Spesifikasi SMD LED Kuning Tersebar AlInGaP - Sudut Pandangan 120 Darjah - Voltan Hadapan 1.8-2.4V - Penyerakan Kuasa 72mW - Lembaran Data Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk peranti permukaan-pasang (SMD) diod pemancar cahaya (LED) yang menggunakan bahan semikonduktor Aluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP) untuk menghasilkan output cahaya kuning tersebar. Direka untuk pemasangan papan litar bercetak (PCB) automatik, komponen ini dicirikan oleh saiznya yang mini, menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang mempunyai ruang terhad dalam pelbagai spektrum peralatan elektronik.

1.1 Kelebihan Teras dan Sasaran Pasaran

Kelebihan utama LED ini termasuk pematuhannya kepada arahan Sekatan Bahan Berbahaya (RoHS), keserasian dengan peralatan pick-and-place automatik, dan kesesuaian untuk proses pematerian refluks inframerah (IR). Ia dibekalkan dalam pita 8mm standard industri pada gegelung diameter 7 inci, memudahkan pembuatan volum tinggi. Peranti ini telah dikondisikan kepada piawaian kepekaan kelembapan JEDEC Tahap 3. Aplikasi sasarannya merangkumi infrastruktur telekomunikasi, peralatan automasi pejabat, perkakas rumah, panel kawalan industri, dan papan tanda dalaman. Kegunaan khusus termasuk penunjuk status, pencahayaan simbolik, dan lampu latar panel hadapan.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

Pemahaman menyeluruh tentang had operasi dan prestasi peranti di bawah keadaan standard adalah kritikal untuk reka bentuk litar yang boleh dipercayai.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di bawah atau pada had ini tidak dijamin. Semua nilai dinyatakan pada suhu ambien (Ta) 25°C.

• Penyerakan Kuasa (Pd):72 mW. Ini adalah kuasa maksimum yang dibenarkan yang boleh diserakkan oleh peranti sebagai haba.
• Arus Hadapan Puncak (I_F(puncak)):80 mA. Arus ini hanya dibenarkan di bawah keadaan berdenyut dengan kitar tugas 1/10 dan lebar denyut 0.1ms.
• Arus Hadapan Berterusan (I_F):30 mA DC. Ini adalah arus maksimum yang disyorkan untuk operasi berterusan.
• Julat Suhu Operasi:-40°C hingga +85°C.
• Julat Suhu Penyimpanan:-40°C hingga +100°C.

2.2 Ciri-ciri Elektrik dan Optik

Parameter ini mentakrifkan prestasi tipikal peranti di bawah keadaan operasi normal, diukur pada Ta=25°C dan arus ujian (I_F) 20mA, melainkan dinyatakan sebaliknya.

• Keamatan Bercahaya (I_V):Julat dari minimum 140.0 mcd hingga maksimum 450.0 mcd. Nilai tipikal berada dalam julat ini. Keamatan diukur menggunakan gabungan sensor dan penapis yang menghampiri lengkung tindak balas mata fotopik (CIE).
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):120 darjah (tipikal). Sudut pandangan lebar ini, ditakrifkan sebagai sudut penuh di mana keamatan bercahaya turun kepada separuh nilai paksi, adalah hasil daripada lensa tersebar, menyediakan corak pencahayaan yang luas dan sekata sesuai untuk aplikasi penunjuk.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_P):Kira-kira 592 nm (tipikal). Ini adalah panjang gelombang di mana taburan kuasa spektrum mencapai maksimum.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):Dinyatakan antara 584.5 nm dan 594.5 nm. Ini adalah panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia untuk menentukan warna (kuning) dan diperoleh daripada koordinat kromatisiti CIE.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):Kira-kira 15 nm (tipikal). Ini menunjukkan ketulenan spektrum atau lebar jalur cahaya yang dipancarkan.
• Voltan Hadapan (V_F):Julat dari 1.8 V (min) hingga 2.4 V (maks) pada 20mA. Nilai tipikal berada dalam julat ini. Parameter ini adalah penting untuk reka bentuk pemacu dan pemilihan bekalan kuasa.
• Arus Songsang (I_R):Maksimum 10 μA apabila voltan songsang (V_R) 5V dikenakan. 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 Binning

Untuk memastikan konsistensi dalam pengeluaran dan membolehkan pereka memilih LED dengan ciri-ciri yang dikumpulkan rapat, peranti disusun ke dalam bin berdasarkan parameter utama.

3.1 Binning Voltan Hadapan (V_f)

Unit adalah dalam Volt (V) diukur pada I_F= 20mA. Setiap bin mempunyai toleransi ±0.1V.

• Bin D2:1.8V (Min) hingga 2.0V (Maks)
• Bin D3:2.0V (Min) hingga 2.2V (Maks)
• Bin D4:2.2V (Min) hingga 2.4V (Maks)

3.2 Binning Keamatan Bercahaya (I_V)

Unit adalah dalam millicandelas (mcd) diukur pada I_F= 20mA. Toleransi pada setiap bin adalah ±11%.

• Bin R2:140.0 mcd hingga 180.0 mcd
• Bin S1:180.0 mcd hingga 224.0 mcd
• Bin S2:224.0 mcd hingga 280.0 mcd
• Bin T1:280.0 mcd hingga 355.0 mcd
• Bin T2:355.0 mcd hingga 450.0 mcd

3.3 Binning Panjang Gelombang Dominan (W_d)

Unit adalah dalam nanometer (nm) diukur pada I_F= 20mA. Toleransi untuk setiap bin adalah ±1nm.

• Bin H:584.5 nm hingga 587.0 nm
• Bin J:587.0 nm hingga 589.5 nm
• Bin K:589.5 nm hingga 592.0 nm
• Bin L:592.0 nm hingga 594.5 nm

4. Analisis Lengkung Prestasi

Lembaran data termasuk lengkung ciri tipikal yang menggambarkan hubungan antara pelbagai parameter. Lengkung ini adalah penting untuk memahami tingkah laku peranti di bawah keadaan bukan standard.

4.1 Ciri-ciri Arus vs. Voltan (I-V)

Lengkung ini menunjukkan hubungan antara voltan hadapan (V_F) dan arus hadapan (I_F). Untuk LED AlInGaP, lengkung ini biasanya eksponen. Pereka menggunakan ini untuk menentukan voltan pemacu yang diperlukan untuk arus operasi yang dikehendaki dan untuk mengira penyerakan kuasa (P_d= V_F* I_F).

4.2 Keamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan

Graf ini menggambarkan bagaimana output cahaya (I_V) berubah dengan arus pemacu (I_F). Hubungannya secara amnya linear dalam julat operasi yang disyorkan tetapi akan tepu pada arus yang lebih tinggi. Ia adalah penting untuk mereka bentuk litar di mana kawalan kecerahan melalui arus diperlukan.

4.3 Kebergantungan Suhu

Lengkung yang menunjukkan variasi voltan hadapan dan keamatan bercahaya dengan suhu ambien biasanya disertakan. Keamatan bercahaya umumnya berkurangan apabila suhu simpang meningkat, manakala voltan hadapan berkurangan. Maklumat ini adalah penting untuk aplikasi yang beroperasi dalam persekitaran suhu melampau.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej dan Polarity

Peranti ini mematuhi garis besar pakej SMD standard industri. Lukisan mekanikal terperinci menentukan panjang, lebar, ketinggian, jarak kaki, dan toleransi keseluruhan (biasanya ±0.2mm). Pakej ini mempunyai lensa tersebar untuk mencapai sudut pandangan 120 darjah yang ditentukan. Polarity ditunjukkan oleh tanda katod atau geometri pad tertentu pada tapak kaki peranti.

5.2 Susun Atur Pad Lekatan PCB yang Disyorkan

Reka bentuk corak land disediakan untuk memastikan pematerian yang boleh dipercayai dan pengurusan terma yang betul. Ini termasuk dimensi pad pateri yang disyorkan dan jarak untuk mencegah jambatan pateri dan memastikan ikatan mekanikal yang kuat semasa proses refluks.

6. Panduan Pematerian dan Pemasangan

6.1 Profil Pematerian Refluks IR

Profil suhu yang dicadangkan mematuhi J-STD-020B untuk proses pematerian bebas plumbum (Pb-free) disediakan. Parameter utama termasuk:

• Suhu Pra-panas:150°C hingga 200°C.
• Masa Pra-panas:Maksimum 120 saat.
• Suhu Puncak:Maksimum 260°C.
• Masa Di Atas Likuidus:Maksimum 10 saat (disyorkan tidak melebihi dua kitaran refluks).

Ditekankan bahawa profil optimum bergantung pada reka bentuk PCB khusus, pes pateri, dan ketuhar, dan harus dicirikan sewajarnya.

6.2 Pematerian Tangan

Jika pematerian tangan diperlukan, had berikut harus dipatuhi:

• Suhu Besi Pemateri:Maksimum 300°C.
• Masa Pematerian:Maksimum 3 saat setiap sambungan. Ini harus dilakukan hanya sekali.

6.3 Keadaan Penyimpanan dan Pengendalian

Penyimpanan yang betul adalah kritikal untuk mencegah penyerapan kelembapan, yang boleh menyebabkan "popcorning" (retak pakej) semasa refluks.

• Pakej Tertutup:Simpan pada ≤30°C dan ≤70% Kelembapan Relatif (RH). Gunakan dalam tempoh satu tahun.
• Pakej Terbuka:Simpan pada ≤30°C dan ≤60% RH. Komponen harus dipateri refluks dalam tempoh 168 jam (7 hari) selepas pendedahan. Untuk penyimpanan lebih lama, gunakan bekas tertutup dengan bahan pengering atau desikator nitrogen.
• Pembakaran:Jika terdedah lebih daripada 168 jam, bakar pada kira-kira 60°C selama sekurang-kurangnya 48 jam sebelum pemasangan untuk membuang kelembapan.

6.4 Pembersihan

Jika pembersihan selepas pateri diperlukan, gunakan hanya pelarut yang ditentukan. Rendaman dalam etil alkohol atau isopropil alkohol pada suhu bilik selama kurang daripada satu minit adalah disyorkan. Bahan kimia yang tidak ditentukan mungkin merosakkan pakej LED.

7. Pertimbangan Reka Bentuk Aplikasi

7.1 Kaedah Pendorongan

LED adalah peranti beroperasi arus. Untuk memastikan kecerahan seragam apabila mendorong berbilang LED, mereka harus disambung secara bersiri dengan perintang pembatas arus atau, lebih baik, didorong oleh sumber arus malar. Menyambung LED secara langsung selari tidak disyorkan kerana variasi dalam voltan hadapan (V_F), yang boleh membawa kepada ketidakseimbangan arus yang ketara dan kecerahan tidak sekata.

7.2 Pengurusan Terma

Walaupun penyerakan kuasa agak rendah (72mW maks), reka bentuk terma yang betul pada PCB masih penting, terutamanya apabila beroperasi pada suhu ambien tinggi atau hampir arus maksimum. Suhu simpang yang berlebihan akan mengurangkan output bercahaya dan memendekkan jangka hayat peranti. Memastikan kawasan kuprum yang mencukupi di sekitar pad pateri membantu dalam penyerakan haba.

7.3 Langkah Berjaga-jaga Aplikasi

Produk ini bertujuan untuk digunakan dalam peralatan elektronik komersial dan industri standard. Perundingan khas diperlukan untuk aplikasi yang memerlukan kebolehpercayaan luar biasa atau di mana kegagalan boleh membahayakan keselamatan, seperti dalam sistem kawalan penerbangan, sokongan hayat perubatan, atau pengangkutan. Pereka mesti mematuhi semua penarafan maksimum mutlak dan keadaan operasi yang disyorkan.

8. Spesifikasi Pembungkusan dan Gegelung

LED dibekalkan dalam pita pembawa timbul lebar 8mm yang dimeterai dengan pita penutup, dililit pada gegelung diameter 7 inci (178mm). Setiap gegelung mengandungi 2000 keping. Pembungkusan mematuhi spesifikasi ANSI/EIA-481. Butiran dimensi utama untuk poket pita dan hab/pinggir gegelung disediakan untuk memastikan keserasian dengan peralatan pemasangan automatik.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Pembeza utama LED kuning AlInGaP ini adalah gabungan sudut pandangan lebar 120 darjah (dibolehkan oleh lensa tersebar) dan sifat warna khusus sistem bahan AlInGaP, yang biasanya menawarkan kecekapan bercahaya tinggi dan kestabilan warna yang baik merentasi suhu dan arus berbanding dengan beberapa teknologi pemancar kuning lain. Struktur binning terperinci untuk V_F, I_V, dan λ_dmembolehkan pemilihan tepat dalam aplikasi kritikal warna atau kecerahan.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

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

Panjang Gelombang Puncak (λ_P) adalah panjang gelombang fizikal di mana LED memancarkan kuasa optik paling banyak. Panjang Gelombang Dominan (λ_d) adalah nilai yang dikira berdasarkan persepsi warna manusia (koordinat CIE) dan mewakili panjang gelombang tunggal warna spektrum tulen yang sepadan dengan warna yang dilihat LED. Untuk tujuan reka bentuk, panjang gelombang dominan adalah lebih relevan untuk spesifikasi warna.

10.2 Bolehkah saya mendorong LED ini pada 30mA secara berterusan?

Ya, 30mA DC adalah penarafan arus hadapan berterusan maksimum. Walau bagaimanapun, untuk jangka hayat dan kebolehpercayaan optimum, selalunya dinasihatkan untuk beroperasi di bawah maksimum mutlak, contohnya, pada arus ujian tipikal 20mA. Arus pemacu sebenar harus ditentukan berdasarkan kecerahan yang diperlukan dan keadaan terma aplikasi.

10.3 Mengapa terdapat had masa yang ketat untuk refluks selepas membuka pakej?

Pakej SMD boleh menyerap kelembapan dari atmosfera. Semasa proses pematerian refluks suhu tinggi, kelembapan yang terperangkap ini boleh mengewap dengan cepat, mencipta tekanan dalaman yang mungkin memecahkan pakej atau melapisi semula antara muka dalaman—kegagalan yang dikenali sebagai "popcorning." Jangka hayat lantai 168 jam adalah masa pendedahan maksimum yang disyorkan untuk risiko ini diuruskan, dengan andaian penyimpanan dalam had suhu dan kelembapan yang ditentukan.

11. Kajian Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

Senario: Mereka bentuk panel status penunjuk berbilang untuk penghala rangkaian.Panel memerlukan beberapa LED status kuning untuk menjadi seragam terang. Pereka memilih LED dari bin Keamatan yang sama (contohnya, Bin T1: 280-355 mcd) untuk memastikan variasi visual minimum. Untuk memudahkan reka bentuk bekalan kuasa, LED dari bin Voltan Hadapan yang lebih ketat (contohnya, Bin D3: 2.0-2.2V) dipilih. LED didorong dalam konfigurasi rentetan bersiri dari rel 12V menggunakan pemacu arus malar ditetapkan kepada 20mA, memastikan arus yang sama melalui setiap LED dan padanan kecerahan sempurna. Sudut pandangan lebar 120 darjah memastikan penunjuk jelas kelihatan dari pelbagai sudut dalam persekitaran pejabat. Susun atur PCB termasuk geometri pad yang disyorkan dan sambungan pelega terma kecil ke satah bumi untuk penyerakan haba.

12. Prinsip Operasi

LED ini berdasarkan pada struktur hetero semikonduktor Aluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP). Apabila voltan pincang hadapan melebihi tenaga jurang jalur bahan dikenakan, elektron dan lubang disuntik ke dalam kawasan aktif di mana mereka bergabung semula secara radiatif. Tenaga yang dibebaskan semasa penggabungan semula ini sepadan dengan foton dalam julat panjang gelombang kuning (kira-kira 590 nm). Lensa epoksi tersebar yang melindungi cip semikonduktor menyebarkan cahaya yang dipancarkan, melebarkan corak sinaran dari pancaran sempit kepada sudut pandangan 120 darjah yang ditentukan, mencipta penampilan yang lebih tersebar dan seragam sesuai untuk aplikasi penunjuk.

13. Trend Teknologi

Teknologi LED permukaan-pasang terus berkembang ke arah kecekapan lebih tinggi, saiz pakej lebih kecil, dan pembiakan warna yang lebih baik. Walaupun AlInGaP kekal sebagai bahan dominan untuk LED merah, oren, dan kuning berkecekapan tinggi, penyelidikan berterusan memberi tumpuan kepada mengoptimumkan struktur epitaksial dan sistem fosfor untuk menolak had kecekapan lebih jauh. Trend dalam pembungkusan termasuk reka bentuk pengurusan terma yang diperbaiki dalam tapak kaki yang sama dan pembangunan profil yang lebih nipis untuk elektronik pengguna ultra nipis. Dorongan untuk automasi dan kebolehpercayaan terus memperhalusi piawaian untuk pembungkusan pita-dan-gegelung dan keserasian pematerian refluks.