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

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk Peranti Pemasangan Permukaan (SMD) Diod Pemancar Cahaya (LED) dalam format pakej miniatur 0603. Peranti ini direka untuk proses pemasangan papan litar bercetak (PCB) automatik, menjadikannya sesuai untuk pembuatan volum tinggi. Saiznya yang padat adalah sesuai untuk aplikasi yang mempunyai ruang terhad di mana ruang papan adalah berharga.

1.1 Kelebihan Teras dan Sasaran Pasaran

Kelebihan utama LED ini termasuk keserasiannya dengan peralatan "pick-and-place" automatik dan proses pateri refluks inframerah (IR), yang merupakan standard dalam pembuatan elektronik moden. Ia mematuhi piawaian industri yang berkaitan, termasuk RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya). Peranti ini dibungkus pada pita dan gegelung untuk pengendalian yang cekap di barisan pengeluaran.

Aplikasi sasaran adalah luas, merangkumi sektor seperti telekomunikasi (contohnya, penunjuk status dalam penghala, telefon), automasi pejabat (contohnya, lampu latar untuk papan kekunci, penunjuk panel), perkakas rumah, peralatan industri, dan pelbagai aplikasi pencahayaan untuk isyarat, simbol, dan papan tanda dalaman. Fungsi utamanya adalah sebagai penunjuk status atau sumber pencahayaan tahap rendah.

2. Parameter Teknikal: Tafsiran Objektif Mendalam

Bahagian ini memberikan analisis objektif yang terperinci mengenai parameter prestasi utama LED di bawah keadaan ujian standard (Ta=25°C).

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini menentukan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Ia tidak bertujuan untuk operasi berterusan.

• Pelesapan Kuasa (Pd):72 mW. Ini adalah jumlah kuasa maksimum yang boleh dilesapkan oleh pakej LED sebagai haba tanpa menjejaskan prestasi atau kebolehpercayaan.
• Arus Ke Hadapan Berterusan (IF):30 mA DC. Arus keadaan mantap maksimum yang boleh digunakan.
• Arus Ke Hadapan Puncak:80 mA, tetapi hanya di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms). Ini membolehkan kilasan intensiti tinggi yang singkat.
• Voltan Songsang (VR):5 V. Melebihi voltan ini dalam bias songsang boleh menyebabkan kegagalan serta-merta.
• Julat Suhu Operasi:-40°C hingga +85°C. Julat suhu ambien di mana LED dijamin beroperasi dalam spesifikasi.
• Julat Suhu Penyimpanan:-40°C hingga +100°C. Julat suhu untuk penyimpanan bukan operasi.

2.2 Ciri-ciri Elektro-Optik

Ini adalah parameter prestasi tipikal yang diukur pada arus ke hadapan (IF) 20 mA.

• Keamatan Bercahaya (Iv):Julat dari minimum 140.0 mcd hingga maksimum 450.0 mcd. Nilai sebenar bergantung pada bin pengeluaran (lihat Seksyen 3). Ini adalah ukuran kecerahan yang dirasakan oleh mata manusia.
• Sudut Pandangan (2θ1/2):Kira-kira 110 darjah. Ini adalah sudut penuh di mana keamatan bercahaya turun kepada separuh daripada nilai puncak (paksi). Sudut 110 darjah menunjukkan corak pandangan yang agak luas.
• Panjang Gelombang Puncak (λP):Biasanya 591 nm, meletakkannya dalam kawasan kuning spektrum cahaya nampak.
• Panjang Gelombang Dominan (λd):Ditentukan antara 584.5 nm dan 594.5 nm. Ini adalah panjang gelombang tunggal yang dirasakan oleh mata manusia yang paling sesuai dengan warna LED.
• Lebar Jalur Spektrum (Δλ):Kira-kira 15 nm. Ini menentukan penyebaran panjang gelombang yang dipancarkan di sekitar puncak, mempengaruhi ketulenan warna.
• Voltan Ke Hadapan (VF):Antara 1.8 V dan 2.4 V pada 20 mA. Ini adalah kejatuhan voltan merentasi LED semasa beroperasi. Toleransi untuk mana-mana unit adalah +/-0.1V dari nilai binnya.
• Arus Songsang (IR):Maksimum 10 μA pada VR=5V. Ini adalah arus bocor di bawah keadaan bias songsang.

3. Penjelasan Sistem Pembin

Untuk memastikan konsistensi dalam pengeluaran, LED disusun ke dalam bin berdasarkan parameter utama. Ini membolehkan pereka memilih bahagian yang memenuhi keperluan khusus untuk keseragaman warna dan kecerahan dalam aplikasi mereka.

3.1 Pembin Voltan Ke Hadapan (VF)

LED dikategorikan kepada tiga bin voltan (D2, D3, D4), setiap satu dengan julat 0.2V. Ini adalah penting untuk mereka bentuk litar had arus, terutamanya apabila berbilang LED disambung secara bersiri, untuk memastikan pengagihan arus yang sekata.

3.2 Pembin Keamatan Bercahaya (Iv)

Keamatan disusun kepada lima bin (R2, S1, S2, T1, T2), dengan nilai minimum dari 140.0 mcd hingga 355.0 mcd. Ini membolehkan pemilihan berdasarkan tahap kecerahan yang diperlukan. Toleransi +/-11% digunakan dalam setiap bin.

3.3 Pembin Panjang Gelombang Dominan (WD)

Konsistensi warna diuruskan melalui empat bin panjang gelombang (H, J, K, L), meliputi julat dari 584.5 nm hingga 594.5 nm. Ini memastikan warna kuning yang seragam merentasi semua LED yang digunakan dalam pemasangan.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Walaupun graf khusus dirujuk dalam lembaran data, implikasinya adalah kritikal untuk reka bentuk.

4.1 Arus Ke Hadapan vs. Voltan Ke Hadapan (Lengkung I-V)

Ciri I-V adalah tidak linear. Peningkatan kecil dalam voltan melebihi VF tipikal boleh membawa kepada peningkatan arus yang besar, berpotensi merosakkan. Oleh itu, LED mesti didorong oleh sumber terhad arus, bukan sumber voltan malar.

4.2 Keamatan Bercahaya vs. Arus Ke Hadapan

Output cahaya secara amnya berkadar dengan arus ke hadapan, tetapi hubungan ini mungkin menjadi tidak linear pada arus yang sangat tinggi. Beroperasi pada atau di bawah 20mA yang disyorkan memastikan prestasi stabil dan jangka hayat panjang.

4.3 Kebergantungan Suhu

Prestasi LED adalah sensitif kepada suhu. Biasanya, voltan ke hadapan berkurangan dengan peningkatan suhu, manakala kecekapan bercahaya (output cahaya per unit kuasa elektrik) juga berkurangan. Ini mesti dipertimbangkan untuk aplikasi yang beroperasi dalam julat suhu ambien yang luas.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

Peranti ini mematuhi tapak kaki standard 0603 (1.6mm x 0.8mm). Ketinggian tipikal adalah kira-kira 0.6mm. Lukisan dimensi terperinci harus dirujuk untuk reka bentuk corak tanah PCB yang tepat.

5.2 Pengenalpastian Polarity

Katod biasanya ditanda pada peranti, selalunya oleh warna hijau pada sisi kanta yang sepadan atau takuk dalam pakej. Tapak kaki PCB harus termasuk penunjuk polarity (contohnya, titik atau tanda "K") untuk mengelakkan penempatan yang salah.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

6.1 Profil Refluks IR yang Disyorkan

Lembaran data mengesyorkan profil yang mematuhi J-STD-020B untuk proses bebas plumbum. Parameter utama termasuk:

• Pra-panas:150-200°C untuk maksimum 120 saat untuk memanaskan papan dan komponen secara beransur-ansur.
• Suhu Puncak:Maksimum 260°C.
• Masa Atas Likuidus (TAL):Disyorkan maksimum 10 saat, dan proses refluks tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali.

Parameter ini adalah kritikal untuk mengelakkan kejutan haba, kecacatan sendi pateri, atau kerosakan pada struktur dalaman LED.

6.2 Keadaan Penyimpanan

LED adalah peranti sensitif lembapan (MSD).

• Pakej Tertutup:Simpan pada ≤30°C dan ≤70% RH. Gunakan dalam tempoh satu tahun dari tarikh pembungkusan.
• Pakej Terbuka:Simpan pada ≤30°C dan ≤60% RH. Jika terdedah kepada udara ambien selama lebih daripada 168 jam, pembakaran pada 60°C selama sekurang-kurangnya 48 jam diperlukan sebelum pateri untuk mengelakkan "popcorning" semasa refluks.

6.3 Pembersihan

Jika pembersihan diperlukan selepas pateri, hanya gunakan pelarut yang ditentukan seperti etil alkohol atau isopropil alkohol pada suhu bilik selama kurang daripada satu minit. Bahan kimia yang tidak ditentukan mungkin merosakkan kanta epoksi atau pakej.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Spesifikasi Pembungkusan

LED dibekalkan pada pita pembawa timbul lebar 12mm yang dililit pada gegelung diameter 7 inci (178mm). Setiap gegelung mengandungi 4000 keping. Poket pita dimeterai dengan pita penutup untuk melindungi komponen semasa penghantaran dan pengendalian.

7.2 Tafsiran Nombor Bahagian

Nombor bahagian (contohnya, LTST-010KSKT) biasanya mengkodkan maklumat tentang saiz pakej (010 untuk 0603), warna kanta (K untuk jernih air), dan bahan/warna cip (SKT mungkin menunjukkan formulasi kuning AlInGaP khusus). Penyahkodan tepat harus disahkan dengan panduan nomenklatur pengilang.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Litar Aplikasi Biasa

LED adalah peranti didorong arus. Kaedah pemacu yang paling biasa adalah menggunakan perintang had arus bersiri. Nilai perintang (R) dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (Vcc - VF) / IF, di mana Vcc adalah voltan bekalan, VF adalah voltan ke hadapan LED (gunakan maksimum dari bin untuk kebolehpercayaan), dan IF adalah arus ke hadapan yang dikehendaki (contohnya, 20mA). Untuk kecerahan malar merentasi julat Vcc atau suhu, litar pemacu arus malar adalah disyorkan.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Pengurusan Haba:Walaupun pelesapan kuasa adalah rendah, memastikan kawasan kuprum PCB yang mencukupi di sekitar pad boleh membantu melesapkan haba, terutamanya dalam suhu ambien tinggi atau apabila didorong pada arus yang lebih tinggi.
• Perlindungan ESD:LED boleh sensitif kepada nyahcas elektrostatik. Langkah berjaga-jaga pengendalian ESD standard harus dipatuhi semasa pemasangan.
• Reka Bentuk Optik:Sudut pandangan luas 110 darjah menjadikannya sesuai untuk aplikasi di mana penunjuk perlu dilihat dari pelbagai sudut. Untuk cahaya yang lebih diarahkan, optik sekunder (kanta) mungkin diperlukan.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan LED berwayar lama, jenis SMD ini menawarkan kelebihan ketara: saiz yang jauh lebih kecil, kesesuaian untuk pemasangan automatik (kos lebih rendah), kebolehpercayaan yang lebih baik kerana tiada wayar, dan keserasian dengan pemasangan PCB dua sisi. Dalam keluarga LED SMD, pakej 0603 menawarkan keseimbangan antara peminikroan dan kemudahan pengendalian/pembuatan, lebih besar daripada pakej 0402 tetapi lebih kecil daripada pakej 0805. Penggunaan teknologi AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida) untuk cahaya kuning biasanya menawarkan kecekapan yang lebih tinggi dan kestabilan suhu yang lebih baik berbanding teknologi lama seperti GaAsP pada GaP.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

10.1 Bolehkah saya memacu LED ini terus dari pin mikropengawal 3.3V atau 5V?

Tidak, tidak terus.Pin GPIO mikropengawal adalah sumber voltan, bukan sumber arus. Menyambungkan LED terus akan cuba menarik arus yang hanya dihadkan oleh rintangan dalaman pin dan rintangan dinamik LED, berkemungkinan melebihi arus maksimum mutlak dan memusnahkan LED. Sentiasa gunakan perintang had arus bersiri atau pemacu LED khusus.

10.2 Mengapa terdapat julat yang begitu luas dalam Keamatan Bercahaya (140-450 mcd)?

Julat ini mewakili penyebaran keseluruhan merentasi semua bin pengeluaran. Dengan menentukan kod bin tertentu (contohnya, T2), anda boleh mendapatkan LED dengan julat keamatan yang lebih ketat (355-450 mcd), memastikan kecerahan yang konsisten dalam produk anda. Sistem pembin membolehkan pengoptimuman kos dengan menggunakan bin yang berbeza untuk keperluan kecerahan yang berbeza.

10.3 Apa yang berlaku jika saya memateri LED ini dengan profil pateri berwayar standard?

Profil pateri berwayar mempunyai suhu puncak yang lebih tinggi (selalunya > 260°C). Melebihi puncak 260°C yang disyorkan boleh menyebabkan beberapa isu: degradasi kanta epoksi (menguning), kerosakan pada ikatan wayar dalam pakej, atau tekanan haba membawa kepada kegagalan awal. Sentiasa gunakan profil bebas plumbum yang disyorkan atau profil suhu rendah yang dikawal dengan teliti.

11. Kes Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Kes: Mereka Bentuk Panel Penunjuk Status untuk Suis Rangkaian

Seorang pereka memerlukan berbilang LED status kuning untuk penunjuk aktiviti port pada panel hadapan suis rangkaian. Panel mempunyai ruang terhad, memerlukan komponen kecil. Pakej 0603 dipilih. Untuk memastikan penampilan seragam, pereka menentukan satu bin panjang gelombang (contohnya, K: 589.5-592.0 nm) dan satu bin keamatan (contohnya, S2: 224-280 mcd) untuk semua LED dalam Senarai Bahan (BOM). Litar pemacu menggunakan rel 3.3V. Dengan mengandaikan VF 2.2V (tengah bin D3) dan sasaran IF 20mA, perintang had arus dikira sebagai R = (3.3V - 2.2V) / 0.020A = 55 Ohm. Perintang standard 56-Ohm dipilih. Corak tanah PCB direka bentuk mengikut susun atur pad yang disyorkan oleh lembaran data untuk memastikan pateri yang boleh dipercayai dan penyelarasan diri yang betul semasa refluks.

12. Pengenalan Prinsip Operasi

LED adalah diod semikonduktor. Apabila voltan ke hadapan dikenakan, elektron dari semikonduktor jenis-n dan lubang dari semikonduktor jenis-p disuntik ke dalam kawasan aktif (persimpangan). Apabila elektron bergabung semula dengan lubang, tenaga dibebaskan. Dalam LED, tenaga ini dibebaskan dalam bentuk foton (cahaya). Panjang gelombang khusus (warna) cahaya ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan semikonduktor yang digunakan dalam kawasan aktif. Untuk LED kuning ini, sistem bahan adalah AlInGaP, yang mempunyai jurang jalur yang sepadan dengan cahaya kuning (~590 nm). Kanta epoksi jernih air membungkus cip, memberikan perlindungan mekanikal, dan membantu membentuk pancaran output cahaya.

13. Trend Teknologi

Trend umum dalam LED SMD adalah ke arah beberapa bidang utama:

1. Peningkatan Kecekapan:Penambahbaikan berterusan dalam sains bahan (seperti epitaksi AlInGaP dan InGaN yang lebih baik) menghasilkan lebih banyak lumen per watt (lm/W), mengurangkan penggunaan kuasa untuk output cahaya yang sama.
2. Peminikroan:Pakej terus mengecil (contohnya, 0402, 0201) untuk membolehkan produk akhir yang lebih kecil, walaupun ini menimbulkan cabaran untuk pengurusan haba dan pengendalian.
3. Kebolehpercayaan dan Kestabilan Lebih Tinggi:Penambahbaikan dalam bahan dan proses pembungkusan membawa kepada jangka hayat yang lebih panjang dan konsistensi prestasi yang lebih baik merentasi suhu dan masa.
4. Penyelesaian Bersepadu:Terdapat pergerakan ke arah LED dengan perintang had arus terbina dalam atau bahkan cip pemacu ringkas dalam pakej yang sama, memudahkan reka bentuk litar untuk pengguna akhir.
5. Konsistensi Warna:Toleransi pembin yang lebih ketat dan proses pembuatan yang diperbaiki secara berterusan meningkatkan keseragaman warna merentasi kumpulan pengeluaran.

LED kuning AlInGaP 0603 khusus ini mewakili penyelesaian yang matang, boleh dipercayai, dan kos efektif dalam landskap teknologi yang berkembang ini.