Spesifikasi Teknikal LED SMD Kuning Hijau AlInGaP Sudut Pandangan 120 Darjah - Dimensi Pakej - Voltan Hadapan 1.8-2.4V @20mA - Keamatan Pencahayaan 56-180mcd

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk Peranti Permukaan-Pasang (SMD) Diod Pemancar Cahaya (LED) yang padat dan berprestasi tinggi. Peranti ini menggunakan bahan semikonduktor Aluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP) untuk menghasilkan output cahaya Kuning Hijau. Ia direka dalam format pakej EIA standard, menjadikannya serasi dengan peralatan pemasangan pick-and-place automatik dan proses pematerian reflow inframerah (IR) standard. LED dibekalkan pada pita 12mm standard industri yang dipasang pada gegelung berdiameter 7 inci, memudahkan pembuatan dalam kuantiti yang besar.

1.1 Kelebihan Teras dan Sasaran Pasaran

Kelebihan utama LED ini termasuk saiznya yang mini, kesesuaian untuk pemasangan automatik, dan pematuhan dengan profil pematerian reflow bebas plumbum (Pb-free). Ia direka untuk aplikasi yang mempunyai ruang terhad di mana prestasi yang boleh dipercayai dan pemasangan yang cekap adalah kritikal. Sasaran pasaran merangkumi pelbagai elektronik pengguna dan industri, termasuk tetapi tidak terhad kepada peralatan telekomunikasi (cth., telefon tanpa wayar dan telefon bimbit), peranti pengkomputeran mudah alih (cth., komputer riba), perkakasan rangkaian, peralatan rumah, dan papan tanda dalaman atau lampu latar paparan. Fungsi utamanya adalah sebagai penunjuk status, pencahayaan isyarat, atau untuk pencahayaan panel hadapan.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

Semua ciri elektrik dan optik dinyatakan pada suhu ambien (Ta) 25°C melainkan dinyatakan sebaliknya. Memahami parameter ini adalah penting untuk reka bentuk litar yang betul dan memastikan kebolehpercayaan jangka panjang.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini menentukan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di bawah atau pada had ini tidak dijamin dan harus dielakkan dalam reka bentuk.

• Pelesapan Kuasa (Pd):72 mW. Ini adalah jumlah maksimum kuasa yang boleh dipancarkan oleh pakej sebagai haba.
• Arus Hadapan Berterusan (IF):30 mA DC. Arus keadaan mantap maksimum untuk operasi yang boleh dipercayai.
• Arus Hadapan Puncak:80 mA, dibenarkan hanya di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms).
• Voltan Songsang (VR):5 V. Peranti ini tidak direka untuk operasi bias songsang; melebihi voltan ini boleh menyebabkan kerosakan.
• Julat Suhu Operasi:-40°C hingga +85°C. Julat suhu ambien untuk fungsi normal.
• Julat Suhu Penyimpanan:-40°C hingga +100°C. Julat suhu selamat apabila peranti tidak berkuasa.

2.2 Ciri Elektro-Optik pada Ta=25°C (IF=20mA)

Ini adalah parameter prestasi tipikal di bawah keadaan ujian standard.

• Fluks Bercahaya (Φv):Julat dari minimum 0.17 lm hingga maksimum 0.54 lm. Jumlah output cahaya nampak.
• Keamatan Pencahayaan (Iv):Bersamaan dengan fluks, julat dari 56 mcd (millicandela) hingga 180 mcd. Ini adalah ukuran kecerahan yang dirasakan dalam arah tertentu.
• Sudut Pandangan (2θ1/2):120 darjah (tipikal). Ditakrifkan sebagai sudut penuh di mana keamatan pencahayaan adalah separuh daripada keamatan di pusat (0°). Ini menunjukkan corak cahaya yang luas dan menyebar.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λp):574 nm (tipikal). Panjang gelombang di mana output spektrum paling kuat.
• Panjang Gelombang Dominan (λd):Dinyatakan dari 564.5 nm hingga 576.5 nm. Ini adalah panjang gelombang tunggal yang dirasakan oleh mata manusia yang mentakrifkan warna (Kuning Hijau).
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):15 nm (tipikal). Lebar jalur spektrum yang dipancarkan pada separuh keamatan puncak, menunjukkan ketulenan warna.
• Voltan Hadapan (VF):Julat dari 1.8 V (min) hingga 2.4 V (maks) pada 20mA. Susutan voltan merentasi LED apabila mengalirkan arus.
• Arus Songsang (IR):Maksimum 10 μA pada VR=5V. Arus bocor kecil apabila voltan songsang dikenakan.

3. Penjelasan Sistem Binning

Untuk memastikan konsistensi dalam pengeluaran, LED disusun ke dalam bin prestasi. Ini membolehkan pereka memilih bahagian yang memenuhi keperluan khusus untuk kecerahan, voltan, dan warna.

3.1 Binning Fluks/Keamatan Bercahaya

Output bercahaya dikategorikan kepada lima bin (A2, B1, B2, C1, C2). Sebagai contoh, bin C2 menawarkan output tertinggi dengan fluks bercahaya antara 0.42 lm dan 0.54 lm, bersamaan dengan keamatan 140-180 mcd. Bin A2 adalah gred output terendah. Pereka mesti merujuk lembaran data untuk binning khusus nombor bahagian yang dipesan untuk meramalkan output cahaya dengan tepat.

3.2 Binning Voltan Hadapan

Voltan hadapan dibin kepada tiga kategori (D2, D3, D4) dengan toleransi ±0.1V dalam setiap bin.

• Bin D2: VF = 1.8V - 2.0V
• Bin D3: VF = 2.0V - 2.2V
• Bin D4: VF = 2.2V - 2.4V

Ini adalah kritikal untuk mereka bentuk litar pembatas arus, terutamanya dalam aplikasi berkuasa bateri di mana konsistensi voltan mempengaruhi arus dan seterusnya kecerahan.

3.3 Binning Hue (Panjang Gelombang Dominan)

Hue warna dikawal dengan membin panjang gelombang dominan kepada empat kumpulan (B, C, D, E), setiap satu dengan toleransi ±1 nm.

• Bin B: λd = 564.5 nm - 567.5 nm
• Bin C: λd = 567.5 nm - 570.5 nm
• Bin D: λd = 570.5 nm - 573.5 nm
• Bin E: λd = 573.5 nm - 576.5 nm

Ini memastikan keseragaman warna merentasi pelbagai LED yang digunakan dalam tatasusunan atau paparan.

4. Analisis Keluk Prestasi

Data grafik memberikan pandangan yang lebih mendalam tentang tingkah laku peranti di bawah pelbagai keadaan.

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

Keluk I-V adalah tidak linear, ciri diod. Voltan hadapan meningkat secara logaritma dengan arus. Pada arus operasi tipikal 20mA, VF berada dalam julat bin yang dinyatakan. Pereka mesti menggunakan keluk ini untuk memastikan litar pemacu menyediakan voltan yang mencukupi, terutamanya pada suhu rendah di mana VF meningkat.

4.2 Keamatan Pencahayaan Relatif vs. Arus Hadapan

Keluk ini menunjukkan bahawa output cahaya adalah berkadaran dengan arus hadapan dalam julat operasi standard. Walau bagaimanapun, memacu LED melebihi arus DC maksimum mutlaknya (30mA) tidak disyorkan, kerana ia boleh menyebabkan degradasi dipercepatkan, jangka hayat berkurangan, dan kegagalan berpotensi disebabkan oleh haba berlebihan.

4.3 Keamatan Pencahayaan Relatif vs. Suhu Ambien

Keamatan pencahayaan LED AlInGaP berkurangan apabila suhu ambien meningkat. Keluk ini adalah penting untuk aplikasi yang beroperasi dalam persekitaran suhu tinggi. Pereka mungkin perlu menurunkan nilai output cahaya yang dijangkakan atau melaksanakan pengurusan haba jika kecerahan konsisten diperlukan merentasi julat suhu yang luas.

4.4 Taburan Spektrum

Graf spektrum menunjukkan puncak sempit berpusat sekitar 574 nm (Kuning Hijau) dengan separuh lebar tipikal 15 nm. Ini mengesahkan ketulenan warna dan rantau panjang gelombang khusus cahaya yang dipancarkan.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej Peranti

LED mematuhi garis besar pakej SMD standard. Semua dimensi kritikal disediakan dalam milimeter dengan toleransi umum ±0.2 mm. Lukisan termasuk panjang badan, lebar, ketinggian, dan lokasi serta saiz pad pateri/terminal. Kanta dinyatakan sebagai \"Jernih Air\".

5.2 Susun Atur Pad Lampiran PCB yang Disyorkan

Gambar rajah corak land disediakan untuk mereka bentuk papan litar bercetak (PCB). Ini menunjukkan saiz pad kuprum dan jarak yang disyorkan untuk memastikan pembentukan sendi pateri yang betul semasa reflow, lekatan mekanikal yang baik, dan pelesapan haba yang berkesan dari terminal LED.

5.3 Pengenalpastian Polarity

Lembaran data harus menunjukkan pengenalpastian katod/anod pada pakej peranti, biasanya melalui tanda, takuk, atau saiz pad yang berbeza. Polarity yang betul mesti diperhatikan semasa pemasangan untuk mengelakkan kerosakan.

6. Garis Panduan Pematrian dan Pemasangan

6.1 Profil Pematrian Reflow IR

Profil suhu reflow terperinci disediakan, mematuhi J-STD-020B untuk proses bebas plumbum (Pb-free). Parameter utama termasuk:

• Pra-Panas/Rendam:Naik ke 150-200°C.
• Masa Di Atas Likuidus (TAL):Masa yang disyorkan dikekalkan.
• Suhu Puncak:Tidak boleh melebihi 260°C.
• Masa dalam 5°C dari Puncak:Perlu dihadkan (cth., maksimum 10 saat).

Profil ini menekankan kenaikan dan penyejukan terkawal untuk mengurangkan kejutan haba kepada komponen.

6.2 Pematrian Manual (Besi Pateri)

Jika kerja semula manual diperlukan, suhu hujung besi tidak boleh melebihi 300°C, dan masa pematrian per lead harus dihadkan kepada maksimum 3 saat. Pematrian harus dilakukan hanya sekali per pad untuk mengelakkan kerosakan pada pakej atau lekatan die dalaman.

6.3 Pembersihan

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

6.4 Penyimpanan dan Kepekaan Kelembapan

LED adalah sensitif kelembapan. Apabila dimeterai dalam beg kalis lembapan asal dengan penyerap lembap, ia harus disimpan pada ≤30°C dan ≤70% RH dan digunakan dalam tempoh satu tahun. Sebaik sahaja beg dibuka, \"hayat lantai\" bermula. Komponen harus disimpan pada ≤30°C dan ≤60% RH dan disyorkan untuk direflow IR dalam tempoh 168 jam (7 hari). Untuk penyimpanan melebihi tempoh ini, ia harus disimpan dalam bekas tertutup dengan penyerap lembap atau dalam persekitaran nitrogen. Komponen yang melebihi hayat lantai memerlukan prosedur pembakaran (lebih kurang 60°C selama sekurang-kurangnya 48 jam) sebelum pematrian untuk membuang kelembapan yang diserap dan mengelakkan \"popcorning\" semasa reflow.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Spesifikasi Pita dan Gegelung

Peranti dibekalkan pada pita pembawa timbul dengan pita penutup pelindung. Dimensi terperinci untuk poket pita, pic, dan gegelung disediakan, mematuhi piawaian ANSI/EIA-481. Gegelung standard adalah 7 inci diameter dan mengandungi 3000 keping. Kuantiti pembungkusan minimum 500 keping tersedia untuk pesanan baki. Pita memastikan keserasian dengan peralatan pemasangan automatik berkelajuan tinggi.

8. Nota Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

8.1 Litar Aplikasi Tipikal

LED memerlukan elemen pembatas arus secara bersiri, seperti perintang. Nilai perintang (R) boleh dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (Vsupply - VF) / IF, di mana VF adalah voltan hadapan LED pada arus IF yang dikehendaki. Menggunakan VF maksimum dari bin memastikan arus tidak melebihi had walaupun dengan toleransi komponen. Untuk ketepatan atau kecerahan boleh ubah, pemacu arus malar adalah disyorkan.

8.2 Pengurusan Haba

Walaupun pelesapan kuasa adalah rendah (72mW maks), reka bentuk haba yang berkesan pada PCB masih penting untuk jangka hayat, terutamanya dalam suhu ambien tinggi atau apabila dipacu pada arus tinggi. Memastikan kawasan kuprum yang mencukupi disambungkan ke pad haba LED membantu memancarkan haba dan mengekalkan output cahaya yang stabil.

8.3 Reka Bentuk untuk Pembuatan (DFM)

Patuhi susun atur pad PCB yang disyorkan dan profil reflow yang ditentukan. Pastikan muncung mesin pick-and-place serasi dengan saiz pakej. Sahkan persediaan pemakan pita sepadan dengan spesifikasi pita dan gegelung.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan teknologi lama seperti LED Gallium Fosfida (GaP), LED AlInGaP menawarkan kecekapan bercahaya yang jauh lebih tinggi, menghasilkan output yang lebih terang pada arus yang sama. Sudut pandangan 120 darjah menyediakan corak cahaya yang lebih luas dan menyebar berbanding LED sudut pandangan sempit, menjadikannya sesuai untuk penunjuk status yang perlu kelihatan dari pelbagai sudut. Pakej EIA standard memastikan keserasian plug-and-play dengan ekosistem alat pemasangan dan reka bentuk PCB sedia ada yang luas.

10. Soalan Lazim (FAQ)

10.1 Apakah perbezaan antara fluks bercahaya dan keamatan pencahayaan?

Fluks bercahaya (diukur dalam lumen, lm) adalah jumlah keseluruhan cahaya nampak yang dipancarkan oleh sumber dalam semua arah. Keamatan pencahayaan (diukur dalam candela atau millicandela, mcd) adalah jumlah cahaya yang dipancarkan dalam arah tertentu. Lembaran data LED ini menyediakan kedua-duanya, dengan keamatan diukur sepanjang paksi pusat (0°).

10.2 Bolehkah saya memacu LED ini tanpa perintang pembatas arus?

Tidak. LED adalah peranti berasaskan arus. Menyambungkannya terus ke sumber voltan akan menyebabkan arus berlebihan mengalir, dengan cepat memusnahkannya. Sentiasa gunakan perintang bersiri atau pemacu arus malar.

10.3 Mengapakah output cahaya berkurangan pada suhu tinggi?

Ini adalah ciri asas bahan semikonduktor. Peningkatan suhu menjejaskan kecekapan kuantum dalaman simpang pemancar cahaya, mengurangkan bilangan foton yang dihasilkan per elektron. Keluk prestasi dalam lembaran data mengukur kesan ini.

10.4 Bagaimanakah saya mentafsir kod bin semasa membuat pesanan?

Nombor bahagian penuh mungkin termasuk akhiran yang menandakan bin khusus untuk keamatan pencahayaan (cth., C2), voltan hadapan (cth., D3), dan panjang gelombang dominan (cth., E). Rujuk panduan pesanan pengilang. Jika bin khusus tidak dinyatakan, anda akan menerima bahagian dari taburan pengeluaran standard merentasi bin yang ditentukan.

11. Contoh Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

11.1 Penunjuk Status Kuasa Rendah

Dalam nod sensor IoT berkuasa bateri, LED boleh digunakan sebagai penunjuk \"denyutan jantung\" kuasa rendah. Menggunakan pin GPIO mikropengawal, LED boleh didenyut pada kitar tugas rendah (cth., 10ms hidup, 990ms mati) untuk menunjukkan aktiviti peranti sambil menggunakan arus purata minimum, seterusnya memanjangkan hayat bateri.

11.2 Lampu Latar Panel Hadapan untuk Papan Kekunci

Tatasusunan LED ini, diletakkan di belakang penyebar, boleh menyediakan lampu latar seragam untuk papan kekunci membran atau legenda pada panel kawalan. Sudut pandangan lebar 120 darjah membantu mencapai pencahayaan sekata merentasi permukaan panel. Pereka mesti memastikan jarak dan pemacu arus yang betul untuk memenuhi tahap kecerahan yang dikehendaki.

12. Pengenalan Prinsip Teknologi

LED ini berdasarkan teknologi semikonduktor Aluminium Indium Gallium Fosfida (AlInGaP). Apabila voltan hadapan dikenakan merentasi simpang p-n, elektron dan lubang disuntik ke dalam rantau aktif. Mereka bergabung semula, membebaskan tenaga dalam bentuk foton. Nisbah khusus Aluminium, Indium, Gallium, dan Fosfida dalam kekisi kristal menentukan tenaga jurang jalur, yang secara langsung mentakrifkan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, Kuning Hijau (~574 nm). Kanta epoksi \"Jernih Air\" membungkus die semikonduktor, memberikan perlindungan persekitaran, dan membentuk corak output cahaya.

13. Trend dan Perkembangan Industri

Trend umum dalam LED SMD adalah ke arah kecekapan bercahaya yang lebih tinggi (lebih banyak output cahaya per watt input elektrik), peningkatan konsistensi warna melalui binning yang lebih ketat, dan peningkatan kebolehpercayaan di bawah keadaan persekitaran yang sukar. Terdapat juga pembangunan berterusan dalam peminaturan (saiz pakej lebih kecil) dan integrasi (cth., LED dengan IC terbina untuk kawalan). Untuk aplikasi penunjuk, fokus kekal pada keberkesanan kos, kebolehpercayaan, dan keserasian dengan proses pemasangan maju seperti reflow dua sisi. Teknologi yang diterangkan dalam lembaran data ini mewakili penyelesaian matang dan diterima secara meluas untuk keperluan penunjuk standard.