Spesifikasi LED SMD Oren AlInGaP 0603 - Dimensi 1.6x0.8x0.6mm - Voltan 1.8-2.4V - Kuasa 72mW - Dokumen Teknikal MS

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk Peranti Permukaan-Pasang (SMD) Diod Pemancar Cahaya (LED) yang padat dan berprestasi tinggi. Peranti ini direka bentuk mengikut tapak kaki pakej 0603 piawai industri, menjadikannya sesuai untuk proses pemasangan automatik dan aplikasi yang mempunyai ruang terhad. LED ini memancarkan cahaya dalam spektrum oren menggunakan bahan semikonduktor Aluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP), yang terkenal dengan kecekapan dan ketulenan warnanya.

1.1 Ciri-ciri

• Mematuhi arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya).
• Dibungkus pada pita 8mm untuk keserasian dengan gegelung berdiameter 7 inci, memudahkan operasi pick-and-place automatik.
• Garis luar pakej EIA (Persekutuan Industri Elektronik) piawai.
• Input/output serasi dengan tahap logik litar bersepadu (IC).
• Direka untuk keserasian dengan peralatan penempatan automatik.
• Sesuai untuk digunakan dengan proses pematerian refluks inframerah (IR).
• Prasyarat kepada Tahap Kepekaan Kelembapan JEDEC (Majlis Kejuruteraan Peranti Elektron Bersama) 3, menunjukkan jangka hayat lantai 168 jam pada <30°C/60% RH selepas beg dibuka.

1.2 Aplikasi

LED ini serba boleh dan digunakan dalam pelbagai jenis peralatan elektronik yang memerlukan penunjuk yang padat dan boleh dipercayai. Kawasan aplikasi tipikal termasuk:

• Peralatan Telekomunikasi:Penunjuk status pada penghala, modem dan telefon bimbit.
• Automasi Pejabat:Lampu panel pada pencetak, pengimbas dan peranti pelbagai fungsi.
• Perkakas Rumah:Lampu status hidup/operasi.
• Peralatan Perindustrian:Penunjuk status mesin dan kerosakan.
• Kegunaan Am:Penunjuk status dan isyarat.
• Simbol Pencahayaan:Lampu latar untuk ikon dan simbol pada panel hadapan.
• Lampu Latar Panel Hadapan:Pencahayaan untuk butang dan paparan.

2. Penerangan Mendalam Spesifikasi Teknikal

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

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

• Pelesapan Kuasa (Pd):72 mW. Ini adalah jumlah maksimum kuasa yang boleh dipancarkan oleh peranti sebagai haba.
• Arus Hadapan Puncak (I_F(puncak)):80 mA. Ini adalah arus hadapan serta-merta maksimum yang dibenarkan, biasanya dinyatakan di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms) untuk mengelakkan terlalu panas.
• Arus Hadapan DC (I_F):30 mA. Ini adalah arus hadapan berterusan maksimum yang disyorkan untuk operasi jangka panjang yang boleh dipercayai.
• Julat Suhu Operasi:-40°C hingga +85°C. Peranti ini direka untuk berfungsi dalam julat suhu ambien ini.
• Julat Suhu Penyimpanan:-40°C hingga +100°C. Peranti boleh disimpan dalam julat ini tanpa kemerosotan apabila tidak dikuasakan.

2.2 Ciri-ciri Elektrik dan Optik

Jadual berikut menyenaraikan parameter prestasi tipikal yang diukur pada Ta=25°C dan arus hadapan (I_F) 20mA, melainkan dinyatakan sebaliknya. Ini adalah nilai yang dijangkakan di bawah keadaan operasi biasa.

Definisi Parameter Utama:

• Keamatan Bercahaya (I_V):Ukuran kuasa cahaya yang dipancarkan dalam arah tertentu, diukur dalam millicandelas (mcd). Ia diukur dengan penapis yang meniru tindak balas spektrum mata manusia (lengkung CIE).
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):Jumlah sudut (contohnya, 110°) di mana keamatan bercahaya adalah separuh daripada nilainya pada 0° (paksi). Sudut yang lebih luas memberikan corak cahaya yang lebih meresap.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_p):Panjang gelombang di mana kuasa output optik adalah maksimum (contohnya, 611 nm).
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):Panjang gelombang tunggal yang menentukan warna cahaya yang dilihat, diperoleh daripada gambar rajah kromatisiti CIE. Ia adalah parameter utama untuk spesifikasi warna.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):Lebar spektrum pancaran pada separuh daripada keamatan maksimumnya, menunjukkan ketulenan warna (contohnya, 17 nm). Nilai yang lebih kecil menunjukkan cahaya yang lebih monokromatik.
• Voltan Hadapan (V_F):Susutan voltan merentasi LED apabila arus hadapan tertentu mengalir (contohnya, 1.8V hingga 2.4V pada 20mA).
• Arus Songsang (I_R):Arus bocor kecil yang mengalir apabila voltan songsang (contohnya, 5V) dikenakan. Peranti ini tidak direka untuk operasi bias songsang.

3. Penjelasan Sistem Binning

Untuk memastikan konsistensi dalam pengeluaran, LED disusun ke dalam kumpulan prestasi atau "bin" yang berbeza berdasarkan parameter utama. Ini membolehkan pereka memilih bahagian yang memenuhi keperluan khusus untuk warna, kecerahan dan voltan.

3.1 Binning Voltan Hadapan (V_F)

LED dikategorikan mengikut voltan hadapan mereka pada 20mA. Ini adalah penting untuk mereka bentuk litar had arus dan memastikan kecerahan seragam dalam tatasusunan pelbagai LED.

3.2 Binning Keamatan Bercahaya (I_V)

LED disusun berdasarkan keamatan bercahaya minimum mereka. Binning ini memastikan tahap kecerahan minimum yang boleh diramal untuk bahagian yang dipilih.

3.3 Binning Panjang Gelombang Dominan (λ_d)

Ini adalah binning warna utama. LED dikumpulkan mengikut panjang gelombang dominan mereka untuk menjamin warna oren yang konsisten dalam toleransi ketat ±1 nm setiap bin.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Walaupun graf khusus dirujuk dalam lembaran data, lengkung prestasi tipikal untuk LED sedemikian memberikan pandangan reka bentuk yang berharga:

• Lengkung I-V (Arus-Voltan):Menunjukkan hubungan antara arus hadapan dan voltan hadapan. Ia adalah tidak linear, dengan voltan "lutut" ciri (sekitar 1.8-2.4V untuk peranti ini) di mana arus meningkat dengan cepat dengan peningkatan voltan kecil. Ini memerlukan penggunaan perintang had arus atau pemacu arus malar.
• Keamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan:Biasanya menunjukkan bahawa output cahaya meningkat secara linear dengan arus sehingga satu titik, selepas itu kecekapan mungkin menurun disebabkan pemanasan atau kesan lain.
• Keamatan Bercahaya vs. Suhu Ambien:Menunjukkan bahawa output cahaya umumnya berkurangan apabila suhu ambien meningkat. Ini adalah pertimbangan kritikal untuk aplikasi dalam persekitaran suhu tinggi.
• Taburan Spektrum:Plot kuasa optik relatif berbanding panjang gelombang, menunjukkan puncak sekitar 611 nm dengan lebar ciri (separuh lebar 17 nm).

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

Peranti ini mematuhi saiz pakej 0603 (metrik 1608) piawai: panjang kira-kira 1.6mm, lebar 0.8mm dan tinggi 0.6mm. Lukisan dimensi terperinci dengan toleransi (±0.2mm melainkan dinyatakan) disediakan untuk reka bentuk corak tanah PCB.

5.2 Pengenalpastian Polarity dan Reka Bentuk Pad

Katod biasanya ditanda pada peranti. Corak tanah PCB (susun atur pad) yang disyorkan untuk pematerian refluks inframerah atau fasa wap disediakan untuk memastikan pembentukan sendi pateri yang betul, penjajaran komponen dan pelepasan haba semasa pematerian.

6. Panduan Pematerian dan Pemasangan

6.1 Profil Pematerian Refluks

Profil refluks inframerah yang dicadangkan mematuhi J-STD-020B untuk proses bebas plumbum disertakan. Parameter utama termasuk:

• Pra-panas:150-200°C untuk maksimum 120 saat untuk memanaskan papan secara beransur-ansur dan mengaktifkan fluks.
• Suhu Puncak:Maksimum 260°C.
• Masa Melebihi Likuidus (TAL):Biasanya 60-90 saat, walaupun masa khusus bergantung pada profil.
• Jumlah Masa Pematerian:Maksimum 10 saat pada suhu puncak, dengan maksimum dua kitaran refluks dibenarkan.

Nota:Profil optimum bergantung pada reka bentuk PCB khusus, pes pateri dan ketuhar. Profil yang disediakan berfungsi sebagai sasaran generik berdasarkan piawaian JEDEC.

6.2 Pematerian Tangan

Jika pematerian tangan diperlukan, gunakan besi pemateri dengan suhu tidak melebihi 300°C. Masa sentuhan harus dihadkan kepada maksimum 3 saat, dan ini harus dilakukan hanya sekali untuk mengelakkan kerosakan haba pada cip LED dan pakej.

6.3 Pembersihan

Hanya gunakan agen pembersih yang ditentukan. Merendam LED dalam etil alkohol atau isopropil alkohol pada suhu bilik selama kurang daripada satu minit boleh diterima jika pembersihan diperlukan. Elakkan bahan kimia yang tidak ditentukan yang mungkin merosakkan kanta epoksi atau pakej.

6.4 Keadaan Penyimpanan

• Pakej Tertutup:Simpan pada ≤30°C dan ≤70% Kelembapan Relatif (RH). Produk mempunyai tempoh penggunaan yang disyorkan satu tahun dari tarikh kod apabila disimpan dalam beg penghalang kelembapan asal dengan pengering.
• Pakej Dibuka:Untuk komponen yang dikeluarkan dari beg tertutup, ambien penyimpanan tidak boleh melebihi 30°C dan 60% RH. Sangat disyorkan untuk melengkapkan proses refluks IR dalam masa 168 jam (1 minggu) pendedahan.
• Penyimpanan Lanjutan (Dibuka):Untuk penyimpanan melebihi 168 jam, letakkan komponen dalam bekas tertutup dengan pengering atau dalam pengering nitrogen. Komponen yang disimpan di luar beg asal selama lebih daripada 168 jam harus dibakar pada kira-kira 60°C selama sekurang-kurangnya 48 jam sebelum pematerian untuk mengeluarkan kelembapan yang diserap dan mengelakkan "popcorning" semasa refluks.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Spesifikasi Pita dan Gegelung

LED dibekalkan pada pita pembawa timbul dengan pita penutup pelindung.

• Saiz Gegelung:Diameter piawai 7 inci (178mm).
• Kuantiti per Gegelung:4000 keping.
• Kuantiti Pesanan Minimum (MOQ):500 keping untuk kuantiti baki.
• Dimensi Pita:Lebar pita pic 8mm. Dimensi terperinci untuk poket, pita dan gegelung disediakan, mematuhi spesifikasi ANSI/EIA-481.
• Kualiti:Poket komponen kosong dimeterai. Bilangan maksimum komponen hilang berturut-turut (lompat) pada gegelung adalah dua.

8. Nota Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

8.1 Litar Aplikasi Tipikal

Kaedah pacuan yang paling biasa ialah perintang had arus siri. Nilai perintang (R_s) boleh dikira menggunakan Hukum Ohm: R_s= (V_bekalan- V_F) / I_F. Gunakan V_Fmaksimum dari lembaran data (atau bin khusus) untuk memastikan arus tidak melebihi I_Fyang dikehendaki (contohnya, 20mA) di bawah keadaan terburuk. Untuk aplikasi yang memerlukan kecerahan konsisten atau operasi dalam julat voltan yang luas, pemacu arus malar disyorkan.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Pengurusan Haba:Walaupun kecil, LED menghasilkan haba. Pastikan kawasan kuprum PCB atau via haba yang mencukupi, terutamanya apabila beroperasi berhampiran arus maksimum atau dalam suhu ambien tinggi, untuk mengekalkan prestasi dan jangka hayat.
• Perlindungan ESD (Nyahcas Elektrostatik):LED sensitif kepada ESD. Urus dengan langkah berjaga-jaga ESD yang sesuai semasa pemasangan dan integrasi.
• Reka Bentuk Optik:Sudut pandangan lebar 110 darjah memberikan cahaya meresap. Untuk cahaya fokus, kanta luaran atau paip cahaya mungkin diperlukan.

9. Soalan Lazim (FAQ)

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

Panjang Gelombang Puncak (λ_p)adalah panjang gelombang fizikal di mana kuasa optik yang dipancarkan adalah tertinggi.Panjang Gelombang Dominan (λ_d)adalah panjang gelombang persepsi yang menentukan warna seperti yang dilihat oleh mata manusia, dikira dari gambar rajah CIE. Untuk LED monokromatik seperti oren ini, mereka sering hampir, tetapi λ_dadalah piawai untuk spesifikasi warna dan binning.

9.2 Bolehkah saya memacu LED ini tanpa perintang had arus?

No.Voltan hadapan LED mempunyai pekali suhu negatif dan berbeza dari unit ke unit. Menyambungkannya terus ke sumber voltan walaupun sedikit di atas V_Fakan menyebabkan arus berlebihan mengalir, membawa kepada terlalu panas dan kegagalan yang cepat. Perintang siri atau litar arus malar adalah wajib.

9.3 Mengapa terdapat had masa penyimpanan selepas membuka beg?

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 ("popcorning"). Had 168 jam dan prosedur pembakaran adalah langkah berjaga-jaga terhadap mod kegagalan ini.

9.4 Bagaimana saya mentafsir kod bin semasa membuat pesanan?

Nyatakan nombor bahagian bersama dengan kod bin yang dikehendaki untuk V_F, I_V, dan λ_d(contohnya, meminta bin D3, S1, R) untuk memastikan anda menerima LED dengan julat voltan hadapan khusus, kecerahan minimum dan panjang gelombang warna yang diperlukan untuk aplikasi anda, memastikan konsistensi sepanjang pengeluaran anda.

10. Prinsip dan Trend Teknikal

10.1 Prinsip Operasi

LED ini berdasarkan struktur semikonduktor AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida). Apabila voltan hadapan dikenakan, elektron dan lubang disuntik ke dalam kawasan aktif dari bahan jenis-n dan jenis-p, masing-masing. Mereka bergabung semula, membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi khusus aloi AlInGaP menentukan tenaga jurang jalur, yang secara langsung menentukan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, oren (~611 nm).

10.2 Trend Industri

Pasaran untuk LED SMD miniatur terus berkembang. Trend utama termasuk:

• Peningkatan Kecekapan:Penambahbaikan bahan dan pertumbuhan epitaksial yang berterusan menghasilkan kecekapan bercahaya yang lebih tinggi (lebih banyak output cahaya per watt elektrik input).
• Peminiaturan:Pakej lebih kecil daripada 0603 (contohnya, 0402, 0201) menjadi lebih biasa untuk peranti ultra-padat.
• Kebolehpercayaan Dipertingkatkan:Bahan dan proses pembungkusan yang diperbaiki membawa kepada jangka hayat operasi yang lebih panjang dan prestasi yang lebih baik di bawah keadaan persekitaran yang keras.
• Binning Lebih Ketat:Permintaan untuk warna dan kecerahan yang konsisten dalam aplikasi seperti paparan dan papan tanda mendorong keperluan untuk toleransi binning yang lebih sempit.
• Integrasi:LED semakin diintegrasikan dengan IC kawalan atau dibungkus dalam tatasusunan pelbagai cip untuk penyelesaian pencahayaan pintar.