Dokumen Teknikal SMD5050N LED Kuning - 5.0x5.0x1.6mm - 2.2V - 0.234W

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Siri SMD5050N ialah LED permukaan-mount berkecemerlangan tinggi yang direka untuk aplikasi yang memerlukan pencahayaan kuning yang boleh dipercayai. Dicirikan oleh tapak 5.0mm x 5.0mm, LED ini menawarkan sudut pandangan luas 120 darjah dan sesuai untuk pelbagai aplikasi pencahayaan, papan tanda, dan penunjuk. Kelebihan utamanya terletak pada prestasi yang konsisten dan sistem pengelasan piawai, memastikan keseragaman warna dan fluks bercahaya merentasi kumpulan pengeluaran.

2. Analisis Parameter Teknikal

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Parameter berikut menentukan had operasi LED. Melebihi nilai ini boleh menyebabkan kerosakan kekal.

• Arus Kehadapan (IF): 90 mA (Berterusan)
• Arus Denyut Kehadapan (IFP): 120 mA (Lebar denyut ≤10ms, Kitar tugas ≤1/10)
• Pelesapan Kuasa (PD): 234 mW
• Suhu Operasi (Topr): -40°C hingga +80°C
• Suhu Penyimpanan (Tstg): -40°C hingga +80°C
• Suhu Simpang (Tj): 125°C
• Suhu Paterian (Tsld): Paterian aliran semula pada 200°C atau 230°C selama maksimum 10 saat.

2.2 Ciri Elektrik & Optik Biasa

Diukur pada keadaan ujian piawai T_s=25°C dan I_F=60mA.

• Voltan Kehadapan (V_F): Biasa 2.2V, Maksimum 2.6V (±0.08V toleransi)
• Voltan Songsang (V_R): 5V
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d): 590 nm (biasa)
• Arus Songsang (I_R): Maksimum 10 µA
• Sudut Pandangan (2θ_1/2): 120 darjah

3. Penjelasan Sistem Pengelasan

Untuk memastikan konsistensi, LED dikelaskan berdasarkan parameter prestasi utama.

3.1 Pengelasan Fluks Bercahaya

Dikelaskan pada I_F=60mA. Pengukuran fluks bercahaya mempunyai toleransi ±7%.

• Kod A6: 2.5 lm (Min), 3 lm (Biasa)
• Kod A7: 3 lm (Min), 3.5 lm (Biasa)
• Kod A8: 3.5 lm (Min), 4 lm (Biasa)
• Kod A9: 4 lm (Min), 4.5 lm (Biasa)
• Kod B1: 4.5 lm (Min), 5 lm (Biasa)

3.2 Pengelasan Panjang Gelombang Dominan

Mentakrifkan nuansa khusus cahaya kuning yang dipancarkan.

• Kod Y1: 585 nm hingga 588 nm
• Kod Y2: 588 nm hingga 591 nm
• Kod Y3: 591 nm hingga 594 nm

4. Analisis Lengkung Prestasi

Data grafik memberikan pandangan tentang kelakuan LED di bawah pelbagai keadaan.

4.1 Voltan Kehadapan vs. Arus Kehadapan (Lengkung IV)

Lengkung ini menunjukkan hubungan antara voltan kehadapan yang dikenakan dan arus yang terhasil. Ia penting untuk mereka bentuk litar pembatas arus yang sesuai bagi mengelakkan pelarian haba.

4.2 Arus Kehadapan vs. Fluks Bercahaya Relatif

Graf ini menggambarkan bagaimana keluaran cahaya berskala dengan arus pemacu. Ia biasanya menunjukkan hubungan hampir linear dalam julat operasi yang disyorkan, tetapi kecekapan mungkin menurun pada arus yang sangat tinggi disebabkan peningkatan haba.

4.3 Suhu Simpang vs. Kuasa Spektrum Relatif

Lengkung ini menunjukkan kesan suhu simpang pada keluaran spektrum LED. Untuk LED kuning, peningkatan suhu boleh menyebabkan anjakan kecil dalam panjang gelombang dominan dan pengurangan dalam keluaran cahaya keseluruhan.

4.4 Taburan Kuasa Spektrum

Plot ini menunjukkan keamatan cahaya yang dipancarkan merentasi spektrum boleh lihat, mengesahkan sifat monokromatik LED kuning dengan puncak sekitar 590nm.

5. Maklumat Mekanikal & Pembungkusan

5.1 Dimensi Fizikal

Pakej SMD5050N berukuran 5.0mm panjang, 5.0mm lebar, dan 1.6mm tinggi. Toleransi dimensi dinyatakan sebagai ±0.10mm untuk dimensi .X dan ±0.05mm untuk dimensi .XX.

5.2 Reka Bentuk Pad & Stensil Disyorkan

Untuk paterian yang boleh dipercayai, corak tanah dan reka bentuk apertur stensil khusus disyorkan. Gambar rajah yang disediakan memastikan pembentukan sendi pateri yang betul, penyebaran haba yang baik, dan kestabilan mekanikal. Reka bentuk ini biasanya mempunyai enam pad (dua untuk setiap cip LED dalaman dalam konfigurasi 3-cip biasa).

5.3 Pengenalpastian Polarity

Pakej LED termasuk tanda polarity, biasanya takuk atau titik berhampiran pin katod. Orientasi yang betul adalah penting untuk operasi litar.

6. Panduan Paterian & Pemasangan

6.1 Kepekaan Kelembapan & Pembakaran

LED SMD5050N dikelaskan sebagai sensitif kelembapan (MSL). Jika beg penghalang kelembapan tertutup asal dibuka dan komponen terdedah kepada kelembapan ambien melebihi had yang ditetapkan, ia mesti dibakar sebelum paterian aliran semula untuk mengelakkan kerosakan "popcorn".

• Keadaan Penyimpanan (Tidak Dibuka): Suhu <30°C, Kelembapan Relatif <85%.
• Keadaan Penyimpanan (Dibuka): Gunakan dalam masa 12 jam atau simpan dalam kabinet kering (<20% RH atau dengan nitrogen).
• Keperluan Pembakaran: Diperlukan jika kad penunjuk kelembapan menunjukkan pendedahan atau jika terdedah kepada udara >12 jam.
• Kaedah Pembakaran: 60°C selama 24 jam pada gegelung asal. Jangan melebihi 60°C. Gunakan dalam masa 1 jam selepas pembakaran atau kembalikan ke penyimpanan kering.

6.2 Profil Paterian Aliran Semula

LED boleh menahan proses aliran semula inframerah atau olakan piawai. Suhu puncak maksimum ialah 230°C atau 200°C, dengan masa di atas likuidus tidak melebihi 10 saat. Rujuk profil khusus untuk pes pateri yang digunakan.

7. Perlindungan Nyahcas Elektrostatik (ESD)

LED ialah peranti semikonduktor yang mudah rosak akibat nyahcas elektrostatik.

7.1 Mekanisme Kerosakan ESD

ESD boleh menyebabkan kegagalan laten atau bencana. Kerosakan laten mungkin meningkatkan arus bocor dan mengurangkan jangka hayat, manakala kegagalan bencana mengakibatkan ketidakoperasian serta-merta (LED mati).

7.2 Langkah Kawalan ESD

• Gunakan stesen kerja dan lantai anti-statik yang dibumikan.
• Kakitangan mesti memakai gelang pergelangan tangan dibumikan, jubah anti-statik, dan sarung tangan.
• Gunakan pengion untuk meneutralkan cas statik di kawasan kerja.
• Pastikan semua alat (contohnya, besi pemateri) dibumikan dengan betul.
• Gunakan bahan konduktif atau disipatif untuk pengendalian dan pembungkusan.

8. Cadangan Aplikasi & Reka Bentuk Litar

8.1 Metodologi Pemacu

Untuk prestasi dan jangka hayat yang optimum, pacu LED dengan sumber arus malar. Ini memastikan keluaran cahaya yang stabil dan melindungi LED daripada lonjakan arus dan variasi haba. Jika menggunakan sumber voltan malar, perintang pembatas arus siri adalah wajib untuk setiap rentetan LED.

8.2 Konfigurasi Litar Disyorkan

Konfigurasi A (Dengan Perintang Individu): Setiap LED atau rentetan selari mempunyai perintang siri sendiri. Ini menyediakan pengawalan arus individu dan lebih toleran terhadap variasi V_Fantara LED.

Konfigurasi B (Rentetan Siri dengan Perintang Tunggal): Pelbagai LED disambung secara bersiri dengan satu perintang pembatas arus. Ini lebih cekap tetapi memerlukan bekalan voltan yang lebih tinggi dan semua LED dalam rentetan mesti mempunyai V_F.

8.3 Langkah Berjaga-jaga Pemasangan

• Sentiasa kendalikan LED dengan perlindungan ESD.
• Elakkan menyentuh lensa silikon dengan tangan kosong untuk mengelakkan pencemaran daripada minyak dan garam, yang boleh mengurangkan keluaran cahaya.
• Gunakan alat pengambil vakum atau pinset berhujung lembut untuk mengelakkan kerosakan mekanikal pada enkapsulan silikon lembut atau ikatan wayar.
• Semasa ujian sistem, sambungkan pemacu kepada beban LED sebelum menggunakan kuasa input untuk mengelakkan transien voltan.

9. Peraturan Penomboran Model

Nombor bahagian mengikut format berstruktur:T [Kod Bentuk] [Kiraan Cip] [Kod Lensa] - [Kod Fluks][Kod Panjang Gelombang].

Contoh: T5A003YA diterjemahkan sebagai:

- T: Awalan pengeluar.

- 5A: Kod bentuk untuk pakej 5050N.

- 0: Kod dalaman.

- 3: Tiga cip LED di dalam pakej.

- YA: Warna kuning, pengelasan fluks dan panjang gelombang khusus (A untuk fluks, Y untuk panjang gelombang).

Kod lain mentakrifkan jenis lensa (00=tiada, 01=dengan lensa) dan pelbagai pilihan warna (R=Merah, G=Hijau, B=Biru, dll.).

10. Senario Aplikasi Biasa

LED Kuning SMD5050N sangat sesuai untuk:

- Pencahayaan Seni Bina & Hiasan: Mencipta pencahayaan aksen yang hangat.

- Papan Tanda & Huruf Saluran: Menyediakan lampu latar atau pencahayaan seragam.

- Pencahayaan Dalaman Automotif: Lampu papan pemuka dan lampu kesopanan.

- Elektronik Pengguna: Penunjuk status dan lampu latar untuk perkakas.

- Modul RGB Warna Penuh: Sebagai komponen kuning dalam sistem putih boleh laras atau pencampuran warna (apabila digunakan dengan LED warna lain atau LED penukar fosfor yang sesuai).

11. Perbandingan & Pertimbangan Teknikal

Berbanding pakej lebih kecil seperti 3528, 5050 menawarkan keluaran cahaya total yang lebih tinggi disebabkan saiznya yang lebih besar dan keupayaan menempatkan berbilang cip. Sudut pandangan 120 darjahnya lebih luas daripada beberapa LED lensa fokus, menjadikannya sesuai untuk pencahayaan kawasan dan bukannya pencahayaan spot. Pereka bentuk harus mempertimbangkan pengurusan haba, kerana pelesapan kuasa (sehingga 234mW) memerlukan kawasan kuprum PCB atau penyejukan haba yang mencukupi untuk jangka hayat maksimum, terutamanya apabila dipacu pada arus tinggi atau dalam suhu ambien tinggi.

12. Soalan Lazim (FAQ)

S: Apakah perbezaan antara kod fluks bercahaya (A6, A7, dll.)?

J: Kod ini mewakili gred kecerahan yang berbeza. Kod yang lebih tinggi (contohnya, B1) menunjukkan keluaran fluks bercahaya minimum dan biasa yang lebih tinggi. Pilih pengelasan berdasarkan kecerahan yang diperlukan untuk aplikasi anda.

S: Adakah pembakaran sentiasa diperlukan sebelum paterian?

J: Tidak. Pembakaran hanya diperlukan jika komponen sensitif kelembapan telah terdedah kepada persekitaran lembap melebihi had yang ditetapkan pada kad penunjuk kelembapan beg atau selepas penyimpanan berpanjangan di luar persekitaran kering.

S: Bolehkah saya memacu LED ini pada 90mA secara berterusan?

J: Walaupun 90mA ialah penarafan maksimum mutlak, operasi berterusan pada tahap ini akan menghasilkan haba yang ketara dan berkemungkinan mengurangkan jangka hayat. Untuk operasi jangka panjang yang boleh dipercayai, adalah dinasihatkan untuk memacu LED pada atau di bawah arus ujian biasa 60mA, dengan pengurusan haba yang betul.

S: Mengapa pemacu arus malar disyorkan berbanding sumber voltan malar dengan perintang?

J: Pemacu arus malar mengimbangi variasi voltan kehadapan (V_F) antara LED dan merentasi suhu, memastikan keluaran cahaya yang konsisten dan mencegah pelarian haba. Ia menawarkan kestabilan dan kecekapan yang lebih baik, terutamanya untuk rentetan siri.

13. Kajian Kes Reka Bentuk Masuk

Senario: Mereka bentuk unit lampu latar untuk panel paparan maklumat.

1. Keperluan: Pencahayaan kuning seragam merentasi kawasan 200mm x 100mm dengan pencahayaan sasaran 150 lux.

2. Pemilihan LED: SMD5050N (Kod B1, 5 lm biasa) dipilih untuk kecerahan dan sudut pandangan luasnya.

3. Reka Bentuk Optik: LED disusun dalam corak grid dengan helaian penyebar diletakkan di atas untuk mencampurkan titik individu menjadi medan seragam. Jarak dikira berdasarkan sudut pandangan LED dan keseragaman sasaran.

4. Reka Bentuk Elektrik: LED dikumpulkan ke dalam rentetan selari 4 LED bersiri. Pemacu arus malar dipilih untuk menyediakan 60mA setiap rentetan. Voltan keluaran pemacu mesti melebihi jumlah V_F4 LED (lebih kurang 8.8V-10.4V) ditambah ruang kepala.

5. Reka Bentuk Haba: PCB direka bentuk dengan tuangan kuprum besar yang disambungkan ke pad haba LED. Via haba memindahkan haba ke lapisan kuprum sebelah bawah. Pengiraan mengesahkan suhu simpang kekal di bawah 80°C dalam persekitaran ambien 40°C.

6. Pemasangan: LED diletakkan menggunakan mesin pick-and-place. Papan yang dipasang dibakar mengikut garis panduan MSL sebelum menjalani proses paterian aliran semula terkawal. Langkah berjaga-jaga ESD dikekalkan sepanjang masa.

14. Prinsip Operasi

Diod Pemancar Cahaya (LED) ialah peranti semikonduktor yang memancarkan cahaya melalui elektroluminesens. Apabila voltan kehadapan dikenakan merentasi simpang p-n, elektron dari rantau jenis-n bergabung semula dengan lubang dari rantau jenis-p dalam lapisan aktif. Proses penggabungan semula ini membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Warna cahaya ditentukan oleh jurang jalur tenaga bahan semikonduktor yang digunakan. Untuk LED kuning monokromatik seperti SMD5050N, bahan semikonduktor (biasanya berdasarkan AlInGaP) direka untuk mempunyai jurang jalur yang sepadan dengan panjang gelombang lebih kurang 590 nanometer.

15. Trend Teknologi

Industri LED terus berkembang ke arah kecekapan yang lebih tinggi (lebih banyak lumen per watt), pembiakan warna yang lebih baik, dan kebolehpercayaan yang lebih besar. Untuk LED monokromatik seperti kuning, trend termasuk:

- Pengelasan Panjang Gelombang Lebih Sempit: Kawalan lebih ketat ke atas panjang gelombang dominan untuk aplikasi warna yang lebih tepat.

- Operasi Suhu Lebih Tinggi: Pembangunan bahan dan pembungkusan yang mengekalkan prestasi pada suhu simpang yang lebih tinggi.

- Pengecilan dengan Keluaran Tinggi: Saiz pakej lebih kecil yang menyampaikan keluaran cahaya setanding dengan pakej lama yang lebih besar.

- Penyelesaian Bersepadu: LED dengan pengawalan arus terbina dalam, litar perlindungan (ESD, suhu berlebihan), atau malah pengawal mikro untuk aplikasi pencahayaan pintar.

- Fosfor Lanjutan: Untuk LED putih dan spektrum luas, tetapi juga mempengaruhi kestabilan dan kualiti LED berwarna tertentu.