Spesifikasi LED SMD 0201 Biru - Dimensi 0.6x0.3x0.25mm - Voltan 2.8-3.8V - Kuasa 80mW - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk Peranti Permukaan-Pasang (SMD) Diod Pemancar Cahaya (LED) mini dalam saiz pakej 0201. Komponen ini direka untuk pemasangan papan litar bercetak (PCB) automatik dan amat sesuai untuk aplikasi yang mempunyai ruang terhad. LED ini memancarkan cahaya biru menggunakan bahan semikonduktor InGaN (Indium Gallium Nitride), dengan kanta jernih-air untuk output cahaya yang optimum.

1.1 Kelebihan Teras dan Sasaran Pasaran

Kelebihan utama LED ini termasuklah saiznya yang amat padat, keserasian dengan peralatan penempatan automatik volum tinggi, dan kesesuaian untuk proses pematerian alir balik inframerah (IR) bebas plumbum. Ia direka untuk mematuhi pematuhan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya). Aplikasi sasarannya merangkumi pelbagai elektronik pengguna dan perindustrian, termasuk tetapi tidak terhad kepada penunjuk status, lampu latar untuk panel hadapan dan kekunci, luminari isyarat dalam peralatan telekomunikasi, peranti automasi pejabat, peralatan rumah, dan papan tanda dalaman. Saiz mini menjadikannya amat berharga dalam peranti mudah alih seperti telefon pintar, tablet, dan teknologi boleh pakai.

2. Parameter Teknikal: Tafsiran Objektif Mendalam

Bahagian ini memberikan pecahan terperinci tentang had operasi dan ciri prestasi LED di bawah keadaan ujian piawai.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan Maksimum Mutlak menentukan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Penarafan ini dinyatakan pada suhu ambien (Ta) 25°C. Arus terus hadapan (IF) maksimum berterusan ialah 20 mA. Arus hadapan puncak yang lebih tinggi iaitu 100 mA dibenarkan tetapi hanya di bawah keadaan berdenyut dengan kitar tugas 1/10 dan lebar denyut 0.1 ms. Penyerakan kuasa maksimum ialah 80 mW. Peranti ini dinilai untuk beroperasi dalam julat suhu -40°C hingga +85°C dan boleh disimpan dalam persekitaran dari -40°C hingga +100°C.

2.2 Ciri Elektro-Optik

Ciri Elektro-Optik diukur pada Ta=25°C dengan arus hadapan (IF) 20 mA, melainkan dinyatakan sebaliknya. Keamatan bercahaya (Iv) mempunyai julat tipikal dari 90.0 mcd hingga 224.0 mcd, diukur menggunakan sensor yang ditapis untuk sepadan dengan lengkung tindak balas mata fotopik CIE. Sudut pandangan (2θ1/2), ditakrifkan sebagai sudut penuh di mana keamatan jatuh kepada separuh nilai paksi, biasanya 110 darjah, menunjukkan corak pandangan yang luas. Panjang gelombang pancaran puncak (λp) berpusat pada 468 nm. Panjang gelombang dominan (λd), yang menentukan warna yang dilihat, berjulat dari 465 nm hingga 475 nm. Lebar jalur spektrum (Δλ) adalah kira-kira 25 nm. Voltan hadapan (VF) yang diperlukan untuk menggerakkan 20 mA melalui LED biasanya jatuh antara 2.8 V dan 3.8 V. Arus songsang (IR) dinyatakan maksimum 10 μA pada voltan songsang (VR) 5V; adalah kritikal untuk ambil perhatian bahawa peranti ini tidak direka untuk beroperasi di bawah pincang songsang.

3. Penjelasan Sistem Pembin

Untuk memastikan konsistensi dalam pengeluaran, LED disusun ke dalam bin berdasarkan parameter utama. Ini membolehkan pereka memilih komponen yang memenuhi keperluan khusus untuk warna, kecerahan, dan tingkah laku elektrik.

3.1 Pembin Voltan Hadapan (VF)

LED dikategorikan kepada lima bin voltan (D7 hingga D11). Setiap bin mewakili julat 0.2 V, bermula dari 2.8-3.0 V (D7) sehingga 3.6-3.8 V (D11). Toleransi dalam setiap bin ialah ±0.10 V. Pembin ini membantu dalam mereka bentuk litar pemacu arus yang stabil, terutamanya apabila berbilang LED disambung secara bersiri.

3.2 Pembin Keamatan Bercahaya (IV)

Output bercahaya disusun ke dalam empat bin keamatan: Q2 (90.0-112.0 mcd), R1 (112.0-140.0 mcd), R2 (140.0-180.0 mcd), dan S1 (180.0-224.0 mcd). Toleransi untuk setiap bin keamatan ialah ±11%. Ini membolehkan pemilihan berdasarkan keperluan kecerahan aplikasi, memastikan konsistensi visual dalam tatasusunan berbilang LED.

3.3 Pembin Panjang Gelombang Dominan (WD)

Warna (panjang gelombang dominan) dikawal melalui dua bin: AC (465.0-470.0 nm) dan AD (470.0-475.0 nm). Toleransi untuk setiap bin panjang gelombang ialah ±1 nm. Kawalan ketat ini adalah penting untuk aplikasi di mana titik warna khusus atau pencampuran warna diperlukan.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Walaupun lengkung grafik khusus dirujuk dalam datasheet (cth., Rajah 1 untuk taburan spektrum, Rajah 5 untuk sudut pandangan), implikasi tipikalnya dianalisis di sini. Ciri arus hadapan vs. voltan hadapan (I-V) akan menunjukkan hubungan eksponen tipikal diod. Keamatan bercahaya secara amnya berkadar dengan arus hadapan dalam julat operasi yang ditentukan. Panjang gelombang pancaran puncak mungkin menunjukkan anjakan negatif sedikit dengan peningkatan suhu simpang, bermaksud cahaya biru mungkin menjadi sangat sedikit lebih pendek panjang gelombangnya apabila peranti memanas. Lengkung sudut pandangan luas 110 darjah menunjukkan corak pancaran hampir-Lambertian, memberikan kebolehlihatan luar paksi yang baik.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

LED ini mematuhi garis besar pakej piawai EIA 0201. Dimensi utama termasuk panjang badan tipikal 0.6 mm, lebar 0.3 mm, dan ketinggian 0.25 mm. Semua toleransi dimensi ialah ±0.2 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Pakej ini mempunyai dua terminal anod/katod untuk pemasangan permukaan.

5.2 Pad Lekapan PCB yang Disyorkan

Corak landasan direka bentuk disediakan untuk pematerian yang boleh dipercayai. Susun atur pad yang disyorkan dioptimumkan untuk proses alir balik inframerah atau fasa wap, memastikan pembentukan fillet pateri yang betul dan kestabilan mekanikal. Pematuhan kepada corak ini adalah penting untuk mengelakkan "tombstoning" (komponen berdiri pada satu hujung) semasa alir balik, terutamanya untuk komponen kecil seperti ini.

5.3 Pengenalpastian Polarity

Polariti mesti diperhatikan semasa pemasangan. Datasheet harus dirujuk untuk penandaan khusus atau struktur die dalaman yang mengenal pasti katod. Sambungan polariti yang salah akan menghalang LED daripada menyala dan penggunaan voltan songsang melebihi penarafan maksimum boleh merosakkan peranti.

6. Panduan Pematerian dan Pemasangan

6.1 Profil Pematerian Alir Balik IR

Profil alir balik yang dicadangkan mematuhi J-STD-020B untuk proses bebas plumbum (Pb-free) disediakan. Parameter utama termasuk zon pemanasan awal (biasanya 150-200°C sehingga 120 saat), kenaikan terkawal ke suhu puncak tidak melebihi 260°C, dan masa di atas likuidus (TAL) yang sesuai untuk pes pateri yang digunakan. Jumlah masa pada suhu puncak harus dihadkan kepada maksimum 10 saat. Ditekankan bahawa profil optimum bergantung pada reka bentuk PCB khusus, pes pateri, dan ketuhar, jadi pencirian peringkat papan adalah disyorkan.

6.2 Pematerian Tangan

Jika pematerian tangan diperlukan, penjagaan yang amat sangat mesti diambil. Suhu hujung besi pemateri tidak boleh melebihi 300°C, dan masa sentuhan dengan terminal LED harus dihadkan kepada maksimum 3 saat untuk satu peristiwa pematerian sahaja. Haba berlebihan boleh merosakkan die semikonduktor atau pakej plastik.

6.3 Keadaan Penyimpanan dan Pengendalian

LED adalah sensitif kepada kelembapan. Apabila disimpan dalam beg kalis lembap asal yang dimeterai dengan bahan pengering, ia harus disimpan pada ≤30°C dan ≤70% Kelembapan Relatif (RH) dan digunakan dalam tempoh satu tahun. Setelah beg dibuka, "jangka hayat lantai" ialah 168 jam (7 hari) di bawah keadaan ≤30°C dan ≤60% RH. Komponen yang terdedah melebihi masa ini memerlukan prosedur pembakaran (kira-kira 60°C selama sekurang-kurangnya 48 jam) untuk mengeluarkan kelembapan yang diserap sebelum alir balik untuk mengelakkan "popcorning" atau retakan pakej semasa pematerian.

6.4 Pembersihan

Jika pembersihan selepas pematerian 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. Penggunaan bahan kimia yang tidak ditentukan atau agresif boleh merosakkan bahan pakej, kanta, atau ikatan dalaman.

7. Pembungkusan dan Maklumat Pesanan

7.1 Spesifikasi Pita dan Gegelung

LED dibekalkan dibungkus untuk pemasangan automatik. Ia dipasang dalam pita pembawa timbul lebar 12 mm. Pita ini dililit ke gegelung diameter piawai 7 inci (178 mm). Setiap gegelung penuh mengandungi 4000 keping. Untuk kuantiti kurang daripada gegelung penuh, kuantiti pek minimum 500 keping tersedia. Pembungkusan mematuhi spesifikasi ANSI/EIA-481.

7.2 Tafsiran Nombor Bahagian

Nombor bahagian biasanya mengkodkan atribut utama. Walaupun konvensyen penamaan penuh mungkin proprietari, ia secara amnya termasuk saiz pakej (0201), warna (Biru, ditunjukkan oleh "B"), dan berpotensi kod bin prestasi. Produk tepat dikenal pasti oleh nombor bahagian penuh seperti yang disenaraikan dalam pengepala datasheet.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Litar Aplikasi Tipikal

LED mesti didorong dengan sumber arus malar, bukan voltan malar, untuk operasi yang stabil dan boleh dipercayai. Perintang bersiri ringkas adalah kaedah had arus yang paling biasa. Nilai perintang (R) dikira sebagai R = (Vsupply - VF) / IF, di mana VF ialah voltan hadapan dari datasheet (menggunakan nilai maksimum untuk reka bentuk konservatif) dan IF ialah arus hadapan yang dikehendaki (cth., 20 mA). Sebagai contoh, dengan bekalan 5V dan VF 3.8V, R = (5 - 3.8) / 0.02 = 60 Ω. Perintang nilai piawai 62 Ω atau 68 Ω akan sesuai. Untuk aplikasi ketepatan atau berkuasa bateri, pemacu LED IC khusus adalah disyorkan.

8.2 Pertimbangan dan Nota Reka Bentuk

Pengurusan Terma:Walaupun penyerakan kuasa rendah (80 mW maks), memastikan kawasan kuprum PCB yang mencukupi di sekitar pad membantu menyerakkan haba, mengekalkan kecekapan dan jangka hayat LED, terutamanya dalam persekitaran suhu ambien tinggi.
Perlindungan ESD:Seperti semua peranti semikonduktor, LED sensitif kepada Nyahcas Elektrostatik (ESD). Prosedur pengendalian ESD yang betul harus diikuti semasa pemasangan.
Reka Bentuk Optik:Kanta jernih-air menyediakan sumber titik yang terang. Untuk output cahaya yang disebarkan atau berbentuk, panduan cahaya luaran, penyebar, atau kanta boleh dimasukkan ke dalam perumahan produk.
Penurunan Kadar Arus:Mengoperasikan LED pada arus di bawah penarafan maksimum (cth., 15 mA berbanding 20 mA) boleh meningkatkan jangka hayat operasinya dengan ketara dan mengurangkan tekanan terma.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Pakej 0201 mewakili salah satu jejak kaki LED SMD komersial terkecil yang tersedia, menawarkan kelebihan saiz yang ketara berbanding pakej 0402 atau 0603 untuk reka bentuk ultra-miniatur. Penggunaan teknologi InGaN menyediakan pancaran cahaya biru kecekapan tinggi. Gabungan sudut pandangan luas 110 darjah dan kanta jernih membezakannya daripada varian sudut sempit atau kanta disebarkan, menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang memerlukan kebolehlihatan luas. Keserasiannya dengan profil alir balik bebas plumbum piawai menyelaraskannya dengan proses pembuatan moden, mematuhi RoHS.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Bolehkah saya menggerakkan LED ini dengan bekalan 3.3V?
J: Ya, tetapi reka bentuk yang teliti diperlukan. Memandangkan voltan hadapan (2.8-3.8V) hampir dengan voltan bekalan, nilai perintang had arus akan sangat kecil, menjadikan arus amat sensitif kepada variasi dalam VF dan Vsupply. Pemacu arus malar susut rendah khusus adalah disyorkan untuk operasi stabil dari landasan 3.3V.
S: Apakah perbezaan antara panjang gelombang puncak dan panjang gelombang dominan?
J: Panjang gelombang puncak (λp) ialah panjang gelombang pada titik tertinggi dalam lengkung output spektrum LED. Panjang gelombang dominan (λd) ialah nilai terkira yang mewakili panjang gelombang tunggal cahaya monokromatik tulen yang akan kelihatan mempunyai warna yang sama kepada mata manusia. λd lebih relevan untuk persepsi dan pemadanan warna.
S: Mengapa terdapat spesifikasi arus songsang jika peranti bukan untuk operasi songsang?
J: Arus songsang (IR) ialah spesifikasi kebocoran yang diuji di bawah pincang songsang terkawal 5V. Ia adalah ujian kualiti dan parameter, bukan keadaan operasi. Menggunakan voltan songsang dalam litar boleh merosakkan peranti.
S: Bagaimana saya mentafsir kod bin semasa membuat pesanan?
J: Anda boleh menentukan kod bin VF, IV, dan WD yang dikehendaki (cth., D9, R2, AC) untuk memastikan anda menerima LED dengan ciri yang dikumpulkan rapat untuk aplikasi anda, walaupun ini mungkin menjejaskan ketersediaan dan kos.

11. Kes Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Kes: Penunjuk Status pada PCB Peranti Boleh Pakai
Seorang pereka mencipta pengesan kecergasan padat. Ruang papan amat terhad. Satu LED biru diperlukan untuk menunjukkan status pemadanan Bluetooth dan bateri rendah. LED 0201 dipilih untuk jejak kakinya yang minimum. Pereka memilih bin keamatan R1 (112-140 mcd) untuk kebolehlihatan yang mencukupi. LED didorong oleh pin GPIO pada mikropengawal sistem melalui perintang bersiri 100Ω (dikira untuk bateri 3.0V dan VF tipikal). Susun atur PCB mengikut geometri pad yang disyorkan. Semasa pemasangan, pengilang menggunakan profil alir balik bebas plumbum yang disediakan. Komponen sensitif kelembapan dibakar sebelum digunakan kerana PCB disimpan selama lebih seminggu selepas gegelung dibuka. Produk akhir mempunyai penunjuk status yang terang dan boleh dipercayai yang menggunakan ruang dan kuasa minimum.

12. Pengenalan Prinsip Operasi

LED ialah diod simpang p-n semikonduktor. Apabila voltan hadapan dikenakan, elektron dari rantau jenis-n dan lubang dari rantau jenis-p disuntik ke dalam rantau simpang. Apabila pembawa cas ini bergabung semula, tenaga dibebaskan dalam bentuk foton (cahaya). Warna (panjang gelombang) cahaya yang dipancarkan ditentukan oleh jurang jalur tenaga bahan semikonduktor. LED khusus ini menggunakan semikonduktor kompaun InGaN (Indium Gallium Nitride), yang mempunyai jurang jalur sepadan dengan pancaran cahaya biru. Kanta epoksi jernih-air membungkus die semikonduktor, memberikan perlindungan mekanikal, dan membentuk corak output cahaya.

13. Trend Teknologi

Trend dalam LED penunjuk dan lampu latar terus ke arah miniaturisasi lanjut, peningkatan kecekapan (lebih banyak output cahaya per unit kuasa elektrik, diukur dalam lumen per watt), dan kebolehpercayaan yang lebih tinggi. Reka bentuk pakej berkembang untuk meningkatkan prestasi terma, membolehkan arus pemacu yang lebih tinggi dalam pakej kecil. Terdapat juga pembangunan berterusan dalam kestabilan panjang gelombang merentasi suhu dan jangka hayat. Penggunaan bahan semikonduktor maju dan teknik pertumbuhan epitaksi membolehkan kawalan yang lebih ketat ke atas titik warna dan kecerahan yang lebih tinggi dari saiz cip yang semakin kecil. Integrasi, seperti memasukkan perintang had arus atau diod perlindungan dalam pakej LED itu sendiri, adalah trend lain untuk memudahkan reka bentuk litar dan menjimatkan ruang papan.