Spesifikasi Lengkap LED SMD Kuning AlInGaP - 2.0x1.25x1.1mm - 2.4V - 62.5mW - Dokumen Teknikal

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk lampu LED peranti permukaan-pasang (SMD) yang menggunakan cip Aluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP) ultra-terang untuk menghasilkan cahaya kuning. Peranti ini dibungkus dalam pakej padat yang mematuhi piawaian industri, direka untuk proses pemasangan papan litar bercetak (PCB) automatik, termasuk pematerian reflow inframerah. Saiznya yang mini menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang mempunyai ruang terhad dalam pelbagai sektor elektronik.

1.1 Kelebihan dan Ciri Teras

LED ini menawarkan beberapa ciri utama yang meningkatkan kebolehgunaan dan kebolehpercayaannya dalam pembuatan elektronik moden:

• Pematuhan RoHS:Peranti ini dikilangkan untuk mematuhi arahan Sekatan Bahan Berbahaya, memastikan keselamatan alam sekitar.
• Cip AlInGaP Kecerahan Tinggi:Bahan semikonduktor ini memberikan pancaran cahaya kuning yang cekap dengan keamatan cahaya yang baik.
• Pembungkusan Mesra Automasi:Dibekalkan pada pita 8mm yang dililit pada gegelung berdiameter 7 inci, serasi dengan peralatan pick-and-place berkelajuan tinggi.
• Tapak Kaki Piawai:Mematuhi piawaian pakej EIA (Electronic Industries Alliance), memastikan kebolehoperasian reka bentuk.
• Keserasian Litar Bersepadu:Boleh didorong secara langsung oleh output aras logik piawai.
• Boleh Dipateri Reflow:Tahan terhadap profil pematerian reflow inframerah (IR) piawai yang digunakan dalam barisan pemasangan teknologi permukaan-pasang (SMT).

1.2 Aplikasi dan Pasaran Sasaran

Komponen ini direka untuk pelbagai fungsi penunjuk dan lampu latar dalam peralatan elektronik. Kawasan aplikasi utama termasuk:

• Peralatan Telekomunikasi:Penunjuk status dalam telefon tanpa wayar, telefon bimbit, dan perkakasan rangkaian.
• Pengkomputeran dan Automasi Pejabat:Lampu latar untuk kekunci dalam komputer riba, lampu status pada peranti persisian.
• Pengguna dan Perkakas Rumah:Penunjuk kuasa, mod, atau fungsi.
• Peralatan Perindustrian:Penunjuk panel untuk jentera dan sistem kawalan.
• Paparan dan Papan Tanda:Mikro-paparan dan luminari simbolik di mana sumber cahaya kuning padat diperlukan.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

Bahagian ini memberikan pecahan terperinci tentang had mutlak dan ciri operasi peranti. Semua parameter dinyatakan pada suhu ambien (Ta) 25°C melainkan dinyatakan sebaliknya.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi pada atau berhampiran had ini tidak disyorkan untuk prestasi yang boleh dipercayai.

• Pelesapan Kuasa (Pd):62.5 mW. Ini adalah jumlah maksimum kuasa yang boleh dilesapkan oleh pakej sebagai haba.
• Arus Hadapan Berterusan (IF):25 mA DC. Arus keadaan mantap maksimum untuk operasi yang boleh dipercayai.
• Arus Hadapan Puncak:60 mA, dibenarkan hanya di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms) untuk mengendalikan lonjakan sementara.
• Voltan Songsang (VR):5 V. Melebihi voltan ini dalam pincang songsang boleh menyebabkan kerosakan simpang.
• Julat Suhu Operasi:-30°C hingga +85°C. Julat suhu ambien untuk operasi peranti normal.
• Julat Suhu Penyimpanan:-40°C hingga +85°C. Julat suhu selamat untuk peranti apabila tidak dikuasakan.
• Suhu Pematerian:Tahan 260°C selama 10 saat semasa pematerian reflow (proses bebas plumbum).

2.2 Ciri Elektro-Optik

Ini adalah parameter prestasi tipikal yang diukur di bawah keadaan ujian yang ditentukan (IF = 20mA, Ta = 25°C).

• Keamatan Bercahaya (Iv):Julat dari 28.0 hingga 180.0 millicandelas (mcd). Nilai sebenar bergantung pada kod bin tertentu (lihat Seksyen 3). Diukur menggunakan penapis sensor kepada lengkung tindak balas mata fotopik CIE.
• Sudut Pandangan (2θ1/2):130 darjah. Ini adalah sudut penuh di mana keamatan bercahaya jatuh kepada separuh daripada nilai yang diukur pada paksi, menunjukkan kon pandangan yang luas.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λP):588 nm. Panjang gelombang pada titik tertinggi spektrum cahaya yang dipancarkan.
• Panjang Gelombang Dominan (λd):Julat dari 584.5 nm hingga 597.0 nm. Ini adalah panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia untuk mentakrifkan warna (kuning), diperoleh daripada rajah kromatisiti CIE. Nilai tertentu adalah bin.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):15 nm. Lebar spektrum pancaran pada separuh keamatan maksimumnya, menunjukkan ketulenan warna.
• Voltan Hadapan (VF):Antara 1.8V dan 2.4V pada 20mA. Susut voltan merentasi LED apabila mengalirkan arus.
• Arus Songsang (IR):Maksimum 10 μA apabila pincang songsang 5V dikenakan.

2.3 Pertimbangan Terma

Walaupun tidak digrafkan secara eksplisit dalam data yang diberikan, pengurusan terma adalah tersirat dalam penarafan. Had pelesapan kuasa 62.5mW dan suhu operasi maksimum 85°C adalah kritikal. Melebihi penarafan Pd akan meningkatkan suhu simpang, yang boleh membawa kepada penyusutan lumen yang dipercepatkan, anjakan voltan hadapan, dan akhirnya, kegagalan peranti. Pereka bentuk mesti memastikan susun atur PCB yang mencukupi dan, jika perlu, pelepasan terma untuk mengekalkan suhu simpang dalam had selamat semasa operasi.

3. Penjelasan Sistem Binning

Untuk memastikan konsistensi dalam pengeluaran besar-besaran, LED disusun ke dalam bin berdasarkan parameter utama. Ini membolehkan pereka bentuk memilih bahagian yang memenuhi keperluan khusus untuk warna, kecerahan, dan ciri elektrik.

3.1 Binning Voltan Hadapan (Vf)

LED dikategorikan oleh susut voltan hadapan mereka pada arus ujian 20mA. Ini adalah penting untuk mereka bentuk litar had arus dan memastikan kecerahan seragam dalam tatasusunan pelbagai LED yang dikuasakan oleh sumber voltan malar.

• Kod Bin F2:VF = 1.80V hingga 2.10V (±0.1V toleransi per bin).
• Kod Bin F3:VF = 2.10V hingga 2.40V (±0.1V toleransi per bin).

3.2 Binning Keamatan Bercahaya (Iv)

Binning ini menyusun LED berdasarkan intensiti output cahaya mereka, diukur dalam millicandelas (mcd) pada 20mA.

• Kod Bin N:28.0 - 45.0 mcd
• Kod Bin P:45.0 - 71.0 mcd
• Kod Bin Q:71.0 - 112.0 mcd
• Kod Bin R:112.0 - 180.0 mcd

Toleransi ±15% digunakan pada setiap bin keamatan.

3.3 Binning Hue (Panjang Gelombang Dominan)

Klasifikasi ini memastikan konsistensi warna dengan menyusun LED mengikut panjang gelombang dominan mereka, yang mentakrifkan warna kuning yang dilihat.

• Kod Bin H:584.5 - 587.0 nm
• Kod Bin J:587.0 - 589.5 nm
• Kod Bin K:589.5 - 592.0 nm
• Kod Bin L:592.0 - 594.5 nm
• Kod Bin M:594.5 - 597.0 nm

Toleransi ketat ±1nm dikekalkan untuk setiap bin panjang gelombang.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Walaupun data grafik khusus dirujuk dalam dokumen, lengkung tipikal untuk peranti sedemikian memberikan pandangan penting tentang kelakuannya di bawah pelbagai keadaan.

4.1 Ciri Arus vs. Voltan (I-V)

Lengkung I-V untuk LED AlInGaP adalah tidak linear, serupa dengan diod piawai. Di bawah voltan hadapan (VF), sangat sedikit arus mengalir. Setelah VF dicapai, arus meningkat dengan cepat dengan peningkatan voltan yang kecil. Ini menekankan kepentingan mendorong LED dengan sumber arus malar dan bukannya voltan malar untuk mencegah pelarian terma dan memastikan output cahaya yang stabil. Julat VF tipikal 1.8V hingga 2.4V pada 20mA adalah parameter reka bentuk utama untuk litar pemacu.

4.2 Keamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan

Output cahaya (keamatan bercahaya) adalah lebih kurang berkadar dengan arus hadapan dalam julat yang ketara. Walau bagaimanapun, kecekapan (lumen per watt) mungkin memuncak pada arus tertentu dan kemudian menurun pada arus yang lebih tinggi disebabkan oleh peningkatan kesan terma dan droop. Beroperasi pada atau di bawah arus ujian yang disyorkan 20mA memastikan kecekapan dan jangka hayat yang optimum.

4.3 Kebergantungan Suhu

Prestasi LED adalah sensitif kepada suhu. Apabila suhu simpang meningkat:

• Voltan Hadapan (VF):Berkurang. Ini boleh menjejaskan pengawalan arus dalam litar terhad perintang mudah.
• Keamatan Bercahaya (Iv):Berkurang. Output cahaya menurun apabila suhu meningkat.
• Panjang Gelombang Dominan (λd):Mungkin beralih sedikit, berpotensi menyebabkan perubahan warna yang halus.

Kesan ini menyerlahkan keperluan untuk reka bentuk terma yang baik, terutamanya dalam aplikasi kuasa tinggi atau suhu ambien tinggi.

4.4 Taburan Spektrum

Spektrum pancaran dicirikan oleh puncak pada 588 nm (kuning) dengan separuh lebar yang agak sempit 15 nm. Ini menunjukkan ketepuan warna yang baik. Panjang gelombang dominan (λd), yang mentakrifkan warna yang dilihat, dibin dengan teliti untuk memastikan konsistensi visual antara lot pengeluaran yang berbeza.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Peranti dan Polarity

Pakej LED mempunyai dimensi nominal. Katod biasanya ditandakan oleh warna hijau pada sisi peranti yang sepadan atau takuk dalam pakej. Polarity yang betul mesti diperhatikan semasa pemasangan untuk memastikan fungsi yang betul. Kanta adalah jernih air, membolehkan cahaya kuning asli dari cip AlInGaP dipancarkan tanpa penapisan warna.

5.2 Susun Atur Pad Lekatan PCB yang Disyorkan

Corak tanah (tapak kaki) yang disyorkan untuk PCB disediakan untuk memastikan pematerian yang boleh dipercayai. Corak ini termasuk saiz pad dan jarak yang sesuai untuk mencapai fillet pateri yang baik, memastikan kestabilan mekanikal, dan memudahkan pematerian reflow yang betul. Mematuhi susun atur yang disyorkan ini membantu mencegah tombstoning (komponen berdiri pada satu hujung) dan kecacatan pematerian lain.

6. Panduan Pematerian dan Pemasangan

6.1 Parameter Pematerian Reflow Inframerah

Peranti ini serasi dengan proses pematerian reflow inframerah bebas plumbum (Pb-free). Profil yang dicadangkan adalah kritikal untuk pemasangan yang berjaya tanpa merosakkan LED.

• Zon Pra-Panas:150°C hingga 200°C.
• Masa Pra-Panas:Maksimum 120 saat untuk meningkatkan suhu secara beransur-ansur dan mengaktifkan fluks.
• Suhu Puncak:Maksimum 260°C. Peranti boleh menahan suhu ini untuk masa yang terhad.
• Masa Di Atas Likuidus (pada puncak):Maksimum 10 saat. Peranti tidak boleh dikenakan suhu puncak lebih daripada tempoh ini, dan reflow tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali.

Parameter ini selaras dengan piawaian JEDEC. Profil sebenar mesti dicirikan untuk pemasangan PCB tertentu, dengan mengambil kira ketebalan papan, ketumpatan komponen, dan spesifikasi pes pateri.

6.2 Pematerian Tangan (Jika Perlu)

Jika pembaikan manual diperlukan, berhati-hati yang melampau diperlukan:

• Suhu Besi Pateri:Maksimum 300°C.
• Masa Pematerian:Maksimum 3 saat per sambungan pateri.
• Kekerapan:Pematerian tangan harus dilakukan hanya sekali untuk mengurangkan tekanan terma.

6.3 Pembersihan

Jika pembersihan selepas pateri diperlukan, hanya pelarut yang ditentukan harus digunakan untuk mengelakkan kerosakan pada pakej plastik. Agen yang disyorkan termasuk etil alkohol atau isopropil alkohol. LED harus direndam pada suhu normal selama kurang daripada satu minit. Cecair kimia yang tidak ditentukan tidak boleh digunakan.

6.4 Keadaan Penyimpanan dan Pengendalian

Kepekaan Nyahcas Elektrostatik (ESD):Walaupun tidak dinilai secara eksplisit sebagai sangat sensitif, berhati-hati adalah dinasihatkan. Pengendalian dengan tali pergelangan tangan dibumikan atau sarung tangan anti-statik adalah disyorkan. Semua peralatan dan stesen kerja mesti dibumikan dengan betul untuk mencegah kerosakan daripada elektrik statik atau lonjakan.

Kepekaan Kelembapan:Peranti mempunyai penarafan Tahap Kepekaan Kelembapan (MSL). Untuk pakej yang telah dibuka dan terdedah kepada kelembapan ambien:

• Reflow harus disiapkan dalam masa satu minggu (menunjukkan MSL 3).
• Untuk penyimpanan melebihi satu minggu, peranti harus disimpan dalam bekas tertutup dengan bahan pengering atau dalam persekitaran nitrogen.
• Jika disimpan di luar pembungkusan asal selama lebih daripada seminggu, pembakaran pada kira-kira 60°C selama sekurang-kurangnya 20 jam diperlukan sebelum pematerian untuk mengeluarkan kelembapan yang diserap dan mencegah "popcorning" semasa reflow.
• Beg tahan kelembapan yang tidak dibuka dengan bahan pengering mempunyai jangka hayat satu tahun apabila disimpan pada ≤30°C dan ≤90% kelembapan relatif.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Spesifikasi Pita dan Gegelung

LED dibekalkan dalam format pembungkusan yang dioptimumkan untuk pemasangan automatik:

• Lebar Pita:8 mm.
• Diameter Gegelung:7 inci (178 mm).
• Kuantiti per Gegelung:3000 keping.
• Kuantiti Pesanan Minimum:500 keping untuk baki kuantiti.
• Pengecapan Poket:Poket komponen kosong dimeterai dengan pita penutup.
• Komponen Hilang:Maksimum dua LED hilang berturut-turut dibenarkan setiap spesifikasi.
• Piawai:Pembungkusan mematuhi spesifikasi ANSI/EIA-481.

8. Cadangan Reka Bentuk Aplikasi

8.1 Pertimbangan Reka Bentuk Litar

Had Arus:LED adalah peranti didorong arus. Perintang had arus bersiri atau litar pemacu arus malar khusus adalah wajib apabila disambungkan ke sumber voltan. Nilai perintang boleh dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (Vsource - VF) / IF, di mana VF adalah voltan hadapan (gunakan nilai maks dari bin untuk keselamatan) dan IF adalah arus hadapan yang dikehendaki (contohnya, 20mA).

Sambungan Selari:Menyambungkan pelbagai LED secara selari terus ke sumber arus tunggal secara amnya tidak disyorkan disebabkan oleh variasi dalam voltan hadapan (bin Vf). Perbezaan kecil dalam Vf boleh menyebabkan satu LED menarik arus yang jauh lebih banyak daripada yang lain, membawa kepada kecerahan tidak sekata dan tekanan berlebihan yang berpotensi. Sambungan bersiri atau kawalan arus individu untuk setiap LED adalah lebih baik.

Perlindungan Voltan Songsang:Walaupun LED boleh bertahan sehingga 5V secara songsang, adalah amalan yang baik untuk mengelakkan pendedahan kepada pincang songsang. Dalam litar AC atau dwikutub, diod perlindungan secara selari (pincang songsang relatif kepada LED) mungkin diperlukan.

8.2 Pengurusan Terma dalam Aplikasi

Untuk aplikasi yang beroperasi pada suhu ambien tinggi atau pada arus berhampiran penarafan maksimum, pertimbangkan perkara berikut:

• Gunakan PCB dengan via terma di bawah pad terma LED (jika berkenaan) untuk mengalirkan haba ke lapisan lain atau penyejuk haba.
• Sediakan kawasan kuprum yang mencukupi pada PCB yang disambungkan ke pad pateri LED untuk bertindak sebagai penyejuk haba.
• Kurangkan arus operasi maksimum apabila suhu ambien meningkat melebihi 25°C untuk mengekalkan suhu simpang dalam had.

8.3 Integrasi Optik

Sudut pandangan luas 130 darjah menjadikan LED ini sesuai untuk aplikasi yang memerlukan kebolehlihatan yang luas. Untuk cahaya fokus atau diarahkan, kanta luaran atau pandu cahaya boleh digunakan. Kanta jernih air memastikan penyerapan cahaya kuning yang dipancarkan adalah minimum.

9. Penafian Kebolehpercayaan dan Skop Aplikasi

Peranti ini bertujuan untuk digunakan dalam peralatan elektronik komersial dan perindustrian piawai, termasuk pejabat, komunikasi, dan perkakas rumah. Untuk aplikasi yang memerlukan kebolehpercayaan luar biasa di mana kegagalan boleh membahayakan keselamatan, kesihatan, atau nyawa—seperti dalam penerbangan, pengangkutan, perubatan, atau sistem keselamatan kritikal—perundingan dan kelayakan khusus dengan pengilang komponen adalah penting sebelum reka bentuk masuk. Spesifikasi produk piawai mungkin tidak mencukupi untuk aplikasi kebolehpercayaan tinggi sedemikian.