Pilih Bahasa

SMD LED Kuasa Sederhana Merah Pekat 67-21S - Pakej PLCC-2 - 2.0x1.25x0.7mm - 2.0-2.9V - 60mA - 40-100mW - Dokumen Teknikal

Dokumen data teknikal untuk SMD LED Kuasa Sederhana Merah Pekat dalam pakej PLCC-2. Ciri-ciri termasuk sudut pandangan luas 120°, pengelasan ANSI, pematuhan RoHS/REACH/Bebas Halogen, dan spesifikasi untuk pencahayaan hiasan, pertanian, dan am.
smdled.org | PDF Size: 0.3 MB
Penilaian: 4.5/5
Penilaian Anda
Anda sudah menilai dokumen ini
Kulit Dokumen PDF - SMD LED Kuasa Sederhana Merah Pekat 67-21S - Pakej PLCC-2 - 2.0x1.25x0.7mm - 2.0-2.9V - 60mA - 40-100mW - Dokumen Teknikal

Isi Kandungan

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk Peranti Permukaan Dipasang (SMD) LED Kuasa Sederhana yang menggunakan teknologi cip AlGaInP untuk memancarkan cahaya merah pekat. Komponen ini dibungkus dalam pakej PLCC-2 (Pembawa Cip Berpimpin Plastik) yang padat, direka untuk proses pemasangan automatik. Kelebihan utamanya termasuk kecekapan bercahaya yang tinggi, penggunaan kuasa sederhana sesuai untuk operasi berpanjangan, dan sudut pandangan yang sangat luas yang memastikan taburan cahaya sekata. Ciri-ciri ini menjadikannya pilihan serba boleh untuk pelbagai aplikasi pencahayaan di luar penggunaan penunjuk mudah.

1.1 Ciri Utama dan Pematuhan

1.2 Aplikasi Sasaran

LED ini direka untuk aplikasi pencahayaan yang memerlukan pancaran merah yang cekap. Kes penggunaan tipikal termasuk:

2. Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini menentukan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di bawah atau pada had ini tidak dijamin.

ParameterSimbolPenarafanUnit
Arus Hadapan (Berterusan)IF60mA
Arus Hadapan Puncak (Kitaran Tugas 1/10, denyut 10ms)IFP120mA
Pelesapan KuasaPd175mW
Suhu OperasiTT_opr-40 hingga +85°C
Suhu PenyimpananTT_stg-40 hingga +100°C
Rintangan Terma (Sambungan ke Titik Pateri)RR_th J-S50°C/W
Suhu Sambungan MaksimumTj115T_j
°CTSuhu Pateri (Reflow)T_sol-
260°C selama 10 saat.TSuhu Pateri (Tangan)T_sol-

350°C selama 3 saat.Nota Penting:

Peranti ini sensitif kepada nyahcas elektrostatik (ESD). Prosedur pengendalian ESD yang betul mesti diikuti semasa pemasangan dan pengendalian untuk mengelakkan kegagalan laten atau bencana.

3. Ciri Elektro-OptikParameter ini diukur pada suhu titik pateri (T_solder) 25°C dan mewakili prestasi tipikal di bawah keadaan yang ditentukan.Parameter

SimbolUnitMin.Typ.Max.KeadaanKuasa Radiometrik
Φ_eΦe40-100mWIFI_F = 60mA
Voltan HadapanVF2.0-2.9VIFV_F
VI_F = 60mASudut Pandangan (Sudut Separuh)-120-2θ_1/2IFdarjah
I_F = 60mAIR--50Arus SongsangVRI_R

µA
V_R = 5V
Nota:

1. Toleransi pada Kuasa Radiometrik ialah ±11%.

2. Toleransi pada Voltan Hadapan ialah ±0.1V.

4. Penjelasan Sistem Pengelasan

Untuk memastikan konsistensi warna dan prestasi dalam pengeluaran, LED disusun ke dalam kelas. Peranti ini menggunakan tiga kriteria pengelasan bebas.

4.1 Pengelasan Kuasa RadiometrikLED dikategorikan berdasarkan kuasa output optik mereka pada 60mA. Kod kelas adalah sebahagian daripada nombor pesanan produk.Kod KelasKuasa Min.Kuasa Maks.
Unit4050KeadaanIFB2
405060
506070
mW7080
I_F = 60mA80100

B3

50

60B46070B5
272.02.1VIF70
282.12.2
292.22.3
302.32.4
312.42.5
322.52.6
332.62.7
342.72.8
352.82.9

80

C1

801004.2 Pengelasan Voltan HadapanLED juga disusun mengikut penurunan voltan hadapan mereka, yang penting untuk mereka bentuk pemacu arus malar dan menguruskan beban terma.Kod Kelas
Voltan Min.650660Voltan Maks.IFUnit
Keadaan660670
I_F = 60mA670680

4.3 Pengelasan Panjang Gelombang PuncakIni menentukan warna spektrum cahaya merah pekat yang dipancarkan, kritikal untuk aplikasi di mana panjang gelombang tertentu diperlukan (contohnya, tindak balas fotoreseptor tumbuhan).

Kod Kelas

Panjang Gelombang Min.

Panjang Gelombang Maks.

Unit

Keadaan

DA2F650j660Fnm

I_F = 60mA

DA3

660

670jDA4670680

Nota:

Toleransi pengukuran panjang gelombang dominan/puncak ialah ±1nm.

5. Analisis Lengkung Prestasi

Graf berikut, diperoleh daripada data tipikal, menggambarkan bagaimana parameter utama berubah dengan keadaan operasi. Ini penting untuk reka bentuk sistem yang teguh.

5.1 Taburan Spektrum

Lengkung spektrum yang disediakan menunjukkan puncak yang sempit dan jelas ditakrifkan dalam kawasan merah pekat (lebih kurang 660-670nm untuk bahagian tipikal), ciri teknologi AlGaInP. Terdapat pancaran minimum dalam jalur spektrum lain, menghasilkan warna merah tepu.

5.2 Voltan Hadapan vs. Suhu Sambungan (Rajah.1)

Voltan hadapan (V_F) LED semikonduktor mempunyai pekali suhu negatif. Apabila suhu sambungan (T_j) meningkat dari 25°C ke 115°C, V_F berkurangan secara linear lebih kurang 0.25V. Ciri ini penting untuk pampasan suhu dalam litar pemacu dan boleh digunakan untuk pemantauan suhu sambungan tidak langsung.

5.3 Kuasa Radiometrik Relatif vs. Arus Hadapan (Rajah.2)
Kuasa output optik meningkat secara sub-linear dengan arus hadapan. Walaupun memacu pada arus yang lebih tinggi menghasilkan lebih banyak cahaya, ia juga menjana lebih banyak haba, mengurangkan kecekapan (lumen per watt) dan berpotensi memendekkan jangka hayat. Lengkung ini membantu pereka mengimbangi output terhadap kecekapan dan kebolehpercayaan.
5.4 Fluks Bercahaya Relatif vs. Suhu Sambungan (Rajah.3)
Seperti kebanyakan LED, output cahaya peranti ini berkurangan apabila suhu sambungan meningkat. Graf menunjukkan fluks bercahaya relatif jatuh kepada kira-kira 80% daripada nilai suhu bilik apabila T_j mencapai 115°C. Pengurusan terma yang berkesan (R_th rendah) adalah penting untuk mengekalkan output cahaya yang stabil.
5.5 Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Lengkung IV) (Rajah.4)
Ini adalah ciri IV asas. Ia menunjukkan hubungan eksponen pada arus rendah beralih kepada tingkah laku lebih rintangan pada arus operasi dinilai (~60mA). Cerun dalam kawasan operasi berkaitan dengan rintangan dinamik LED.
5.6 Arus Pemanduan Maksimum vs. Suhu Pateri (Rajah.5)

Lengkung penurunan nilai ini adalah penting untuk kebolehpercayaan. Ia menunjukkan arus hadapan maksimum yang dibenarkan untuk mengekalkan suhu sambungan di bawah had 115°C, berdasarkan suhu titik pateri (yang dipengaruhi oleh suhu PCB). Sebagai contoh, jika titik pateri mencapai 70°C, arus berterusan selamat maksimum diturunkan nilai kepada lebih kurang 45mA.

5.7 Corak Sinaran (Rajah.6)

. Soldering and Assembly Guidelines

.1 Reflow Soldering Parameters

The device is rated for standard infrared or convection reflow soldering. The recommended profile has a peak temperature of 260°C (+0/-5°C) measured on the package body, with the time above 240°C not exceeding 10 seconds. A single reflow cycle is recommended.

.2 Hand Soldering

If manual soldering is necessary, it should be performed with a temperature-controlled iron set to a maximum tip temperature of 350°C. Contact time per lead should be limited to 3 seconds or less to prevent thermal damage to the plastic package and the internal die bond.

.3 Storage Conditions

As a moisture-sensitive device (MSD), the LEDs are packed in a moisture-resistant bag with desiccant. Once the sealed bag is opened, the components must be used within a specified time frame (typically 168 hours at <30°C/60%RH) or baked before reflow to prevent \"popcorning\" damage during soldering.

. Packaging and Ordering Information

.1 Reel and Tape Specifications

The components are supplied on embossed carrier tape for automated pick-and-place machines. Standard reel dimensions are provided (e.g., 13-inch reel). Available quantities per reel include 500, 1000, 1500, 2000, 2500, 3000, 3500, and 4000 pieces.

.2 Label Explanation

The reel label contains critical information for traceability and verification:
- P/N:Full product number, encoding the specific bin codes for Flux, Wavelength, and Voltage.
- QTY:Quantity of pieces on the reel.
- LOT No.:Manufacturing lot number for quality control.

.3 Moisture-Resistant Packing

The shipping unit consists of the reel placed inside an aluminum laminated moisture-proof bag along with desiccant and a humidity indicator card. The bag is then sealed.

. Reliability Testing

The product undergoes a comprehensive suite of reliability tests conducted with a 90% confidence level and 10% LTPD (Lot Tolerance Percent Defective). Key test items include:
- Reflow Soldering Resistance:°C for 10 seconds.
- Thermal Shock: cycles between -10°C and +100°C.
- Temperature Cycling: cycles between -40°C and +100°C.
- High Temperature/Humidity Storage & Operation: hours at 85°C/85%RH.
- High/Low Temperature Storage: hours at 85°C and -40°C.
- High/Low Temperature Operation Life: hours at various temperatures (25°C, 55°C, 85°C, -40°C) under specified drive currents.
These tests validate the long-term stability and robustness of the LED under harsh environmental and operational stresses.

. Application Design Considerations

.1 Thermal Management

With a thermal resistance (Rth J-S) of 50°C/W, managing heat is paramount. For continuous operation at 60mA (VF~2.5V, Pd~150mW), the junction will be 7.5°C hotter than the solder point. Use a PCB with adequate thermal vias and copper area under the pads to dissipate heat to the ambient environment. Refer to the derating curve (Fig.5) to adjust maximum current based on the expected PCB temperature.

.2 Electrical Drive

Always drive LEDs with a constant current source, not a constant voltage. This ensures stable light output and prevents thermal runaway. The driver should be designed to accommodate the forward voltage bin range (2.0V to 2.9V). Consider implementing pulse-width modulation (PWM) for dimming to avoid color shift associated with analog (current reduction) dimming.

.3 Optical Integration

The wide 120° viewing angle may require secondary optics (lenses, diffusers) if a more directed beam is needed. The water-clear resin lens minimizes light absorption. For multi-LED arrays, ensure adequate spacing to prevent thermal coupling between adjacent devices.

. Technical Comparison and Differentiation

This Middle Power LED occupies a specific niche. Compared to low-power indicator LEDs, it offers significantly higher radiant flux and is designed for continuous illumination. Compared to high-power LEDs, it operates at lower current and has a simpler package without a metal-core PCB, making it more cost-effective for applications requiring many distributed points of light. Its key differentiators are the combination of AlGaInP deep red efficiency, the standardized PLCC-2 package for manufacturing ease, and comprehensive ANSI binning for color consistency.

. Frequently Asked Questions (FAQ)

Q: Can I drive this LED at 120mA continuously?
A: No. The Absolute Maximum Rating for continuous forward current is 60mA. The 120mA rating is for pulsed operation only (10% duty cycle, 10ms pulse width). Exceeding the continuous current rating will overheat the junction, leading to rapid lumen depreciation and premature failure.

Q: What is the difference between Radiometric Power (mW) and Luminous Flux (lm)?
A: Radiometric power measures the total optical power emitted in watts. Luminous flux measures the perceived power of light adjusted for the sensitivity of the human eye (photopic curve). For deep red LEDs, the luminous flux value will be relatively low because the human eye is less sensitive to red light, but the radiometric power (important for plant growth or sensing) is high.

Q: How do I interpret the product code 67-21S/NDR2C-P5080B2C12029Z6/2T?
A: The code encodes the package type (67-21S), the color (NDR = Deep Red), and the specific bin codes for various parameters (e.g., B2 for flux, C1 for flux, 29 for voltage, Z6 for wavelength). The exact decoding should be confirmed with the manufacturer's bin code chart.

Q: Is a heatsink required?
A> For a single LED on a standard FR4 PCB with moderate copper, a dedicated heatsink may not be necessary at 60mA. However, for arrays of LEDs or operation in high ambient temperatures, thermal analysis is required. The derating curve (Fig.5) provides guidance. Improving the PCB thermal design is often more effective than adding a separate heatsink to such a small package.

. Practical Design Case Study

Scenario:Designing a supplemental lighting bar for indoor lettuce cultivation. The bar is 1 meter long and requires an even coverage of deep red light (660nm) to stimulate photosynthesis.

Design Steps:
1. Target Illuminance:Determine the required Photosynthetic Photon Flux Density (PPFD) at the plant canopy.
2. LED Selection:This LED, in bin DA3 (660-670nm), is ideal due to its spectral match with chlorophyll absorption peaks.
3. Array Design:Calculate the number of LEDs needed based on the radiometric output per LED (e.g., 70mW from bin B4) and the efficiency of the optical system. Space them evenly along the bar.
4. Thermal Design:Mount the LEDs on an aluminum PCB (MCPCB) to manage the collective heat from the array, keeping the solder point temperature low to maximize light output and longevity (per Fig.3 & 5).
5. Driver Design:Use a constant current driver capable of supplying the total current (number of LEDs * 60mA) with a voltage compliance that covers the sum of the maximum VFof the series string. Include PWM dimming for daily light integral control.

. Operating Principle

This LED is based on Aluminum Gallium Indium Phosphide (AlGaInP) semiconductor material. When a forward voltage exceeding the diode's turn-on voltage (~2.0V) is applied, electrons and holes are injected into the active region from the n-type and p-type layers, respectively. They recombine radiatively, releasing energy in the form of photons. The specific bandgap energy of the AlGaInP alloy determines the wavelength of the emitted photons, which is in the deep red spectrum (650-680 nm). The epoxy resin lens encapsulates the chip, provides mechanical protection, and shapes the light output beam.

. Technology Trends

The trend in Middle Power LEDs like this one is towards ever-increasing efficacy (more light output per electrical watt input) and improved reliability at higher operating temperatures. Advances in epitaxial growth and chip design continue to reduce efficiency droop (the decline in efficacy at higher currents). Packaging innovations focus on improving thermal pathways to lower Rthand using more robust, high-temperature resins. Furthermore, tighter binning tolerances are becoming standard to meet the demands of color-critical applications in horticulture and high-end architectural lighting, where consistency across thousands of LEDs is essential.

Terminologi Spesifikasi LED

Penjelasan lengkap istilah teknikal LED

Prestasi Fotoelektrik

Istilah Unit/Perwakilan Penjelasan Ringkas Mengapa Penting
Keberkesanan Bercahaya lm/W (lumen per watt) Output cahaya per watt elektrik, lebih tinggi bermakna lebih cekap tenaga. Langsung menentukan gred kecekapan tenaga dan kos elektrik.
Fluks Bercahaya lm (lumen) Jumlah cahaya yang dipancarkan oleh sumber, biasanya dipanggil "kecerahan". Menentukan sama ada cahaya cukup terang.
Sudut Pandangan ° (darjah), cth., 120° Sudut di mana keamatan cahaya turun kepada separuh, menentukan lebar pancaran. Mempengaruhi julat pencahayaan dan keseragaman.
CCT (Suhu Warna) K (Kelvin), cth., 2700K/6500K Kehangatan/kesejukan cahaya, nilai lebih rendah kekuningan/panas, lebih tinggi keputihan/sejuk. Menentukan suasana pencahayaan dan senario yang sesuai.
CRI / Ra Tanpa unit, 0–100 Keupayaan untuk memaparkan warna objek dengan tepat, Ra≥80 adalah baik. Mempengaruhi keaslian warna, digunakan di tempat permintaan tinggi seperti pusat beli-belah, muzium.
SDCM Langkah elips MacAdam, cth., "5-langkah" Metrik konsistensi warna, langkah lebih kecil bermakna warna lebih konsisten. Memastikan warna seragam merentasi kelompok LED yang sama.
Panjang Gelombang Dominan nm (nanometer), cth., 620nm (merah) Panjang gelombang yang sepadan dengan warna LED berwarna. Menentukan rona LED monokrom merah, kuning, hijau.
Taburan Spektrum Lengkung panjang gelombang vs keamatan Menunjukkan taburan keamatan merentasi panjang gelombang. Mempengaruhi pemaparan warna dan kualiti.

Parameter Elektrik

Istilah Simbol Penjelasan Ringkas Pertimbangan Reka Bentuk
Voltan Hadapan Vf Voltan minimum untuk menghidupkan LED, seperti "ambang permulaan". Voltan pemacu mesti ≥Vf, voltan ditambah untuk LED siri.
Arus Hadapan If Nilai arus untuk operasi LED normal. Biasanya pemacu arus malar, arus menentukan kecerahan & jangka hayat.
Arus Denyut Maks Ifp Arus puncak yang boleh diterima untuk tempoh pendek, digunakan untuk pemudaran atau kilat. Lebar denyut & kitar tugas mesti dikawal ketat untuk mengelakkan kerosakan.
Voltan Songsang Vr Voltan songsang maks yang LED boleh tahan, melebihi mungkin menyebabkan kerosakan. Litar mesti menghalang sambungan songsang atau lonjakan voltan.
Rintangan Terma Rth (°C/W) Rintangan kepada pemindahan haba dari cip ke pateri, lebih rendah lebih baik. Rintangan terma tinggi memerlukan penyebaran haba lebih kuat.
Kekebalan ESD V (HBM), cth., 1000V Keupayaan untuk menahan nyahcas elektrostatik, lebih tinggi bermakna kurang terdedah. Langkah anti-statik diperlukan dalam pengeluaran, terutama untuk LED sensitif.

Pengurusan Terma & Kebolehpercayaan

Istilah Metrik Utama Penjelasan Ringkas Kesan
Suhu Simpang Tj (°C) Suhu operasi sebenar di dalam cip LED. Setiap pengurangan 10°C mungkin menggandakan jangka hayat; terlalu tinggi menyebabkan penyusutan cahaya, anjakan warna.
Susut Nilai Lumen L70 / L80 (jam) Masa untuk kecerahan turun kepada 70% atau 80% daripada awal. Langsung mentakrifkan "jangka hayat perkhidmatan" LED.
Penyelenggaraan Lumen % (cth., 70%) Peratusan kecerahan yang dikekalkan selepas masa. Menunjukkan pengekalan kecerahan atas penggunaan jangka panjang.
Anjakan Warna Δu′v′ atau elips MacAdam Darjah perubahan warna semasa penggunaan. Mempengaruhi konsistensi warna dalam adegan pencahayaan.
Penuaan Terma Kerosakan bahan Kemerosotan akibat suhu tinggi jangka panjang. Mungkin menyebabkan penurunan kecerahan, perubahan warna, atau kegagalan litar terbuka.

Pembungkusan & Bahan

Istilah Jenis Biasa Penjelasan Ringkas Ciri & Aplikasi
Jenis Pakej EMC, PPA, Seramik Bahan perumahan yang melindungi cip, menyediakan antara muka optik/terma. EMC: rintangan haba baik, kos rendah; Seramik: penyebaran haba lebih baik, hayat lebih panjang.
Struktur Cip Depan, Flip Chip Susunan elektrod cip. Flip chip: penyebaran haba lebih baik, keberkesanan lebih tinggi, untuk kuasa tinggi.
Salutan Fosfor YAG, Silikat, Nitrida Meliputi cip biru, menukar sebahagian kepada kuning/merah, campur kepada putih. Fosfor berbeza mempengaruhi keberkesanan, CCT, dan CRI.
Kanta/Optik Rata, Mikrokanta, TIR Struktur optik pada permukaan mengawal taburan cahaya. Menentukan sudut pandangan dan lengkung taburan cahaya.

Kawalan Kualiti & Pengelasan

Istilah Kandungan Pembin Penjelasan Ringkas Tujuan
Bin Fluks Bercahaya Kod cth. 2G, 2H Dikumpulkan mengikut kecerahan, setiap kumpulan mempunyai nilai lumen min/maks. Memastikan kecerahan seragam dalam kelompok yang sama.
Bin Voltan Kod cth. 6W, 6X Dikumpulkan mengikut julat voltan hadapan. Memudahkan pemadanan pemacu, meningkatkan kecekapan sistem.
Bin Warna Elips MacAdam 5-langkah Dikumpulkan mengikut koordinat warna, memastikan julat ketat. Menjamin konsistensi warna, mengelakkan warna tidak sekata dalam alat.
Bin CCT 2700K, 3000K dll. Dikumpulkan mengikut CCT, setiap satu mempunyai julat koordinat sepadan. Memenuhi keperluan CCT adegan berbeza.

Pengujian & Pensijilan

Istilah Piawaian/Ujian Penjelasan Ringkas Kepentingan
LM-80 Ujian penyelenggaraan lumen Pencahayaan jangka panjang pada suhu malar, merekodkan penyusutan kecerahan. Digunakan untuk menganggarkan hayat LED (dengan TM-21).
TM-21 Piawaian anggaran hayat Menganggarkan hayat di bawah keadaan sebenar berdasarkan data LM-80. Menyediakan ramalan hayat saintifik.
IESNA Persatuan Kejuruteraan Pencahayaan Meliputi kaedah ujian optik, elektrik, terma. Asas ujian diiktiraf industri.
RoHS / REACH Pensijilan alam sekitar Memastikan tiada bahan berbahaya (plumbum, merkuri). Keperluan akses pasaran di peringkat antarabangsa.
ENERGY STAR / DLC Pensijilan kecekapan tenaga Pensijilan kecekapan tenaga dan prestasi untuk pencahayaan. Digunakan dalam perolehan kerajaan, program subsidi, meningkatkan daya saing.