungsi keselamatan-kritikal seperti isyarat luaran, komponen dengan kelayakan yang lebih ketat (contohnya, AEC-Q102 untuk LED diskret) dan kemungkinan gred kebolehpercayaan berbeza harus dipilih.

10.4 Bagaimanakah saya mentafsir kod bin F/EA/3 pada label?

Ini menunjukkan subset prestasi tertentu: F = Voltan Hadapan antara 2.35V dan 2.50V. EA = Keamatan Bercahaya antara 7.1 cd dan 9.0 cd. 3 = Panjang Gelombang Dominan antara 616 nm dan 620 nm. Ini membolehkan padanan tepat LED dalam satu kelompok pengeluaran atau projek.

11. Contoh Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Senario:Mereka bentuk penunjuk status untuk tombol kawalan infotainmen automotif. Penunjuk mesti boleh dilihat dari sudut lebar, beroperasi dari sistem 12V kenderaan (dikawal selia kepada 5V secara tempatan), dan mengekalkan warna dan kecerahan yang konsisten.

Pelaksanaan:

1. Pemilihan:Pilih LED dari Bin F/EB/3 untuk kecerahan lebih tinggi (EB) dan warna oren-amber konsisten (Bin 3). Bin voltan (F) dicatat untuk reka bentuk pemandu.
2. Skematik:Gunakan landasan 5V. Kira perintang bersiri: R = (5V - 2.5V_maks) / 0.14A ≈ 17.9Ω. Pilih perintang piawai 18Ω dengan penarafan kuasa sekurang-kurangnya (5V-2.5V)*0.14A = 0.35W; perintang 0.5W adalah disyorkan.
3. Susun Atur PCB:Reka bentuk tapak kaki mengikut susun atur pad yang disyorkan. Sambungkan pad anod ke tuangan kuprum besar pada lapisan atas, dijahit dengan pelbagai via terma ke satah bumi dalaman untuk penyerapan haba. Letakkan perintang pembatas arus berhampiran LED.
4. Pemasangan:Ikuti profil alir balik IR yang ditentukan. Pastikan gegelung digunakan dalam jangka hayat lantainya selepas membuka beg penghalang lembapan.
5. Keputusan:Penunjuk amber sudut lebar yang boleh dipercayai, konsisten cerah, sesuai untuk persekitaran kabin automotif.

12. Pengenalan Prinsip Teknologi

LED ini berdasarkan bahan semikonduktor Aluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP) yang ditumbuhkan pada substrat. Apabila voltan hadapan dikenakan, elektron dan lubang disuntik ke kawasan aktif di mana mereka bergabung semula, membebaskan tenaga dalam bentuk foton. Nisbah spesifik aluminium, indium, dan galium dalam kekisi kristal menentukan tenaga jurang jalur, yang secara langsung sepadan dengan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, amber (~615nm). Salutan epoksi lutsinar melindungi die semikonduktor, bertindak sebagai kanta untuk membentuk output cahaya, dan mungkin mengandungi fosfor atau pewarna (walaupun untuk LED AlInGaP amber tulen, ia biasanya lutsinar). Plumbum anod dan katod menyediakan sambungan elektrik dan lekatan mekanikal, dengan bingkai anod direka untuk mengalirkan haba dari simpang aktif dengan cekap.

13. Trend dan Perkembangan Industri

Trend umum dalam SMD LED untuk aplikasi automotif dan perindustrian adalah ke arah kecekapan lebih tinggi (lebih lumen per watt), ketumpatan kuasa meningkat, kebolehpercayaan diperbaiki di bawah keadaan suhu dan kelembapan lebih keras, dan konsistensi warna dipertingkatkan melalui pembinanan lebih ketat. Terdapat juga dorongan ke arah peminiaturan sambil mengekalkan atau meningkatkan prestasi terma. Penerimaan bahan dan teknik pembungkusan maju, seperti reka bentuk flip-chip dan substrat seramik, terus menolak sempadan ini. Tambahan pula, integrasi dengan pemandu dan litar kawalan ke dalam modul "LED pintar" adalah trend baru untuk sistem pencahayaan kompleks. Komponen yang diterangkan di sini mewakili penyelesaian matang dan boleh dipercayai dalam ekosistem optoelektronik permukaan-pasang yang lebih luas, mengimbangi prestasi, kos, dan kebolehpembuatan untuk aplikasi sasarannya.