Spesifikasi LED SMD Tiga Warna Putih Tersebar - Pakej 3.5x3.2x1.9mm - Voltan 1.8-3.7V - Kuasa 0.56-0.89W - Dokumen Teknikal

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk LED tiga warna prestasi tinggi yang dipasang permukaan. Peranti ini menggabungkan cip semikonduktor Merah, Hijau, dan Biru dalam satu pakej kanta putih tersebar, membolehkan penciptaan spektrum warna yang luas melalui operasi individu atau gabungan. Direka untuk proses pemasangan automatik, ia sesuai untuk aplikasi yang mempunyai ruang terhad memerlukan penunjuk status, lampu latar, atau pencahayaan simbolik.

1.1 Kelebihan Teras

• Mematuhi piawaian alam sekitar RoHS.
• Dibungkus pada pita 12mm untuk gegelung diameter 7 inci, serasi dengan peralatan pick-and-place berkelajuan tinggi.
• Tapak kaki pakej EIA yang distandardkan memastikan keserasian reka bentuk.
• Aras pemacu serasi dengan Litar Bersepadu (I.C.).
• Tahan terhadap proses pateri refluks inframerah, sesuai untuk pemasangan bebas plumbum.
• Prapra-syarat kepada piawaian kepekaan kelembapan JEDEC Tahap 3 untuk kebolehpercayaan.

1.2 Pasaran Sasaran

Komponen ini sesuai untuk pelbagai peralatan elektronik, termasuk tetapi tidak terhad kepada peranti telekomunikasi (telefon tanpa wayar/selular), pengkomputeran mudah alih (notebook), sistem rangkaian, perkakas rumah, panel kawalan industri, dan aplikasi papan tanda dalaman di mana penunjukan atau pencahayaan pelbagai warna diperlukan.

2. Parameter Teknikal: Tafsiran Objektif Mendalam

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Semua penarafan dinyatakan pada suhu persekitaran (Ta) 25°C. Melebihi had ini boleh menyebabkan kerosakan kekal.

• Pelesapan Kuasa (Pd):Berbeza mengikut warna: Hijau: 740 mW, Merah: 560 mW, Biru: 888 mW. Parameter ini mentakrifkan kuasa maksimum yang boleh dipancarkan LED sebagai haba.
• Arus Hadapan Puncak (I_F(PEAK)):Diukur di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms). Hijau/Merah: 400 mA, Biru: 500 mA.
• Arus Hadapan Berterusan (I_F):Arus DC maksimum yang dibenarkan. Hijau/Merah: 200 mA, Biru: 240 mA.
• Julat Suhu Operasi:-40°C hingga +85°C.
• Julat Suhu Penyimpanan:-40°C hingga +100°C.

2.2 Ciri-ciri Terma

Pengurusan terma adalah kritikal untuk prestasi dan jangka hayat LED.

• Suhu Simpang Maksimum (T_j):Hijau/Biru: 125°C, Merah: 115°C. Die semikonduktor tidak boleh melebihi suhu ini.
• Rintangan Terma, Simpang-ke-Persekitaran (R_θJA):Hijau: 70 °C/W, Merah/Biru: 40 °C/W. Nilai ini menunjukkan betapa berkesannya haba dipindahkan dari cip ke udara sekeliling. Nilai yang lebih rendah menandakan prestasi terma yang lebih baik. Nilai yang lebih tinggi untuk cip hijau mungkin memerlukan reka bentuk terma yang lebih berhati-hati dalam aplikasi kuasa tinggi.

2.3 Ciri-ciri Elektrik & Optik

Diukur pada Ta=25°C di bawah arus ujian yang ditentukan (Merah: 150mA, Hijau/Biru: 120mA).

• Keamatan Bercahaya (I_v):Kecerahan yang dirasakan. Hijau: 8000-17000 mcd, Merah: 5500-13000 mcd, Biru: 1500-3200 mcd. Mata manusia kurang sensitif kepada cahaya biru, mengakibatkan nilai mcd yang lebih rendah untuk kuasa sinaran yang serupa.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):Biasanya 120 darjah. Sudut lebar ini, difasilitasi oleh kanta tersebar, menyediakan output cahaya seragam, bukan berarah yang sesuai untuk pencahayaan panel.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):Mentakrifkan warna yang dirasakan. Hijau: 515-530 nm, Merah: 615-630 nm, Biru: 448-463 nm.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_p):Panjang gelombang di mana taburan kuasa spektrum adalah maksimum. Biasanya: Hijau: 521 nm, Merah: 631 nm, Biru: 445 nm.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):Lebar jalur cahaya yang dipancarkan. Biasanya: Hijau: 30 nm, Merah: 20 nm, Biru: 25 nm.
• Voltan Hadapan (V_F):Penurunan voltan merentasi LED pada arus ujian. Hijau/Biru: 2.7-3.7 V, Merah: 1.8-2.8 V. Cip merah, biasanya berdasarkan AlInGaP, mempunyai jurang jalur yang lebih rendah dan oleh itu voltan hadapan yang lebih rendah daripada cip hijau dan biru berasaskan InGaN.
• Arus Songsang (I_R):Maksimum 10 μA pada V_R=5V. Peranti ini tidak direka untuk operasi bias songsang; parameter ini adalah untuk tujuan ujian sahaja.

3. Penjelasan Sistem Binning

LED disusun ke dalam bin berdasarkan parameter optik utama untuk memastikan konsistensi warna dan kecerahan dalam satu kelompok pengeluaran.

3.1 Binning Keamatan Bercahaya

Unit: mcd @ arus ujian yang ditentukan. Setiap kod bin (L1-L8) mentakrifkan julat min/maks untuk setiap warna. Contohnya, bin L1 untuk Hijau meliputi 8000-12000 mcd, manakala L5 meliputi 12000-17000 mcd. Toleransi dalam setiap bin keamatan adalah +/-11%.

3.2 Binning Panjang Gelombang Dominan

Unit: nm @ arus ujian yang ditentukan. Kod bin D1-D9 mentakrifkan julat panjang gelombang sempit untuk setiap warna (contohnya, D1 untuk Hijau: 515-520 nm, D7: 525-530 nm). Toleransi untuk setiap bin panjang gelombang dominan adalah +/- 1 nm, membolehkan padanan warna yang tepat.

4. Analisis Keluk Prestasi

4.1 Keamatan Relatif vs. Panjang Gelombang (Spektrum)

Keluk taburan spektrum menunjukkan puncak yang berbeza, agak sempit untuk setiap cip warna, mengesahkan ketulenan pancaran merah, hijau, dan biru. Nilai separuh lebar menunjukkan ketulenan spektrum, dengan merah menjadi yang paling sempit.

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

Keluk I-V menunjukkan hubungan eksponen tipikal diod. Keluk untuk Hijau dan Biru selari rapat kerana sistem bahan InGaN mereka yang serupa dan jurang jalur yang lebih tinggi, manakala keluk Merah teralih ke voltan yang lebih rendah.

4.3 Arus Hadapan vs. Suhu Persekitaran (Keluk Penurunan)

Graf ini menunjukkan arus hadapan berterusan maksimum yang dibenarkan berkurangan apabila suhu persekitaran meningkat. Penurunan ini adalah penting untuk mengelakkan suhu simpang melebihi penarafan maksimumnya. Keluk berbeza sedikit antara warna kerana variasi dalam rintangan terma dan suhu simpang maksimum.

4.4 Keamatan Bercahaya Relatif vs. Arus Hadapan

Output cahaya meningkat dengan arus tetapi menunjukkan tingkah laku sub-linear pada arus yang lebih tinggi, terutamanya disebabkan oleh kesan terma dan penurunan kecekapan. Ini menekankan kepentingan memacu LED dalam julat yang ditentukan untuk kecekapan dan jangka hayat yang optimum.

4.5 Taburan Spatial (Corak Sudut Pandangan)

Rajah kutub mengesahkan corak pancaran seperti Lambertian dengan sudut pandangan penuh kira-kira 120 darjah, ciri kanta tersebar yang menyerakkan cahaya untuk mencipta pencahayaan yang luas dan sekata.

5. Maklumat Mekanikal & Pembungkusan

5.1 Dimensi Pakej

Pakej SMD berukuran kira-kira 3.5mm (L) x 3.2mm (W) x 1.9mm (H). Semua dimensi adalah dalam milimeter dengan toleransi piawai ±0.2mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Lukisan dimensi terperinci harus dirujuk untuk susun atur pad yang tepat dan kawasan larangan.

5.2 Penetapan Pin

Pakej 6-pin memberikan anod dan katod individu untuk setiap cip warna: Pin 1 & 6: Biru, Pin 2 & 5: Merah, Pin 3 & 4: Hijau. Konfigurasi ini membolehkan kawalan bebas setiap warna.

5.3 Pad Lekatan PCB yang Disyorkan

Corak landasan disediakan untuk memastikan pateri yang betul, kestabilan mekanikal, dan konduksi terma optimum dari LED. Mematuhi cadangan ini adalah penting untuk hasil pemasangan dan kebolehpercayaan jangka panjang.

6. Panduan Pateri & Pemasangan

6.1 Profil Refluks IR yang Disyorkan

Profil pateri refluks terperinci yang mematuhi J-STD-020B untuk proses bebas plumbum ditentukan. Profil ini termasuk peringkat pemanasan awal, rendaman, refluks (suhu puncak), dan penyejukan dengan had masa dan suhu yang ditakrifkan untuk mengelakkan kerosakan terma pada pakej LED dan die dalaman.

6.2 Pembersihan

Jika pembersihan selepas pateri diperlukan, hanya rendaman dalam etil alkohol atau isopropil alkohol pada suhu biasa selama kurang daripada satu minit disyorkan. Bahan kimia yang tidak ditentukan mungkin merosakkan kanta epoksi atau pakej.

6.3 Keadaan Penyimpanan

Pakej Tertutup:Simpan pada ≤30°C dan ≤70% Kelembapan Relatif (RH). Komponen dinilai untuk jangka hayat lantai satu tahun dalam beg kalis lembap dengan penyerap lembapan.
Pakej Terbuka:Untuk komponen yang dikeluarkan dari beg tertutup mereka, persekitaran penyimpanan tidak boleh melebihi 30°C dan 60% RH. Adalah disyorkan untuk melengkapkan refluks IR dalam masa 168 jam (7 hari) pendedahan. Untuk penyimpanan yang lebih lama, gunakan bekas tertutup dengan penyerap lembapan atau pengering nitrogen.

7. Maklumat Pembungkusan & Pesanan

7.1 Spesifikasi Pita dan Gegelung

Komponen dibekalkan pada pita pembawa timbul lebar 12mm yang dililit pada gegelung diameter 7 inci (178mm). Kuantiti gegelung piawai ialah 1500 keping. Kuantiti pembungkusan minimum 500 keping tersedia untuk pesanan baki. Pembungkusan mematuhi spesifikasi EIA-481-1-B.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Litar Aplikasi Biasa

Setiap saluran warna memerlukan perintang pembatas arus bersiri dengan LED. Nilai perintang dikira sebagai R = (V_bekalan- V_F) / I_F, di mana V_Fdan I_Fadalah voltan hadapan dan arus sasaran untuk warna tertentu. Pengawal mikro atau pemacu LED IC khusus boleh digunakan untuk pendim PWM atau pencampuran warna.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Pengurusan Terma:Pastikan kawasan kuprum PCB (pad terma) dan pengudaraan yang mencukupi untuk menguruskan pelesapan haba, terutamanya untuk saluran hijau yang mempunyai rintangan terma yang lebih tinggi.
• Pemacu Arus:Jangan melebihi arus hadapan DC maksimum mutlak. Untuk jangka hayat yang dipanjangkan dan output warna yang stabil, pertimbangkan untuk beroperasi di bawah penarafan maksimum.
• Perlindungan ESD:Walaupun tidak dinyatakan secara eksplisit sebagai sensitif, langkah berjaga-jaga pengendalian ESD piawai untuk peranti semikonduktor adalah disyorkan semasa pemasangan.

9. Perbandingan & Pembezaan Teknikal

LED tiga warna ini dalam pakej putih tersebar menawarkan kelebihan utama:

• Penyelesaian Bersepadu:Menggabungkan tiga warna diskret dalam satu pakej, menjimatkan ruang PCB dan memudahkan pemasangan berbanding menggunakan tiga LED berasingan.
• Keupayaan Pencampuran Warna:Membolehkan penjanaan warna sekunder (kuning, sian, magenta) dan putih dengan mengawal keamatan setiap cip warna primer secara bebas.
• Penampilan Seragam:Kanta putih tersebar menggabungkan cahaya dari cip individu apabila dilihat di luar paksi, memberikan penampilan putih susu yang konsisten apabila dimatikan, dan cahaya berwarna seragam apabila dihidupkan.
• Kecerahan Tinggi:Menawarkan keamatan bercahaya tinggi merentasi ketiga-tiga warna, sesuai untuk aplikasi yang memerlukan kebolehlihatan yang baik walaupun dalam keadaan yang terang.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

10.1 Bolehkah saya memacu ketiga-tiga warna serentak pada arus maksimum mereka?

Tidak. Jumlah pelesapan kuasa mesti dipertimbangkan. Memacu Merah (150mA @ ~2.3V = 345mW), Hijau (120mA @ ~3.2V = 384mW), dan Biru (120mA @ ~3.2V = 384mW) serentak akan mengakibatkan jumlah pelesapan dalaman kira-kira 1113mW, yang melebihi penarafan pelesapan kuasa maksimum untuk mana-mana cip tunggal (888mW maks untuk Biru) dan akan menyebabkan pemanasan berlebihan yang teruk. Reka bentuk terma mesti mengambil kira haba gabungan dari semua cip aktif.

10.2 Mengapakah voltan hadapan berbeza untuk setiap warna?

Voltan hadapan ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan semikonduktor. LED merah biasanya menggunakan AlInGaP yang mempunyai jurang jalur yang lebih rendah (~1.9-2.0 eV), mengakibatkan V_Fyang lebih rendah. LED Hijau dan Biru menggunakan InGaN dengan jurang jalur yang lebih tinggi (~2.4 eV untuk Hijau, ~2.7 eV untuk Biru), membawa kepada V_F.

yang lebih tinggi.

10.3 Bagaimanakah saya mencapai cahaya putih dengan LED ini?

Cahaya putih boleh dicipta dengan mencampurkan cahaya merah, hijau, dan biru dalam keamatan yang sesuai. Ini adalah proses pencampuran warna tambahan. Nisbah khusus (yang bergantung pada binning cip individu dan titik putih sasaran contohnya, putih sejuk, putih suam) mesti dikalibrasi melalui kawalan PWM atau aras arus yang diselaraskan untuk setiap saluran.

11. Kes Penggunaan PraktikalSenario: Penunjuk Status untuk Penghala Rangkaian:

Satu LED tiga warna boleh menggantikan tiga LED satu warna untuk menunjukkan pelbagai keadaan peranti: Hijau Pepejal untuk "Operasi Normal," Biru Berkelip untuk "Pemindahan Data," dan Merah Pepejal untuk "Ralat/Kerosakan." Ini memudahkan reka bentuk panel hadapan, mengurangkan bilangan komponen, dan membolehkan estetik yang lebih bersih dengan satu apertur bercahaya yang berubah warna.

12. Pengenalan Prinsip Operasi

Diod Pemancar Cahaya (LED) adalah peranti semikonduktor yang memancarkan cahaya melalui elektroluminesens. Apabila voltan hadapan dikenakan merentasi simpang p-n, elektron dan lubang bergabung semula di kawasan aktif, membebaskan tenaga dalam bentuk foton. Panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan semikonduktor yang digunakan. Dalam peranti ini, tiga cip semikonduktor berasingan (Merah: AlInGaP, Hijau/Biru: InGaN) ditempatkan bersama. Kanta epoksi putih tersebar membungkus cip, kedua-duanya untuk perlindungan dan untuk menyerakkan cahaya yang dipancarkan, mencipta sudut pandangan yang luas dan seragam.

13. Trend Teknologi