Dokumen Teknikal Bahasa Melayu - Spesifikasi LED SMD Merah AlInGaP Berserak - Sudut Pandangan 120° - 2.0V Tipikal - Kuasa 72mW

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk peranti permukaan-pasang (SMD) LED yang menggunakan kanta berserak dan sumber cahaya AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida), memancarkan cahaya merah. LED ini direka untuk proses pemasangan papan litar bercetak (PCB) automatik, menjadikannya sesuai untuk aplikasi di mana ruang adalah terhad dan pengeluaran volum tinggi diperlukan.

1.1 Kelebihan Teras dan Pasaran Sasaran

Kelebihan utama komponen ini termasuk keserasiannya dengan peralatan pick-and-place automatik dan proses pematerian alir balik inframerah (IR), yang merupakan piawaian dalam pembuatan elektronik moden. Ia dibungkus pada pita 8mm yang dililit pada gegelung berdiameter 7 inci, memudahkan pengendalian dan pemasangan yang cekap. Peranti ini mematuhi RoHS, memastikan ia memenuhi peraturan alam sekitar. Aplikasi sasarannya merangkumi pelbagai peralatan elektronik pengguna dan industri, termasuk tetapi tidak terhad kepada peralatan telekomunikasi (cth., telefon tanpa wayar dan bimbit), peranti automasi pejabat (cth., komputer riba), sistem rangkaian, perkakas rumah, dan papan tanda dalaman. Ia biasa digunakan untuk penunjuk status, pencahayaan simbolik, dan lampu latar panel hadapan.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Mengendalikan peranti melebihi had ini boleh menyebabkan kerosakan kekal. Penarafan utama pada suhu ambien (Ta) 25°C adalah:

• Pelesapan Kuasa (Pd):72 mW. Ini adalah kuasa maksimum yang boleh dipancarkan dengan selamat oleh pakej LED sebagai haba.
• Arus Hadapan Berterusan (IF):30 mA DC. Arus keadaan mantap maksimum untuk operasi yang boleh dipercayai.
• Arus Hadapan Puncak:80 mA, dibenarkan hanya di bawah keadaan denyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms).
• Julat Suhu Operasi:-40°C hingga +85°C.
• Julat Suhu Penyimpanan:-40°C hingga +100°C.

2.2 Ciri-ciri Elektrik dan Optik

Prestasi tipikal diukur pada Ta=25°C dan arus hadapan (IF) 20 mA, melainkan dinyatakan sebaliknya.

• Keamatan Pencahayaan (Iv):Julat dari minimum 90.0 mcd hingga maksimum 280.0 mcd. Nilai sebenar ditentukan oleh kod bin (lihat Seksyen 3).
• Profil suhu yang dicadangkan mematuhi J-STD-020B untuk proses bebas plumbum (Pb-free) disediakan. Parameter kritikal termasuk:120 darjah (tipikal). Sudut pandangan lebar ini, ciri kanta berserak, memastikan cahaya tersebar di kawasan yang luas dan bukannya sangat berarah.
• Panjang Gelombang Dominan (λd):631 nm (tipikal), dengan toleransi ±1 nm. Parameter ini menentukan warna yang dilihat (merah). Panjang gelombang pancaran puncak (λp) biasanya 639 nm.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):Kira-kira 15 nm, menunjukkan ketulenan spektrum cahaya merah.
• Voltan Hadapan (VF):2.0 V (tipikal), dengan maksimum 2.4 V pada 20 mA. Toleransi adalah ±0.1 V.
• Arus Songsang (IR):Maksimum 10 µA pada voltan songsang (VR) 5V. Adalah penting untuk ambil perhatian bahawa peranti ini tidak direka untuk beroperasi di bawah pincang songsang; keadaan ujian ini adalah untuk pencirian sahaja.

3. Penjelasan Sistem Pembin

Untuk memastikan konsistensi kecerahan merentasi kumpulan pengeluaran, LED disusun ke dalam bin berdasarkan keamatan pencahayaan mereka yang diukur pada 20 mA.

3.1 Pembin Keamatan Pencahayaan

Kod bin dan julat keamatan yang sepadan adalah seperti berikut. Toleransi dalam setiap bin adalah ±11%.

• Q2:90.0 – 112.0 mcd
• R1:112.0 – 140.0 mcd
• R2:140.0 – 180.0 mcd
• S1:180.0 – 224.0 mcd
• S2:224.0 – 280.0 mcd

Sistem ini membolehkan pereka memilih gred kecerahan yang sesuai untuk aplikasi khusus mereka, mengimbangi prestasi dan kos.

4. Analisis Keluk Prestasi

Walaupun data grafik khusus dirujuk dalam datasheet, hubungan tipikal boleh diterangkan:

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

Bahan AlInGaP mempamerkan keluk I-V ciri di mana voltan hadapan meningkat secara logaritma dengan arus. Vf tipikal 2.0V pada 20mA adalah parameter utama untuk reka bentuk litar pemacu.

4.2 Keamatan Pencahayaan vs. Arus Hadapan

Output cahaya (keamatan pencahayaan) adalah berkadar secara kasar dengan arus hadapan dalam julat operasi yang disyorkan. Melebihi arus DC maksimum tidak akan menghasilkan peningkatan berkadar dalam cahaya dan berisiko merosakkan peranti.

4.3 Taburan Spektrum

Spektrum pancaran berpusat sekitar 631 nm (panjang gelombang dominan) dengan separuh lebar tipikal 15 nm, menghasilkan warna merah yang tepu.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej dan Polarity

Peranti ini mematuhi tapak kaki pakej EIA standard. Lukisan dimensi terperinci disediakan dalam datasheet, dengan semua dimensi dalam milimeter dan toleransi umum ±0.2 mm. Katod biasanya dikenal pasti oleh tanda pada pakej atau geometri pad tertentu pada pita. Susun atur pad lampiran PCB yang disyorkan untuk pematerian alir balik inframerah atau fasa wap juga ditentukan untuk memastikan pembentukan sendi pateri yang betul dan kestabilan mekanikal.

5.2 Pembungkusan Pita dan Gegelung

LED dibekalkan dalam pita pembawa timbul dengan pita penutup pelindung, dililit pada gegelung berdiameter 7 inci (178 mm). Setiap gegelung mengandungi 2000 keping. Pembungkusan mengikut spesifikasi ANSI/EIA 481. Nota utama termasuk: poket komponen kosong dimeterai, dan maksimum dua komponen hilang berturut-turut ("lampu") dibenarkan setiap gegelung.

6. Panduan Pematerian dan Pemasangan

6.1 Profil Pematerian Alir Balik IR

A suggested temperature profile compliant with J-STD-020B for lead-free (Pb-free) processes is provided. Critical parameters include:

• Pra-panas:150°C hingga 200°C.
• Masa Pra-panas:Maksimum 120 saat.
• Suhu Puncak:Maksimum 260°C.
• Masa Atas Cecair:Disyorkan untuk mengikuti spesifikasi pengeluar pes pateri dan garis panduan JEDEC.

Oleh kerana reka bentuk papan, ketumpatan komponen, dan ciri-ciri ketuhar berbeza, profil ini harus digunakan sebagai sasaran generik dan diperhalusi untuk barisan pemasangan khusus.

6.2 Pematerian Manual (Besi Pemateri)

Jika kerja semula manual diperlukan, suhu hujung besi tidak boleh melebihi 300°C, dan masa sentuhan harus dihadkan kepada maksimum 3 saat setiap sendi pateri. Pematerian semula harus dilakukan hanya sekali.

7. Langkah Berjaga-jaga Penyimpanan dan Pengendalian

7.1 Keadaan Penyimpanan

• Pakej Tertutup:Simpan pada ≤ 30°C dan ≤ 70% Kelembapan Relatif (RH). Jangka hayat rak adalah satu tahun apabila disimpan dalam beg kalis lembapan asal dengan bahan pengering.
• Pakej Terbuka:Komponen yang terdedah kepada udara ambien harus disimpan pada ≤ 30°C dan ≤ 60% RH. Amat disyorkan untuk menyelesaikan proses alir balik IR dalam masa 168 jam (7 hari) selepas membuka beg.
• Penyimpanan Lanjutan (Keluar dari Beg):Untuk penyimpanan melebihi 168 jam, letakkan komponen dalam bekas tertutup dengan bahan pengering atau dalam pengering nitrogen. Komponen yang disimpan di luar beg selama lebih daripada 168 jam memerlukan pembakaran pada kira-kira 60°C selama sekurang-kurangnya 48 jam sebelum pematerian untuk mengeluarkan kelembapan yang diserap dan mencegah "popcorning" semasa alir balik.

7.2 Pembersihan

Jika pembersihan selepas pematerian diperlukan, gunakan hanya pelarut berasaskan alkohol seperti isopropil alkohol (IPA) atau etil alkohol. Rendam LED selama kurang daripada satu minit pada suhu bilik normal. Jangan gunakan bahan pembersih kimia yang tidak ditentukan kerana ia boleh merosakkan kanta epoksi atau pakej.

8. Pertimbangan Reka Bentuk Aplikasi

8.1 Reka Bentuk Litar Pemacu

LED adalah peranti didorong arus. Untuk memastikan kecerahan seragam apabila memacu berbilang LED, adalah penting untuk menggunakan perintang pembatas arus secara bersiri dengan setiap LED. Menyambungkan LED secara langsung secara selari tanpa perintang individu tidak disyorkan, kerana variasi kecil dalam voltan hadapan (Vf) antara peranti boleh menyebabkan ketidakseimbangan arus yang ketara, membawa kepada kecerahan tidak sekata dan potensi arus berlebihan dalam sesetengah LED. Datasheet menggambarkan litar yang disyorkan (Litar A) dengan perintang bersiri untuk setiap LED.

8.2 Pengurusan Terma

Walaupun pelesapan kuasa agak rendah (72 mW), mengekalkan suhu simpang LED dalam julat yang ditentukan adalah penting untuk kebolehpercayaan jangka panjang dan output cahaya yang stabil. Pastikan kawasan kuprum PCB yang mencukupi atau via terma digunakan jika LED beroperasi pada atau hampir dengan penarafan arus maksimumnya, terutamanya dalam persekitaran suhu ambien yang tinggi.

8.3 Skop dan Batasan Aplikasi

Komponen ini bertujuan untuk digunakan dalam peralatan elektronik standard. Ia tidak direka atau diperakui untuk aplikasi di mana kebolehpercayaan tinggi adalah kritikal untuk keselamatan, seperti dalam penerbangan, kawalan pengangkutan, sistem sokongan hayat perubatan, atau peranti keselamatan. Untuk aplikasi sedemikian, perundingan dengan pengeluar untuk komponen yang diperakui khusus adalah wajib.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan teknologi LED yang lebih lama, LED AlInGaP menawarkan kecekapan yang lebih tinggi dan ketepuan warna yang lebih baik untuk warna merah dan ambar. Pakej kanta berserak menyediakan sudut pandangan lebar 120 darjah, yang merupakan kelebihan untuk aplikasi yang memerlukan pencahayaan kawasan luas atau kebolehlihatan dari pelbagai sudut, berbanding dengan LED sudut sempit yang digunakan untuk pancaran fokus. Keserasian dengan proses alir balik IR standard membezakannya daripada LED yang memerlukan pematerian manual atau pematerian gelombang, membolehkan pemasangan berkelajuan tinggi yang kos efektif.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

10.1 Apakah nilai perintang yang perlu saya gunakan untuk bekalan 5V?

Menggunakan Hukum Ohm (R = (Vsupply - Vf_LED) / I_LED) dan mengandaikan Vf tipikal 2.0V dan arus yang dikehendaki 20 mA: R = (5V - 2.0V) / 0.020A = 150 Ohm. Perintang standard 150 Ω akan sesuai. Sentiasa kira menggunakan Vf maksimum yang mungkin (2.4V) untuk memastikan arus tidak melebihi penarafan maksimum di bawah keadaan terburuk.

10.2 Bolehkah saya denyutkan LED ini pada arus yang lebih tinggi untuk kilatan yang lebih terang?

Ya, datasheet menentukan arus hadapan puncak 80 mA di bawah keadaan denyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms). Ini boleh digunakan untuk mencapai kecerahan segera yang lebih tinggi untuk aplikasi strobo atau penunjuk, tetapi arus purata dari masa ke masa tidak boleh menyebabkan pelesapan kuasa melebihi 72 mW.

10.3 Bagaimana saya mentafsir kod bin pada pesanan saya?

Kod bin (cth., R2, S1) sepadan dengan julat keamatan pencahayaan. Apabila membuat pesanan, menentukan kod bin memastikan anda menerima LED dengan kecerahan dalam julat khusus itu, yang penting untuk konsistensi dalam penampilan produk anda.

11. Contoh Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

11.1 Mereka Bentuk Panel Penunjuk Status

Pertimbangkan penghala dengan berbilang LED status. Menggunakan LED SMD ini, pereka akan:

1. Pilih bin kecerahan yang sesuai (cth., R2 untuk kecerahan sederhana) berdasarkan kebolehlihatan yang diperlukan.
2. Reka susun atur PCB menggunakan dimensi pad yang disyorkan untuk memastikan pematerian dan penjajaran yang betul.
3. Untuk setiap LED, kira dan letak perintang pembatas arus bersiri berdasarkan voltan bekalan sistem (cth., 3.3V atau 5V).
4. Ikuti profil alir balik IR yang disyorkan semasa pemasangan.
5. Jika papan pemasangan perlu dibersihkan, gunakan hanya isopropil alkohol.

Pendekatan ini memastikan lampu penunjuk yang boleh dipercayai, seragam dan tahan lama.

12. Prinsip Operasi

LED ini berdasarkan bahan semikonduktor AlInGaP. Apabila voltan hadapan melebihi ambang hidup diod dikenakan, elektron dan lubang bergabung semula di kawasan aktif semikonduktor, membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi khusus lapisan AlInGaP menentukan tenaga jurang jalur, yang seterusnya menentukan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, merah pada kira-kira 631 nm. Kanta epoksi berserak mengandungi zarah penyerakan yang merawak arah foton yang dipancarkan, mencipta sudut pandangan yang luas dan seragam dan bukannya pancaran sempit.

13. Trend Teknologi

Trend umum dalam teknologi LED SMD terus ke arah kecekapan pencahayaan yang lebih tinggi (lebih banyak output cahaya per watt input elektrik), rendering warna yang lebih baik, dan saiz pakej yang lebih kecil membolehkan reka bentuk ketumpatan yang lebih tinggi. Terdapat juga fokus untuk meningkatkan kebolehpercayaan di bawah keadaan operasi suhu dan arus yang lebih tinggi. Penerimaan meluas pematerian bebas plumbum dan pematuhan RoHS, seperti yang dilihat dengan komponen ini, kekal sebagai keperluan standard dalam pembuatan elektronik global.