Dokumen Teknikal LED SMD 3014 Putih - Dimensi 3.0x1.4x0.8mm - Voltan 2.4-3.6V - Kuasa 0.093W

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini menyediakan spesifikasi teknikal lengkap untuk peranti pemasangan permukaan (SMD) LED dalam format pakej 3014, dikonfigurasikan untuk pancaran pandangan atas. Warna pancaran utama ialah putih, dicapai melalui gabungan bahan cip InGaN dan resin pembungkusan kekuningan. Peranti ini direka untuk aplikasi penunjuk dan pencahayaan tujuan umum di mana prestasi yang boleh dipercayai dan kemudahan pemasangan adalah sangat penting.

Kelebihan utama LED ini termasuk pakej P-LCC-2 yang padat, yang memudahkan pemasangan PCB berketumpatan tinggi. Ia mempunyai pemantul dalaman dan badan pakej putih untuk meningkatkan keluaran cahaya dan arahannya. Peranti ini mematuhi sepenuhnya piawaian alam sekitar dan pembuatan moden, iaitu bebas Pb, mematuhi RoHS, mematuhi REACH, dan bebas halogen. Ia telah dikondisikan terlebih dahulu mengikut JEDEC J-STD-020D Tahap 3 untuk kepekaan kelembapan, memastikan kebolehpercayaan dalam proses pematerian refluks.

Pasaran sasaran merangkumi pelbagai peranti elektronik yang memerlukan penunjuk status, lampu latar, atau pencahayaan umum. Reka bentuknya menjadikannya sesuai untuk elektronik pengguna dan industri.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

2.1 Had Maksimum Mutlak

Had operasi peranti ditakrifkan di bawah keadaan ambien piawai (Ta=25°C). Melebihi had ini boleh menyebabkan kerosakan kekal.

• Voltan Songsang (VR):5 V. Ini adalah voltan maksimum yang boleh digunakan dalam arah songsang merentasi terminal LED.
• Arus Ke Hadapan (IF):30 mA. Arus DC berterusan maksimum yang disyorkan untuk operasi yang boleh dipercayai.
• Arus Ke Hadapan Puncak (IFP):60 mA. Ini hanya dibenarkan di bawah keadaan berdenyut dengan kitar tugas 1/10 pada 1 kHz.
• Pelesapan Kuasa (Pd):93 mW. Kuasa maksimum yang boleh dipancarkan oleh pakej tanpa melebihi had suhu simpang.
• Suhu Simpang (Tj):115 °C. Suhu maksimum yang dibenarkan untuk simpang semikonduktor.
• Suhu Operasi (Topr):-40 °C hingga +85 °C. Julat suhu ambien di mana peranti ditetapkan untuk beroperasi.
• Suhu Penyimpanan (Tstg):-40 °C hingga +90 °C.
• Nyahcas Elektrostatik (ESD):Tahan sehingga 2000 V (Model Badan Manusia), menunjukkan kepekaan pengendalian sederhana.
• Suhu Pematerian:Peranti boleh menahan pematerian refluks dengan suhu puncak 260°C selama 10 saat, atau pematerian tangan pada 350°C selama 3 saat setiap terminal.

2.2 Ciri Elektro-Optik

Parameter prestasi utama diukur pada Ta=25°C dengan arus ke hadapan (IF) 20 mA, iaitu keadaan ujian piawai.

• Keamatan Bercahaya (Iv):Julat dari minimum 2240 mcd hingga maksimum 3550 mcd, dengan nilai tipikal tersirat dalam julat ini. Toleransi ±11% digunakan untuk keamatan bercahaya.
• Sudut Pandangan (2θ1/2):Sudut penuh di mana keamatan bercahaya adalah separuh daripada keamatan puncak biasanya 120 darjah, menunjukkan corak pandangan lebar yang sesuai untuk pencahayaan resap.
• Voltan Ke Hadapan (VF):Julat dari 2.40 V hingga 3.60 V pada 20 mA. Toleransi untuk voltan ke hadapan ditetapkan sebagai ±0.1V. Parameter ini adalah penting untuk mereka bentuk litar pembatas arus.
• Arus Songsang (IR):Maksimum 10 μA apabila voltan songsang 5V digunakan, menunjukkan ciri diod yang baik.
• Toleransi Koordinat Kromatisiti:Titik warna pada carta CIE mempunyai toleransi ±0.01, yang penting untuk keseragaman warna dalam aplikasi yang memerlukan pelbagai LED.

3. Penjelasan Sistem Pembin

Untuk memastikan keseragaman dalam kecerahan dan warna, LED disusun ke dalam bin berdasarkan prestasi yang diukur.

3.1 Pembin Keamatan Bercahaya

LED dikategorikan kepada dua bin utama berdasarkan keamatan bercahaya mereka yang diukur pada IF=20mA:

• Kod Bin BB:Julat keamatan bercahaya dari 2240 mcd hingga 2800 mcd.
• Kod Bin CA:Julat keamatan bercahaya dari 2800 mcd hingga 3550 mcd.

Toleransi ±11% digunakan dalam setiap bin. Pembin ini membolehkan pereka memilih LED yang sesuai untuk tahap kecerahan yang diperlukan dalam aplikasi mereka.

3.2 Pembin Koordinat Kromatisiti

Warna cahaya putih ditakrifkan oleh koordinatnya pada rajah kromatisiti CIE 1931. Lembaran data menyediakan jadual terperinci kod bin (contohnya, SB, J5, J6, K5, K6, L5, L6, M5, M6) dengan nilai minimum dan maksimum koordinat x dan y yang sepadan. Sebagai contoh, kod bin J5 merangkumi koordinat dari (0.2800, 0.2566) hingga (0.2800, 0.2666). Pembin yang tepat ini adalah penting untuk aplikasi di mana keseragaman warna merentasi pelbagai LED adalah kritikal, seperti dalam lampu latar paparan atau pencahayaan seni bina. Toleransi untuk koordinat ini ialah ±0.01.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Lembaran data termasuk beberapa lengkung ciri yang memberikan pemahaman yang lebih mendalam tentang tingkah laku LED di bawah pelbagai keadaan.

4.1 Taburan Spektrum

Lengkung taburan spektrum tipikal menunjukkan keamatan relatif cahaya yang dipancarkan merentasi panjang gelombang yang berbeza. Untuk LED putih, ini biasanya menunjukkan puncak lebar di kawasan biru (dari cip InGaN) dan puncak sekunder yang lebih lebar di kawasan kuning-hijau (dari penukaran fosfor). Panjang gelombang puncak (λp) adalah parameter utama. Lengkung ini dibandingkan dengan lengkung tindak balas mata piawai V(λ).

4.2 Corak Radiasi

Rajah ciri radiasi (keamatan relatif vs. sudut) mewakili secara visual sudut pandangan 120 darjah, menunjukkan bagaimana keamatan cahaya berkurangan dari pusat (paksi 0 darjah) ke tepi.

4.3 Arus Ke Hadapan vs. Voltan Ke Hadapan

Lengkung ini menggambarkan hubungan tidak linear antara arus yang mengalir melalui LED dan penurunan voltan merentasinya. Ia adalah penting untuk mereka bentuk litar pemacu, kerana perubahan kecil dalam voltan boleh menyebabkan perubahan besar dalam arus. Lengkung biasanya menunjukkan kenaikan eksponen.

4.4 Kromatisiti vs. Arus Ke Hadapan

Graf ini menunjukkan bagaimana koordinat warna (x, y) mungkin berubah dengan perubahan dalam arus operasi. Memahami hubungan ini adalah penting untuk aplikasi di mana pendim atau modulasi arus digunakan, kerana ia boleh menjejaskan keseragaman warna.

4.5 Keamatan Bercahaya Relatif vs. Arus Ke Hadapan

Lengkung ini menunjukkan bagaimana keluaran cahaya meningkat dengan arus pemacu. Ia biasanya linear dalam julat tertentu tetapi akan tepu pada arus yang lebih tinggi. Beroperasi melebihi kawasan linear adalah tidak cekap dan meningkatkan haba.

4.6 Arus Ke Hadapan Maksimum yang Dibenarkan vs. Suhu

Lengkung penyahkadaran ini adalah sangat penting untuk kebolehpercayaan. Ia menunjukkan arus ke hadapan maksimum yang boleh ditangani oleh LED sebagai fungsi suhu ambien (atau kes). Apabila suhu meningkat, arus maksimum yang dibenarkan berkurangan untuk mengelakkan pemanasan berlebihan simpang melebihi had 115°C. Graf ini mesti dirujuk untuk sebarang reka bentuk yang beroperasi dalam persekitaran suhu tinggi.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

LED datang dalam pakej 3014 piawai. Dimensi utama (dalam mm, dengan toleransi tipikal ±0.1mm melainkan dinyatakan) termasuk:

• Panjang keseluruhan: 3.0 mm
• Lebar keseluruhan: 1.4 mm
• Ketinggian keseluruhan: 0.8 mm
• Dimensi pad dan jarak untuk reka bentuk corak tanah PCB.

Lukisan berdimensi adalah penting untuk mencipta tapak kaki PCB yang betul untuk memastikan pematerian dan penjajaran yang betul.

5.2 Pengenalpastian Polarity

Rajah pandangan atas biasanya menunjukkan tanda katod, yang penting untuk orientasi yang betul semasa pemasangan. Polarity yang salah akan menghalang LED daripada menyala dan mungkin mendedahkannya kepada voltan songsang.

6. Garis Panduan Pematerian dan Pemasangan

6.1 Profil Pematerian Refluks

Profil suhu pematerian refluks bebas Pb yang disyorkan disediakan. Fasa utama termasuk:

• Pemanasan Awal:Cerun dari ambien ke 150-200°C pada kadar maksimum 3°C/saat, dipegang selama 60-120 saat.
• Refluks:Suhu melebihi 217°C hendaklah dikekalkan selama 60-150 saat, dengan suhu puncak tidak melebihi 260°C dipegang selama maksimum 10 saat.
• Penyejukan:Sejuk dari atas 255°C pada kadar maksimum 6°C/saat.

Pematerian refluks tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali pada peranti yang sama.

6.2 Pematerian Tangan

Jika pematerian tangan diperlukan, suhu hujung besi pemateri mestilah kurang daripada 350°C, dan masa sentuhan setiap terminal tidak boleh melebihi 3 saat. Besi pemateri berkuasa rendah (≤25W) adalah disyorkan, dengan selang sekurang-kurangnya 2 saat antara pematerian setiap terminal untuk membenarkan penyejukan.

6.3 Penyimpanan dan Pengendalian

• LED dibungkus dalam beg tahan kelembapan. Beg hanya boleh dibuka sejurus sebelum digunakan.
• Persekitaran yang disyorkan selepas dibuka ialah <30°C dan <60% Kelembapan Relatif.
• Jika keadaan Tahap Kepekaan Kelembapan (MSL) dilebihi, atau jika kad penunjuk kelembapan menunjukkan kelembapan berlebihan, komponen mesti dibakar pada 60°C ±5°C selama 24 jam sebelum digunakan.
• Tekanan tidak boleh dikenakan pada badan LED semasa pemanasan atau selepas pematerian, dan papan litar tidak boleh meleding.

7. Pembungkusan dan Maklumat Pesanan

7.1 Spesifikasi Gegelung dan Pita

LED dibekalkan pada pita pembawa timbul yang dililit pada gegelung. Kuantiti piawai setiap gegelung ialah 250, 500, 1000, atau 2000 keping. Dimensi terperinci untuk poket pita pembawa, pic, dan gegelung disediakan untuk memastikan keserasian dengan peralatan pick-and-place automatik.

7.2 Penjelasan Label

Label gegelung mengandungi maklumat utama: Nombor Produk Pelanggan (CPN), Nombor Produk (P/N), Kuantiti Pembungkusan (QTY), Pangkat Keamatan Bercahaya (CAT), Pangkat Panjang Gelombang Dominan/Warna (HUE), Pangkat Voltan Ke Hadapan (REF), dan Nombor Lot (LOT No).

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Tipikal

• Penunjuk Status:Sesuai untuk suis, simbol, dan penunjuk optik dalam elektronik pengguna, perkakas, dan panel kawalan industri.
• Lampu Latar:Sesuai untuk telefon bimbit, papan kekunci, dan papan iklan bercahaya kerana profilnya yang nipis dan sudut pandangan yang lebar.
• Pencahayaan Umum:Boleh digunakan sebagai pengganti lampu penunjuk tradisional dalam aplikasi dalaman dan luaran.
• Gandingan Panduan Cahaya:Reka bentuk pakej sangat sesuai untuk menggandingkan cahaya ke dalam panduan cahaya tepi untuk pencahayaan panel.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk Kritikal

• Pembatas Arus:Perintang pembatas arus luaran adalah wajib. Ciri I-V eksponen bermaksud perubahan voltan kecil menyebabkan perubahan arus besar, yang boleh memusnahkan LED serta-merta ("terbakar"). Nilai perintang mesti dikira berdasarkan voltan bekalan dan voltan ke hadapan LED pada arus operasi yang dikehendaki.
• Pengurusan Haba:Walaupun pelesapan kuasa adalah rendah, susun atur PCB yang betul untuk memancarkan haba adalah penting, terutamanya apabila beroperasi pada suhu ambien tinggi atau berhampiran arus maksimum. Rujuk lengkung penyahkadaran.
• Perlindungan ESD:Walaupun dinilai untuk 2000V HBM, langkah berjaga-jaga ESD piawai semasa pengendalian dan pemasangan harus dipatuhi.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan LED lubang melalui tradisional, LED SMD 3014 ini menawarkan kelebihan yang ketara:

• Saiz dan Ketumpatan:Tapak kaki padat 3.0x1.4mm membolehkan ketumpatan pemasangan yang lebih tinggi pada PCB.
• Kos Pemasangan:Membolehkan pematerian refluks dan pick-and-place automatik sepenuhnya, mengurangkan masa dan kos pemasangan berbanding dengan pemasukan manual.
• Prestasi:Biasanya menawarkan keberkesanan bercahaya yang lebih tinggi dan ciri optik yang lebih konsisten kerana pembuatan dan pembin automatik.
• Kebolehpercayaan:Pembinaan keadaan pepejal dan reka bentuk pemasangan permukaan secara amnya membawa kepada rintangan hentaman dan getaran yang lebih tinggi.

Dalam keluarga LED SMD, pakej 3014 menawarkan keseimbangan antara keluaran cahaya, saiz, dan kos, meletakkannya di antara pakej yang lebih kecil seperti 0402/0603 (keluaran lebih rendah) dan pakej yang lebih besar seperti 2835/5050 (keluaran lebih tinggi).

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Apakah nilai perintang yang saya perlukan untuk bekalan 5V?

J: Menggunakan Hukum Ohm: R = (Vsupply - Vf) / If. Dengan mengandaikan Vf tipikal 3.0V dan If yang dikehendaki 20mA: R = (5V - 3.0V) / 0.020A = 100 Ohm. Sentiasa gunakan Vf maksimum dari lembaran data (3.6V) untuk reka bentuk konservatif untuk memastikan arus tidak melebihi had: R_min = (5V - 3.6V) / 0.030A ≈ 47 Ohm. Nilai antara 68-100 Ohm adalah biasa.

S: Bolehkah saya memacu LED ini dengan bekalan 3.3V?

J: Ya, tetapi berhati-hati. Julat voltan ke hadapan (2.4V-3.6V) bermaksud sesetengah LED mungkin tidak menyala pada 3.3V jika Vf mereka lebih tinggi. Walaupun mereka menyala, arus akan kurang dikawal tanpa litar pemacu. Pemacu arus malar atau perintang nilai sangat rendah adalah disyorkan untuk operasi 3.3V.

S: Bagaimanakah saya mentafsir kod bin keamatan bercahaya BB dan CA?

J: Bin BB mengandungi LED dengan kecerahan lebih rendah (2240-2800 mcd), dan Bin CA mengandungi LED yang lebih terang (2800-3550 mcd). Untuk penampilan seragam dalam tatasusunan, tentukan dan gunakan LED dari kod bin yang sama.

S: Lembaran data menyebut "Resin bertitik hijau sedikit berwarna." Adakah ini menjejaskan warna cahaya?

J: Warna kekuningan/kehijauan resin adalah sebahagian daripada sistem penukaran warna. Cip InGaN memancarkan cahaya biru, yang merangsang fosfor dalam resin untuk menghasilkan cahaya kuning. Gabungan ini menghasilkan cahaya putih. Warna resin itu sendiri bukan warna cahaya yang dipancarkan.

11. Contoh Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Contoh 1: Panel Penunjuk Status Multi-LED

Panel kawalan memerlukan 10 penunjuk putih seragam. Untuk memastikan keseragaman, pereka harus:

1. Tentukan semua LED dari bin keamatan bercahaya yang sama (contohnya, CA) dan bin kromatisiti yang sama (contohnya, K5).

2. Gunakan perintang pembatas arus yang sama untuk setiap LED, dikira menggunakan Vf maksimum.

3. Susun atur PCB untuk menyediakan panjang surih yang sama dan pelega haba untuk setiap pad LED untuk mengurangkan variasi.

Contoh 2: Lampu Latar Paparan Kecil

Empat LED diletakkan di sepanjang tepi panduan cahaya untuk menerangi LCD. Langkah utama:

1. Pilih penempatan LED dan sudut pandangan (120° adalah sesuai) untuk memastikan gandingan sekata ke dalam panduan.

2. Pertimbangkan untuk menggunakan pemacu LED IC arus malar dan bukannya perintang individu untuk memastikan kecerahan yang sama dan membolehkan pendim melalui PWM.

3. Sahkan bahawa suhu operasi di dalam selungkup peranti tidak memerlukan penyahkadaran arus ke hadapan menggunakan lengkung "Arus Ke Hadapan Maksimum yang Dibenarkan vs. Suhu".

12. Prinsip Operasi

Ini adalah diod pemancar cahaya keadaan pepejal. Apabila voltan ke hadapan melebihi voltan ke hadapan cirinya (Vf) dikenakan, elektron dan lubang bergabung semula dalam bahan semikonduktor InGaN, membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Pancaran utama dari cip adalah dalam spektrum biru. Cahaya biru ini kemudiannya menghentik zarah fosfor yang tertanam dalam resin pembungkusan. Fosfor menyerap cahaya biru dan memancarkan semula cahaya merentasi spektrum yang lebih luas, terutamanya di kawasan kuning. Mata manusia melihat campuran cahaya biru langsung dan cahaya kuning yang ditukar fosfor sebagai putih. Pemantul dalaman dan pakej putih membantu mengarahkan lebih banyak cahaya yang dipancarkan ini keluar dari bahagian atas peranti, meningkatkan keamatan bercahaya keseluruhan.

13. Trend Teknologi

Evolusi LED SMD seperti 3014 mengikuti beberapa trend industri yang jelas:

Peningkatan Kecekapan:Penambahbaikan berterusan dalam epitaksi semikonduktor dan teknologi fosfor terus meningkatkan keberkesanan bercahaya (lumen per watt), membolehkan cahaya lebih terang atau penggunaan kuasa lebih rendah dari saiz pakej yang sama.

Kualiti Warna:Kemajuan dalam campuran multi-fosfor dan reka bentuk cip meningkatkan Indeks Penghasilan Warna (CRI) dan membolehkan penalaan suhu warna putih (CCT) yang lebih tepat.

Pengecilan dan Integrasi:Walaupun 3014 kekal popular, terdapat trend ke arah pakej yang lebih kecil dengan keluaran setanding, serta modul LED bersepadu yang menggabungkan LED, pemacu, dan litar kawalan ke dalam satu pakej.

Pencahayaan Pintar:Pasaran yang lebih luas sedang bergerak ke arah LED yang boleh dialamatkan dan boleh ditala (CCT dan pendim), walaupun ini biasanya memerlukan pakej yang lebih kompleks daripada LED penunjuk asas yang diterangkan di sini.

Kebolehpercayaan dan Pemiawaian:Pematuhan dan pembangunan berterusan piawaian untuk ujian, pembin, dan kebolehpercayaan (seperti LM-80 untuk penyelenggaraan lumen) memberikan pereka data prestasi jangka panjang yang lebih boleh diramal.