Dokumen Teknikal SMD3528 LED Hijau Cip Tunggal - Saiz 3.5x2.8mm - Voltan 3.2V - Kuasa 0.108W

1. Gambaran Keseluruhan Produk

SMD3528 ialah peranti permukaan (SMD) diod pemancar cahaya (LED) yang mempunyai sumber cahaya hijau cip tunggal yang disalut dalam jejak pakej piawai industri 3528. LED ini direka untuk lampu penunjuk kegunaan am, aplikasi lampu latar dan lampu hiasan di mana output warna hijau yang konsisten dan prestasi yang boleh dipercayai diperlukan. Saiznya yang padat dan reka bentuk permukaan menjadikannya sesuai untuk proses pemasangan automatik pada papan litar bercetak (PCB).

2. Tafsiran Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Ciri-ciri Fotoelektrik dan Elektrik

Prestasi teras LED ditakrifkan di bawah keadaan ujian piawai (T_s=25°C). Voltan ke hadapan tipikal (V_F) ialah 3.2V pada arus pemacu 20mA, dengan nilai maksimum yang dibenarkan 3.6V. Parameter ini adalah penting untuk mereka bentuk litar had arus. Panjang gelombang dominan (λ_d) ditetapkan pada 525nm, mentakrifkan titik warna hijaunya. Peranti ini mempamerkan sudut pandangan yang luas iaitu 120 darjah (2θ_1/2), menyediakan corak pancaran yang luas sesuai untuk pencahayaan kawasan.

2.2 Penarafan Maksimum Mutlak dan Ciri-ciri Terma

Untuk memastikan kebolehpercayaan jangka panjang, peranti tidak boleh dikendalikan melebihi penarafan maksimum mutlaknya. Arus ke hadapan berterusan maksimum (I_F) ialah 30mA. Arus ke hadapan berdenyut yang lebih tinggi (I_FP) sebanyak 60mA dibenarkan di bawah keadaan tertentu (lebar denyut ≤10ms, kitar tugas ≤1/10). Penyerakan kuasa maksimum (P_D) ialah 108mW. Suhu simpang (T_j) tidak boleh melebihi 125°C. Julat suhu ambien operasi adalah dari -40°C hingga +80°C, dengan julat suhu penyimpanan yang sama. Untuk paterian, profil refluks dengan suhu puncak sama ada 200°C atau 230°C untuk maksimum 10 saat ditetapkan.

3. Penjelasan Sistem Binning

Produk ini dikelaskan kepada bin untuk memastikan konsistensi warna dan kecerahan dalam sesuatu aplikasi. Sistem binning meliputi tiga parameter utama: fluks bercahaya, panjang gelombang dan voltan ke hadapan.

3.1 Binning Fluks Bercahaya

Fluks bercahaya, diukur dalam lumen (lm) pada 20mA, dikategorikan kepada beberapa bin (cth., A2, A3, B1, B2, B3, C1, C2). Setiap bin menentukan nilai minimum dan tipikal. Sebagai contoh, bin B1 mempunyai minimum 1.5 lm dan nilai tipikal 2.0 lm. Toleransi pengukuran ialah ±7%.

3.2 Binning Panjang Gelombang

Panjang gelombang dominan dibin untuk mengawal nuansa hijau yang tepat. Bin ditakrifkan sebagai G5 (519-522.5nm), G6 (522.5-526nm) dan G7 (526-530nm). Ini membolehkan pereka memilih LED dengan koordinat warna yang sangat spesifik.

3.3 Binning Voltan Ke Hadapan

Voltan ke hadapan (V_F) dibin untuk membantu dalam reka bentuk litar untuk aplikasi berasaskan voltan atau untuk memadankan LED dalam siri rentetan. Bin adalah: Kod 1 (2.8-3.0V), Kod 2 (3.0-3.2V), Kod 3 (3.2-3.4V) dan Kod 4 (3.4-3.6V), dengan toleransi pengukuran ±0.08V.

4. Analisis Lengkung Prestasi

4.1 Lengkung Ciri IV

Hubungan antara voltan ke hadapan (V_F) dan arus ke hadapan (I_F) adalah tidak linear, tipikal untuk diod. Lengkung menunjukkan bahawa peningkatan kecil dalam voltan melepasi titik hidup mengakibatkan peningkatan arus yang cepat. Ini menekankan kepentingan menggunakan pemacu arus malar dan bukannya sumber voltan malar untuk mengelakkan pelarian terma dan memastikan output cahaya yang stabil.

4.2 Fluks Bercahaya Relatif vs. Arus

Output cahaya meningkat dengan arus pemacu tetapi tidak secara linear. Pada arus yang lebih tinggi, kecekapan biasanya menurun disebabkan oleh kesan terma yang meningkat dan tingkah laku semikonduktor lain yang tidak ideal. Mengendalikan LED dengan ketara melebihi 20mA yang disyorkan mungkin menghasilkan pulangan kecerahan yang berkurangan sambil mengurangkan jangka hayat dengan ketara.

3.3 Ciri-ciri Spektrum dan Terma

Lengkung taburan tenaga spektrum relatif menunjukkan bagaimana output cahaya diagihkan merentasi panjang gelombang. Lengkung untuk LED hijau ini memuncak sekitar 525nm. Graf yang menggambarkan tenaga spektrum relatif berbanding suhu simpang menunjukkan bahawa spektrum pancaran dan keamatan boleh berubah dengan suhu. Apabila suhu simpang meningkat dari 25°C ke 125°C, tenaga spektrum relatif umumnya menurun, yang merupakan pertimbangan kritikal untuk pengurusan terma dalam aplikasi berkuasa tinggi atau padat.

5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

5.1 Dimensi Fizikal dan Lukisan Garis Besar

LED ini mematuhi piawaian pakej SMD 3528, dengan dimensi nominal 3.5mm panjang dan 2.8mm lebar. Lukisan dimensi tepat memberikan toleransi kritikal: dimensi yang ditetapkan kepada satu tempat perpuluhan (cth., .X) mempunyai toleransi ±0.10mm, manakala yang ditetapkan kepada dua tempat perpuluhan (.XX) mempunyai toleransi yang lebih ketat ±0.05mm. Ketinggian pakej juga ditakrifkan dalam lukisan.

5.2 Corak Pad dan Reka Bentuk Stensil yang Disyorkan

Corak land yang disyorkan (jejak) untuk reka bentuk PCB disediakan untuk memastikan paterian yang betul dan kestabilan mekanikal. Reka bentuk stensil yang sepadan untuk aplikasi pes pateri juga dicadangkan. Mematuhi cadangan ini membantu mencapai sambungan pateri yang boleh dipercayai, penjajaran yang baik dan penyerakan haba yang berkesan dari pad terma LED (jika ada).

5.3 Pengenalpastian Polarity

Katod biasanya ditanda pada peranti, selalunya dengan titik hijau, takuk pada pakej, atau sudut serong. Gambarajah susun atur pad dengan jelas menunjukkan pad anod dan katod. Polarity yang betul adalah penting untuk operasi peranti.

6. Garis Panduan Paterian dan Pemasangan

6.1 Parameter Paterian Refluks

LED ini serasi dengan proses paterian refluks inframerah atau perolakan piawai. Suhu paterian maksimum yang dibenarkan ditetapkan sebagai 200°C atau 230°C pada badan pakej, dengan masa pendedahan maksimum 10 saat di atas suhu likuidus. Adalah penting untuk mengikuti profil yang memanaskan awal secukupnya untuk mengurangkan kejutan terma, membolehkan pengaktifan fluks dan pembasahan pateri yang betul, dan menyejuk pada kadar terkawal.

6.2 Langkah Berjaga-jaga Pengendalian dan Penyimpanan

LED adalah sensitif kepada nyahcas elektrostatik (ESD). Ia harus dikendalikan dalam persekitaran yang dilindungi ESD menggunakan gelang pergelangan tangan berasaskan bumi dan tikar konduktif. Peranti harus disimpan dalam beg penghalang kelembapan asal dengan pengering, dalam keadaan tidak melebihi julat suhu dan kelembapan penyimpanan yang ditetapkan. Pendedahan kepada kelembapan tinggi mungkin memerlukan pembakaran sebelum refluks untuk mengelakkan "popcorning" (retak pakej disebabkan oleh pengembangan wap cepat).

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Spesifikasi Pembungkusan Pita dan Gegelung

LED dibekalkan pada pita pembawa timbul yang dililit pada gegelung, sesuai untuk mesin pick-and-place automatik. Dimensi terperinci untuk poket pita pembawa, pita penutup dan gegelung disediakan. Kekuatan kupasan pita penutup ditetapkan antara 0.1N dan 0.7N apabila dikupas pada sudut 10 darjah, memastikan ia memegang komponen dengan selamat semasa penghantaran tetapi mudah dilepaskan semasa pemasangan.

7.2 Peraturan Penomboran Model Produk

Sistem pengekodan alfanumerik terperinci mentakrifkan model produk. Struktur kod termasuk medan untuk: garis besar pakej (cth., '32' untuk 3528), bilangan cip ('S' untuk cip kuasa kecil tunggal), kod kanta/optik ('00' untuk tiada kanta, '01' dengan kanta), kod warna ('G' untuk hijau), kod dalaman dan kod bin fluks bercahaya. Ini membolehkan pesanan tepat bagi kombinasi ciri tertentu.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Biasa

LED ini sangat sesuai untuk pelbagai aplikasi termasuk penunjuk status pada elektronik pengguna dan peralatan industri, lampu latar untuk paparan LCD dan kekunci, lampu hiasan dalam papan tanda dan aksen seni bina, dan pencahayaan huruf saluran. Sudut pandangannya yang luas menjadikannya baik untuk pencahayaan kawasan di mana sumber cahaya meresap diperlukan.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

Had Arus:Sentiasa gunakan perintang had arus siri atau, lebih baik, litar pemacu arus malar. Kira nilai perintang berdasarkan voltan bekalan (V_bekalan), voltan ke hadapan LED (V_Fdari binnya) dan arus yang dikehendaki (I_F, biasanya 20mA). Formula: R = (V_bekalan- V_F) / I_F.
Pengurusan Terma:Walaupun ini adalah peranti berkuasa rendah, susun atur PCB yang berkesan adalah penting. Pastikan kawasan kuprum yang mencukupi disambungkan ke pad terma (jika berkenaan) untuk menyerakkan haba, terutamanya apabila beroperasi pada atau berhampiran penarafan maksimum atau dalam suhu ambien yang tinggi.
Reka Bentuk Optik:Pertimbangkan sudut pandangan 120 darjah. Untuk pancaran fokus, optik sekunder (kanta) mungkin diperlukan. Binning untuk panjang gelombang dan fluks harus dipadankan dalam satu produk untuk penampilan seragam.

9. Piawaian Kebolehpercayaan dan Kualiti

9.1 Piawaian Ujian Kebolehpercayaan

Produk ini menjalani ujian kebolehpercayaan yang ketat berdasarkan piawaian industri (JESD22, MIL-STD-202G). Ujian utama termasuk:
Ujian Hayat Operasi:Dijalankan pada suhu bilik, suhu tinggi (85°C) dan suhu rendah (-40°C) selama 1008 jam setiap satu di bawah arus maksimum.
Ujian Persekitaran:Hayat Operasi Suhu Tinggi Kelembapan Tinggi (HHHTOHL) pada 60°C/90% RH, dan kitaran suhu dengan kelembapan.
Kejutan Terma:Kitaran antara -40°C dan 125°C.

9.2 Kriteria Kegagalan

Ujian dianggap gagal jika mana-mana sampel mempamerkan: anjakan voltan ke hadapan >200mV; degradasi fluks bercahaya >15% untuk LED berasaskan InGaN (yang termasuk LED hijau ini); arus bocor songsang >10μA; atau kegagalan bencana (litar terbuka atau pintas). Kriteria yang ketat ini memastikan tahap keteguhan produk yang tinggi.

10. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan LED hijau lubang melalui yang lebih lama, SMD3528 menawarkan kelebihan ketara dalam saiz, kesesuaian untuk pemasangan automatik dan prestasi terma yang biasanya lebih baik disebabkan oleh PCB bertindak sebagai penyerap haba. Dalam kategori SMD3528, produk khusus ini dibezakan oleh sistem binning terperincinya untuk fluks, panjang gelombang dan voltan, membolehkan pemadanan prestasi yang lebih ketat dalam aplikasi kritikal. Sudut pandangannya yang luas 120 darjah mungkin menjadi kelebihan berbanding LED sudut sempit untuk beberapa aplikasi tetapi kelemahan untuk yang lain yang memerlukan pancaran fokus.

11. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Bolehkah saya memacu LED ini terus dari bekalan 5V?
J: Tidak. Anda mesti menggunakan perintang had arus. Sebagai contoh, dengan bekalan 5V dan V_Ftipikal 3.2V pada 20mA, perintang yang diperlukan ialah (5V - 3.2V) / 0.02A = 90 Ohm. Gunakan nilai piawai seterusnya (cth., 91 Ohm).
S: Apakah perbezaan antara bin G5, G6 dan G7?
J: Mereka mewakili julat panjang gelombang dominan yang berbeza. G5 adalah panjang gelombang terpendek (hijau kebiruan, ~520nm), G7 adalah terpanjang (hijau kekuningan, ~528nm) dan G6 adalah di antara. Pilih berdasarkan titik warna yang dikehendaki.
S: Berapa lamakah LED ini akan bertahan?
J: Jangka hayat LED biasanya ditakrifkan sebagai titik di mana output cahaya merosot kepada peratusan tertentu (cth., 70% atau 50%) daripada nilai awalnya. Walaupun tidak dinyatakan secara eksplisit di sini, ujian kebolehpercayaan yang ketat (1008+ jam di bawah tekanan) mencadangkan hayat operasi yang panjang apabila digunakan dalam spesifikasi, terutamanya dengan pengurusan terma yang betul.
S: Adakah kanta diperlukan?
J: Produk piawai tidak mempunyai kanta bersepadu (kod '00'), menyediakan corak pancaran Lambertian. Kanta (kod '01') akan digunakan untuk meluruskan atau membentuk pancaran cahaya untuk aplikasi tertentu.

12. Kajian Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

Senario: Mereka Bentuk Panel Penunjuk Status:Sesuatu produk memerlukan sepuluh penunjuk status hijau yang seragam.Langkah-langkah Reka Bentuk:1. Pilih semua LED dari bin fluks bercahaya yang sama (cth., B2) dan bin panjang gelombang yang sama (cth., G6) untuk memastikan kecerahan dan warna yang sama. 2. Reka bentuk PCB dengan susun atur pad yang disyorkan. 3. Untuk landasan bekalan 12V, kira perintang had arus. Menggunakan V_Fmaksimum dari bin 4 (3.6V) untuk keselamatan: R = (12V - 3.6V) / 0.02A = 420 Ohm. Perintang 430 Ohm akan sesuai. 4. Pastikan PCB mempunyai tuangan kuprum yang mencukupi untuk penyerakan haba, kerana kesemua sepuluh LED akan dikelompokkan. 5. Nyatakan nombor bahagian tepat termasuk semua kod bin kepada pembekal untuk menjamin konsistensi.

13. Pengenalan Prinsip Operasi

Cahaya dihasilkan melalui proses yang dipanggil elektroluminesens. Cip LED ialah diod semikonduktor dengan simpang p-n yang diperbuat daripada bahan indium galium nitrida (InGaN) yang direka khas untuk memancarkan cahaya hijau. Apabila voltan ke hadapan dikenakan, elektron dari rantau jenis-n dan lubang dari rantau jenis-p disuntik ke dalam rantau aktif (simpang). Apabila elektron bergabung semula dengan lubang, ia membebaskan tenaga dalam bentuk foton (zarah cahaya). Jurang jalur tenaga khusus bahan InGaN menentukan panjang gelombang (warna) foton yang dipancarkan, yang dalam kes ini adalah hijau (~525nm). Enkapsulan epoksi atau silikon melindungi cip dan selalunya bertindak sebagai kanta utama.

14. Trend dan Perkembangan Teknologi

Trend umum dalam LED SMD seperti 3528 adalah ke arah kecekapan yang lebih tinggi (lebih banyak lumen per watt), yang membolehkan sama ada output yang lebih terang pada kuasa yang sama atau kecerahan yang sama dengan penggunaan kuasa yang lebih rendah dan kurang haba. Terdapat juga peningkatan berterusan dalam konsistensi warna dan kestabilan dari masa ke masa dan suhu. Walaupun ini adalah saiz pakej yang matang, bahan semikonduktor asas dan proses pembuatan sentiasa diperhalusi. Untuk LED hijau khususnya, mencapai kecekapan tinggi dan ketepuan warna tulen telah menjadi cabaran sejarah, tetapi kemajuan sains bahan yang berterusan terus menolak sempadan prestasi.