Spesifikasi LED SMD 0201 Merah AlInGaP - Dimensi 2.0x1.25x0.8mm - Voltan 2.0V - Kuasa 120mW - Dokumen Teknikal

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk Peranti Permukaan Dipasang (SMD) Diod Pemancar Cahaya (LED) miniatur dalam saiz pakej 0201. Peranti ini menggunakan bahan semikonduktor Aluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP) untuk menghasilkan pancaran cahaya merah. Direka untuk proses pemasangan automatik, LED ini sesuai untuk aplikasi yang mempunyai ruang terhad yang memerlukan penunjuk status yang boleh dipercayai atau lampu latar.

1.1 Kelebihan Teras dan Pasaran Sasaran

Kelebihan utama komponen ini termasuklah saiznya yang sangat padat, keserasian dengan peralatan pematerian semula alir inframerah dan pemilihan dan penempatan automatik volum tinggi, serta pematuhan dengan arahan alam sekitar RoHS. Saiz miniaturnya menjadikannya sesuai untuk diintegrasikan ke dalam pemasangan elektronik moden yang padat. Aplikasi sasaran merangkumi pelbagai bidang, termasuk tetapi tidak terhad kepada peralatan telekomunikasi (cth., telefon bimbit), peranti pengkomputeran mudah alih (cth., komputer riba), perkakasan rangkaian, peralatan rumah, dan papan tanda atau panel paparan dalaman di mana ia boleh berfungsi sebagai penunjuk status, lampu isyarat, atau lampu latar panel hadapan.

2. Parameter Teknikal: Tafsiran Objektif Mendalam

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Peranti ini dicirikan di bawah had persekitaran tertentu untuk memastikan kebolehpercayaan jangka panjang. Penarafan maksimum mutlak menentukan had tekanan di mana kerosakan kekal mungkin berlaku. Had utama termasuklah penyebaran kuasa 120 mW, arus kehadapan DC berterusan 30 mA, dan arus kehadapan puncak 100 mA di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms). Voltan songsang maksimum ialah 5 V. Julat suhu ambien operasi ditetapkan dari -30°C hingga +85°C, manakala julat suhu penyimpanan adalah dari -40°C hingga +100°C. Pengoperasian peranti di luar penarafan ini tidak disyorkan.

2.2 Ciri-ciri Elektro-Optik

Prestasi ditetapkan pada keadaan ujian piawai suhu ambien 25°C dan arus kehadapan (I_F) 20 mA. Keamatan pencahayaan (I_V) biasanya berada dalam julat 200 hingga 400 millicandelas (mcd). Sudut pandangan, ditakrifkan sebagai 2θ_1/2di mana keamatan menurun kepada separuh nilai paksi, adalah kira-kira 110 darjah, menunjukkan corak pandangan yang luas. Panjang gelombang pancaran puncak (λ_p) berpusat pada 631 nm. Panjang gelombang dominan (λ_d), yang menentukan warna yang dilihat, berada antara 619 nm dan 629 nm. Voltan kehadapan (V_F) pada 20 mA mempunyai nilai tipikal 2.0 V dan maksimum 2.4 V. Peranti ini menawarkan voltan tahanan Nyahcas Elektrostatik (ESD) 2 kV (Model Badan Manusia).

3. Penjelasan Sistem Pangkat Bin

Untuk memastikan konsistensi dalam reka bentuk aplikasi, LED disusun ke dalam bin berdasarkan parameter utama. Ini membolehkan pereka memilih komponen yang memenuhi keperluan litar khusus untuk penurunan voltan dan kecerahan.

3.1 Pembinanan Voltan Kehadapan (V_F)

Voltan kehadapan dikategorikan kepada beberapa bin, setiap satu dengan nilai minimum dan maksimum yang ditakrifkan diukur pada 20 mA. Sebagai contoh, kod bin VA1 meliputi V_Fdari 1.8V hingga 1.9V, manakala VC2 meliputi 2.3V hingga 2.4V. Toleransi ±0.10 V digunakan dalam setiap bin. Pembinanan ini adalah penting untuk mereka bentuk pemacu arus malar yang stabil dan memastikan kecerahan seragam apabila berbilang LED disambungkan secara selari.

3.2 Pembinanan Keamatan Pencahayaan (I_V)

Output pencahayaan dibin kepada dua kumpulan utama yang diukur pada 20 mA. Bin P1 termasuk LED dengan keamatan dari 200 mcd hingga 300 mcd, dan bin P2 termasuk LED dari 300 mcd hingga 400 mcd. Toleransi ±11% ditetapkan untuk setiap bin keamatan. Ini membolehkan pereka memilih tahap kecerahan yang sesuai untuk aplikasi mereka, sama ada untuk penunjuk keterlihatan tinggi atau lampu status kuasa rendah.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Walaupun lengkung grafik khusus dirujuk dalam datasheet (cth., Rajah 1 untuk taburan spektrum, Rajah 5 untuk sudut pandangan), tingkah laku tipikal mereka boleh diterangkan. Hubungan antara arus kehadapan (I_F) dan voltan kehadapan (V_F) adalah eksponen, ciri diod. Keamatan pencahayaan adalah berkadar secara kasar dengan arus kehadapan dalam julat operasi yang ditetapkan. Panjang gelombang dominan mungkin menunjukkan pekali suhu negatif yang sedikit, bermakna ia boleh beralih ke arah panjang gelombang yang lebih panjang (anjakan merah) apabila suhu simpang meningkat. Corak sudut pandangan biasanya Lambertian atau hampir-Lambertian untuk jenis pakej ini, memberikan pencahayaan yang luas dan sekata.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

Peranti ini mematuhi garis besar pakej standard EIA 0201. Dimensi utama termasuk panjang badan tipikal 2.0 mm, lebar 1.25 mm, dan ketinggian 0.8 mm. Toleransi dimensi biasanya ±0.2 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Kanta adalah jernih air, dan warna yang dipancarkan adalah merah daripada cip AlInGaP.

5.2 Pad Lekatan PCB dan Polariti yang Disyorkan

Corak land reka bentuk disediakan untuk pematerian semula alir inframerah atau fasa wap. Reka bentuk ini memastikan pembentukan sendi pateri yang betul dan kestabilan mekanikal. Komponen mempunyai terminal anod dan katod; polariti yang betul mesti dipatuhi semasa penempatan. Datasheet termasuk ilustrasi geometri pad yang disyorkan, termasuk dimensi untuk topeng pateri dan pad kuprum.

6. Panduan Pematerian dan Pemasangan

6.1 Profil Pematerian Semula Alir IR

Profil semula alir yang dicadangkan mematuhi J-STD-020B untuk proses bebas plumbum disediakan. Parameter utama termasuk suhu pra-pemanasan antara 150°C dan 200°C, masa pra-pemanasan sehingga maksimum 120 saat, suhu badan puncak tidak melebihi 260°C, dan masa di atas 217°C (likuidus) dihadkan kepada maksimum 10 saat. Adalah penting untuk mengikuti pencirian khusus PCB kerana reka bentuk papan dan jisim haba mempengaruhi profil akhir.

6.2 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% RH dan digunakan dalam tempoh satu tahun. Setelah beg dibuka, persekitaran penyimpanan tidak boleh melebihi 30°C dan 60% RH. Komponen yang terdedah kepada keadaan ambien selama lebih daripada 168 jam disyorkan untuk dibakar pada kira-kira 60°C selama sekurang-kurangnya 48 jam sebelum pematerian untuk mengelakkan keretakan popcorn semasa semula alir.

6.3 Pembersihan

Jika pembersihan diperlukan selepas pematerian, hanya pelarut berasaskan alkohol yang ditetapkan seperti etil alkohol atau isopropil alkohol harus digunakan. LED harus direndam pada suhu normal selama kurang daripada satu minit. Pembersih kimia yang tidak ditentukan mungkin merosakkan epoksi pakej.

7. Pembungkusan dan Maklumat Pesanan

Komponen dibekalkan dalam pembungkusan untuk pemasangan automatik. Ia dipasang pada pita pembawa timbul lebar 12 mm dan dililit pada gegelung diameter 7 inci (178 mm). Setiap gegelung mengandungi 4000 keping. Poket pita dimeterai dengan pita penutup atas. Pembungkusan mengikut spesifikasi ANSI/EIA-481. Untuk kuantiti pesanan kurang daripada gegelung penuh, kuantiti pembungkusan minimum 500 keping tersedia untuk baki.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Litar Aplikasi Biasa

LED adalah peranti berasaskan arus. Untuk kecerahan yang konsisten, terutamanya apabila berbilang LED digunakan secara selari, adalah sangat disyorkan untuk memacu setiap LED dengan perintang had arus sendiri yang disambung secara bersiri. Gambarajah litar ringkas akan menunjukkan sumber voltan (V_CC), perintang (R_S), dan LED secara bersiri. Nilai perintang dikira sebagai R_S= (V_CC- V_F) / I_F, di mana V_Fialah voltan kehadapan LED pada arus yang dikehendaki I_F.

.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

Pereka mesti mempertimbangkan pengurusan haba. Walaupun kecil, penyebaran kuasa 120 mW boleh meningkatkan suhu simpang jika laluan haba PCB tidak mencukupi, berpotensi mengurangkan output cahaya dan jangka hayat. Sudut pandangan yang luas (110°) menjadikannya sesuai untuk aplikasi di mana penunjuk perlu dilihat dari pelbagai sudut. Penarafan ESD 2 kV adalah tipikal untuk komponen gred pengguna; perlindungan ESD luaran tambahan mungkin diperlukan dalam persekitaran yang keras.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan LED SMD yang lebih besar (cth., 0603, 0805), pakej 0201 menawarkan pengurangan yang ketara dalam ruang papan, membolehkan reka bentuk ketumpatan yang lebih tinggi. Teknologi AlInGaP memberikan kecekapan pencahayaan yang tinggi dalam julat spektrum merah/jingga/amber berbanding teknologi lama seperti GaAsP. Keserasian yang ditetapkan dengan pematerian semula alir inframerah dan pra-pengkondisian JEDEC (Tahap 3) menunjukkan kesesuaian untuk proses pemasangan standard, kebolehpercayaan tinggi yang biasa dalam industri.

10. Soalan Lazim Berdasarkan Parameter Teknikal

S: Bolehkah saya memacu LED ini terus dari output logik 3.3V atau 5V?

J: Tidak. LED mesti dipacu dengan had arus. Menyambungkannya terus ke sumber voltan akan menyebabkan arus berlebihan mengalir, memusnahkan peranti. Sentiasa gunakan perintang bersiri atau pemacu arus malar.

S: Apakah perbezaan antara panjang gelombang puncak dan panjang gelombang dominan?_pJ: Panjang gelombang puncak (λ_d) ialah panjang gelombang di mana taburan kuasa spektrum adalah tertinggi. Panjang gelombang dominan (λ_d) diperoleh daripada rajah kromatisiti CIE dan mewakili panjang gelombang tunggal cahaya monokromatik tulen yang akan sepadan dengan warna yang dilihat LED. λ

lebih relevan untuk spesifikasi warna.

S: Bagaimanakah suhu mempengaruhi prestasi?

J: Biasanya, apabila suhu simpang meningkat, voltan kehadapan berkurangan sedikit, dan output pencahayaan berkurangan. Panjang gelombang dominan juga mungkin beralih. Beroperasi dalam julat suhu yang ditetapkan adalah penting untuk prestasi yang stabil.

11. Kes Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Pertimbangkan peranti boleh pakai padat yang memerlukan berbilang penunjuk status kuasa rendah (kuasa, sambungan Bluetooth, amaran bateri). Menggunakan LED merah 0201 membolehkan mereka diletakkan dalam susunan ketat di tepi peranti. Pin GPIO mikropengawal, dikonfigurasikan sebagai output litar terbuka, boleh menyerap arus melalui setiap LED melalui perintang bersiri 100Ω ke rel 3.3V, memberikan arus terkawal kira-kira (3.3V - 2.0V)/100Ω = 13 mA, yang berada dalam kawasan operasi selamat dan memberikan kecerahan yang mencukupi. Sudut pandangan yang luas memastikan penunjuk kelihatan walaupun peranti dipakai.

12. Pengenalan Prinsip Operasi

Pancaran cahaya dalam LED AlInGaP ini adalah berdasarkan elektroluminesens. Apabila voltan pincang kehadapan dikenakan merentasi simpang p-n, elektron dari rantau jenis-n dan lubang dari rantau jenis-p disuntik ke dalam rantau aktif. Di sana, mereka bergabung semula, melepaskan tenaga dalam bentuk foton. Tenaga jurang jalur khusus aloi semikonduktor AlInGaP menentukan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan, yang dalam kes ini berada dalam spektrum merah (~631 nm puncak). Kanta epoksi membungkus die semikonduktor, memberikan perlindungan mekanikal, dan membentuk corak output cahaya.

13. Trend Teknologi