Spesifikasi LED SMD 0603 Biru - Dimensi 1.6x0.8x0.8mm - Voltan 2.8-3.8V - Kuasa 80mW - Dokumen Teknikal MS

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk Peranti Permukaan Pasang (SMD) Diod Pemancar Cahaya (LED) dalam saiz pakej standard 0603. Peranti ini memancarkan cahaya biru dengan menggunakan bahan semikonduktor Indium Gallium Nitride (InGaN). Ia direka untuk proses pemasangan automatik dan serasi dengan pematerian aliran balik inframerah, menjadikannya sesuai untuk pembuatan elektronik volum tinggi.

1.1 Ciri dan Kelebihan Teras

LED ini menawarkan beberapa ciri utama yang meningkatkan kebolehgunaan dan kebolehpercayaannya dalam reka bentuk elektronik moden. Ia mematuhi arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya), mengklasifikasikannya sebagai produk hijau. Komponen ini dibekalkan dalam pita 8mm standard industri pada gegelung berdiameter 7 inci, memudahkan pengendalian yang cekap oleh peralatan pick-and-place automatik. Reka bentuknya serasi dengan I.C. (Litar Bersepadu), membolehkan integrasi yang mudah ke dalam litar digital dan analog.

1.2 Aplikasi Sasaran

LED ini bertujuan untuk digunakan dalam peralatan elektronik am. Aplikasi tipikal termasuk penunjuk status, lampu latar untuk paparan kecil, pencahayaan panel, dan pencahayaan hiasan dalam elektronik pengguna, peranti komunikasi, dan peralatan pejabat. Saiznya yang kecil dan kebolehpercayaan menjadikannya pilihan serba boleh untuk reka bentuk yang mempunyai kekangan ruang.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

Semua parameter dinyatakan pada suhu ambien (Ta) 25°C melainkan dinyatakan sebaliknya. Memahami parameter ini adalah penting untuk reka bentuk litar yang betul dan memastikan prestasi jangka panjang.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini menentukan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Ia tidak bertujuan untuk operasi berterusan.

• Pelesapan Kuasa (Pd):80 mW. Ini adalah jumlah kuasa maksimum yang boleh dilesapkan oleh pakej LED sebagai haba.
• Arus Hadapan Puncak (IFP):100 mA. Ini adalah arus segera maksimum yang dibenarkan, biasanya dinyatakan di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms) untuk mengelakkan kepanasan berlebihan.
• Arus Hadapan DC (IF):20 mA. Ini adalah arus hadapan berterusan maksimum yang disyorkan untuk operasi yang boleh dipercayai.
• Julat Suhu Operasi:-40°C hingga +85°C. Peranti ini dijamin berfungsi dalam julat suhu ambien ini.
• Julat Suhu Penyimpanan:-40°C hingga +100°C. Peranti boleh disimpan tanpa degradasi dalam had ini.

2.2 Ciri Elektrik dan Optik

Ini adalah parameter prestasi tipikal di bawah keadaan ujian yang ditentukan.

• Keamatan Bercahaya (Iv):Julat dari 140 mcd (minimum) hingga 450 mcd (maksimum) pada arus hadapan (IF) 20 mA. Keamatan diukur menggunakan sensor yang ditapis untuk sepadan dengan respons fotopik mata manusia (lengkung CIE).
• Sudut Pandangan (2θ1/2):120 darjah. Ini adalah sudut penuh di mana keamatan bercahaya turun kepada separuh daripada nilainya yang diukur pada paksi tengah. Sudut pandangan yang luas seperti ini memberikan pencahayaan yang luas dan meresap.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λP):468 nm (tipikal). Ini adalah panjang gelombang di mana keluaran kuasa spektrum adalah tertinggi.
• Panjang Gelombang Dominan (λd):Julat dari 465 nm hingga 475 nm pada IF=20mA. Ini adalah panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia yang menentukan warna cahaya, diperoleh daripada rajah kromatisiti CIE.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):25 nm (tipikal). Parameter ini menunjukkan ketulenan spektrum atau lebar jalur cahaya yang dipancarkan.
• Voltan Hadapan (VF):Julat dari 2.8 V (minimum) hingga 3.8 V (maksimum) pada IF=20mA. Ini adalah susut voltan merentasi LED apabila mengalirkan arus.
• Arus Songsang (IR):10 μA (maksimum) pada Voltan Songsang (VR) 5V. Peranti ini tidak direka untuk operasi bias songsang; parameter ini hanya untuk pencirian arus bocor.

3. Penjelasan Sistem Binning

Untuk memastikan konsistensi dalam pengeluaran besar-besaran, LED disusun ke dalam bin prestasi berdasarkan parameter utama. Ini membolehkan pereka memilih bahagian yang memenuhi keperluan khusus untuk keseragaman warna dan kecerahan dalam aplikasi mereka.

3.1 Binning Voltan Hadapan

Bin dilabelkan D7 hingga D11, setiap satu meliputi julat 0.2V dari 2.8V hingga 3.8V pada 20mA. Toleransi dalam setiap bin adalah ±0.1V. Memilih LED dari bin voltan yang sama membantu mengekalkan perkongsian arus yang seragam apabila berbilang LED disambung secara selari.

1.3.2 Binning Keamatan Bercahaya

Bin dilabelkan R2, S1, S2, T1, dan T2. Keintensiti julat dari 140 mcd (R2 min) hingga 450 mcd (T2 maks) pada 20mA. Toleransi pada setiap bin keintensiti adalah ±11%. Binning ini adalah kritikal untuk aplikasi yang memerlukan tahap kecerahan yang konsisten merentasi berbilang penunjuk.

3.3 Binning Panjang Gelombang Dominan

Bin dilabelkan AC (465-470 nm) dan AD (470-475 nm). Toleransi untuk setiap bin adalah ±1 nm. Ini memastikan kawalan yang sangat ketat terhadap warna biru yang dilihat, yang penting untuk padanan warna dalam tatasusunan multi-LED atau sistem lampu latar.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Walaupun graf khusus dirujuk dalam datasheet (cth., Rajah.1, Rajah.5), lengkung tipikal untuk peranti sedemikian memberikan pandangan reka bentuk yang penting.

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

Hubungannya adalah eksponen. Peningkatan kecil dalam voltan melebihi ambang membawa kepada peningkatan besar dalam arus. Oleh itu, LED mesti didorong oleh sumber terhad arus, bukan sumber voltan malar, untuk mengelakkan pelarian haba dan kemusnahan.

4.2 Keintensiti Bercahaya vs. Arus Hadapan

Keintensiti bercahaya adalah lebih kurang berkadar dengan arus hadapan. Walau bagaimanapun, kecekapan mungkin jatuh pada arus yang sangat tinggi disebabkan peningkatan penjanaan haba dalam simpang semikonduktor.

4.3 Taburan Spektrum

Spektrum cahaya yang dipancarkan berpusat di sekitar panjang gelombang puncak (468 nm tipikal) dengan separuh lebar ciri. Panjang gelombang dominan menentukan warna yang dilihat. Variasi dalam pembuatan dan arus pacuan boleh menyebabkan anjakan sedikit dalam ciri spektrum ini.

4.4 Kebergantungan Suhu

Prestasi LED adalah sensitif kepada suhu. Biasanya, voltan hadapan berkurangan dengan peningkatan suhu simpang, manakala keintensiti bercahaya juga berkurangan. Mengoperasikan LED dalam julat suhu yang ditentukan adalah penting untuk mengekalkan prestasi dan jangka hayat.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Peranti

LED ini mematuhi tapak kaki pakej EIA standard 0603. Dimensi utama termasuk panjang badan kira-kira 1.6 mm, lebar 0.8 mm, dan ketinggian 0.8 mm. Lukisan mekanikal terperinci harus dirujuk untuk susun atur pad dan toleransi penempatan yang tepat, yang biasanya ±0.2 mm.

5.2 Pengenalpastian Polarity

Katod biasanya ditanda, selalunya oleh warna hijau pada sisi kanta yang sepadan atau takuk dalam pakej. Orientasi polarity yang betul adalah wajib semasa pemasangan untuk memastikan fungsi yang betul.

5.3 Reka Bentuk Pad PCB yang Disyorkan

Corak landasan yang sedikit lebih besar daripada tapak kaki peranti adalah disyorkan untuk memastikan sambungan pateri yang boleh dipercayai. Datasheet menyediakan rajah susun atur pad khusus yang dioptimumkan untuk proses pematerian aliran balik inframerah atau fasa wap, yang membantu mencegah tombstoning (komponen berdiri pada satu hujung) semasa aliran balik.

6. Panduan Pematerian dan Pemasangan

6.1 Profil Pematerian Aliran Balik

Peranti ini serasi dengan proses pematerian aliran balik inframerah. Profil pematerian bebas plumbum yang mematuhi J-STD-020B adalah dicadangkan. Parameter utama termasuk suhu pra-panas 150-200°C, suhu badan puncak tidak melebihi 260°C, dan masa di atas likuidus (TAL) yang disesuaikan dengan pes pateri tertentu. Jumlah masa pra-panas harus dihadkan kepada maksimum 120 saat.

6.2 Pematerian Tangan

Jika pematerian tangan diperlukan, gunakan besi pemateri dengan suhu tidak melebihi 300°C. Masa pematerian harus dihadkan kepada maksimum 3 saat per pad, dan ini harus dilakukan hanya sekali untuk mengurangkan tekanan haba pada komponen.

6.3 Penyimpanan dan Pengendalian

Pembungkusan Tidak Dibuka:Simpan pada ≤30°C dan ≤70% Kelembapan Relatif (RH). Jangka hayat dalam beg kalis lembap dengan bahan pengering adalah satu tahun.
Pembungkusan Dibuka:Untuk komponen yang terdedah kepada udara ambien, keadaan penyimpanan tidak boleh melebihi 30°C dan 60% RH. Adalah sangat disyorkan untuk melengkapkan proses aliran balik IR dalam masa 168 jam (7 hari) selepas membuka beg. Untuk penyimpanan yang lebih lama di luar pembungkusan asal, simpan dalam bekas tertutup dengan bahan pengering atau dalam atmosfera nitrogen. Komponen yang disimpan melebihi 168 jam harus dibakar pada kira-kira 60°C selama sekurang-kurangnya 48 jam sebelum pematerian untuk mengeluarkan kelembapan yang diserap dan mencegah "popcorning" (retak pakej disebabkan pengembangan wap pantas semasa aliran balik).

6.4 Pembersihan

Jika pembersihan papan yang dipasang diperlukan, gunakan hanya pelarut yang ditentukan. Merendam LED dalam etil alkohol atau isopropil alkohol pada suhu bilik selama kurang daripada satu minit adalah boleh diterima. Jangan gunakan pembersih kimia yang tidak ditentukan kerana ia mungkin merosakkan kanta epoksi atau pakej.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Spesifikasi Pita dan Gegelung

LED dibekalkan pada pita pembawa timbul lebar 8mm yang dililit pada gegelung berdiameter 7 inci (178 mm). Setiap gegelung mengandungi 2000 keping. Poket pita dimeterai dengan pita penutup atas pelindung. Pembungkusan mengikut spesifikasi ANSI/EIA-481. Untuk kuantiti kurang daripada gegelung penuh, kuantiti pembungkusan minimum 500 keping digunakan untuk lot baki.

7.2 Jaminan Kualiti pada Pita

Bilangan maksimum komponen hilang berturut-turut (poket kosong) pada gegelung adalah dua, memastikan konsistensi untuk feeder automatik.

8. Pertimbangan Reka Bentuk Aplikasi

8.1 Kaedah Pacuan

LED adalah peranti beroperasi arus. Untuk memastikan kecerahan seragam, terutamanya apabila menyambungkan berbilang LED secara selari, setiap LED harus didorong oleh perintang had arusnya sendiri. Memandu LED secara bersiri dengan sumber arus malar selalunya kaedah yang lebih boleh dipercayai untuk mencapai keintensiti seragam, kerana arus yang sama mengalir melalui semua peranti dalam rentetan.

8.2 Pengurusan Haba

Walaupun pelesapan kuasa adalah rendah (80mW maks), susun atur PCB yang betul boleh membantu dalam pelesapan haba. Pastikan kawasan kuprum yang mencukupi disambungkan ke pad haba (jika ada) atau kesan katod/anod untuk bertindak sebagai penyerap haba, terutamanya apabila beroperasi pada suhu ambien tinggi atau berhampiran arus maksimum.

8.3 Perlindungan Elektrik

Pertimbangkan untuk menambah diod penindasan voltan sementara (TVS) atau litar perlindungan lain jika LED disambungkan ke talian yang terdedah kepada lonjakan voltan atau nyahcas elektrostatik (ESD). LED mempunyai voltan pecah songsang yang rendah dan mudah rosak oleh keadaan bias songsang atau voltan berlebihan.

9. Soalan Lazim (FAQ)

9.1 Bolehkah saya memandu LED ini terus dari keluaran logik 5V atau 3.3V?

Tidak. Anda mesti menggunakan perintang had arus bersiri. Nilai perintang yang diperlukan (R) boleh dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (Vcc - VF) / IF, di mana Vcc adalah voltan bekalan anda (cth., 5V), VF adalah voltan hadapan LED (gunakan nilai maksimum dari bin, cth., 3.8V), dan IF adalah arus hadapan yang anda inginkan (cth., 20mA). Contoh: R = (5V - 3.8V) / 0.02A = 60 Ohm. Sentiasa pilih nilai perintang standard seterusnya yang lebih tinggi dan sahkan pelesapan kuasa dalam perintang.

9.2 Mengapa terdapat spesifikasi sudut pandangan, dan bagaimana saya menggunakannya?

Sudut pandangan 120 darjah menunjukkan ini adalah LED sudut lebar. Output cahaya adalah meresap dan bukannya difokuskan ke dalam pancaran sempit. Ini adalah ideal untuk penunjuk status yang perlu kelihatan dari pelbagai posisi. Untuk aplikasi yang memerlukan pancaran terarah, kanta atau LED dengan sudut pandangan yang lebih sempit akan lebih sesuai.

9.3 Apakah perbezaan antara Panjang Gelombang Puncak dan Panjang Gelombang Dominan?

Panjang Gelombang Puncak (λP)adalah panjang gelombang fizikal di mana pancaran cahaya adalah paling kuat.Panjang Gelombang Dominan (λd)adalah nilai yang dikira berdasarkan bagaimana mata manusia melihat warna; ia adalah panjang gelombang tunggal yang akan kelihatan mempunyai warna yang sama dengan output LED. Untuk LED monokromatik seperti biru ini, mereka selalunya hampir, tetapi panjang gelombang dominan adalah parameter utama untuk padanan warna.

9.4 Aplikasi saya memerlukan warna biru yang sangat konsisten. Apa yang harus saya nyatakan?

Anda harus menyatakan bin Panjang Gelombang Dominan yang ketat, seperti meminta semua bahagian dari bin "AC" (465-470 nm) atau "AD" (470-475 nm). Ini memastikan variasi warna minimum antara LED yang berbeza dalam produk anda.

10. Kajian Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

10.1 Panel Penunjuk Status Multi-LED

Senario:Mereka bentuk panel kawalan dengan 10 penunjuk status biru yang mesti mempunyai kecerahan seragam.
Pendekatan Reka Bentuk:
1. Litar:Gunakan sambungan bersiri untuk keseragaman. Dengan bekalan 24V, sambungkan 5 LED secara bersiri per rentetan (5 * 3.8V maks = 19V), menggunakan dua rentetan yang sama secara selari. Pemacu arus malar tunggal atau perintang had arus untuk setiap rentetan dikira berdasarkan jumlah susut voltan rentetan.
2. Pemilihan Komponen:Nyatakan LED dari bin Keintensiti Bercahaya yang sama (cth., semua dari bin T1: 280-355 mcd) dan bin Panjang Gelombang Dominan yang sama (cth., semua bin AC) untuk memastikan konsistensi visual.
3. Susun Atur:Letakkan LED secara simetri pada PCB. Pastikan geometri pad yang disyorkan digunakan untuk menggalakkan pematerian yang boleh dipercayai dan penjajaran yang konsisten.

11. Pengenalan Teknologi

11.1 Teknologi Semikonduktor InGaN

LED ini menggunakan lapisan aktif Indium Gallium Nitride (InGaN). Dengan mengubah nisbah indium kepada gallium dalam kekisi kristal, jurang jalur semikonduktor boleh ditala, yang secara langsung menentukan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan. InGaN adalah bahan yang lazim untuk menghasilkan LED biru, hijau, dan putih yang cekap tinggi (yang terakhir menggunakan LED biru dengan salutan fosfor). Pakej 0603 menempatkan die semikonduktor kecil, ikatan wayar, dan kanta epoksi acuan yang melindungi die dan membentuk output cahaya.

12. Trend Industri

12.1 Pengecilan dan Integrasi

Trend dalam LED SMD terus ke arah saiz pakej yang lebih kecil (cth., 0402, 0201) untuk menjimatkan ruang papan dalam peranti yang semakin padat seperti telefon pintar, boleh pakai, dan paparan ultra nipis. Tambahan pula, terdapat pertumbuhan dalam modul LED bersepadu yang menggabungkan die LED dengan pemacu IC, komponen perlindungan, dan kadangkala pelbagai warna (RGB) dalam satu pakej, memudahkan reka bentuk dan meningkatkan prestasi.

12.2 Kecekapan dan Kebolehpercayaan

Peningkatan berterusan dalam sains bahan dan proses pembuatan secara berterusan meningkatkan keberkesanan bercahaya (lumen per watt) LED, membolehkan output yang lebih terang pada kuasa yang lebih rendah atau beban haba yang dikurangkan. Bahan dan teknik pembungkusan yang dipertingkatkan juga meningkatkan kebolehpercayaan jangka panjang, kestabilan warna, dan rintangan kepada keadaan persekitaran yang keras seperti suhu tinggi dan kelembapan.