Kandungan
- 1. Gambaran Keseluruhan Produk
- 2. Penerangan Mendalam Parameter Teknikal
- 2.1 Penarafan Maksimum Mutlak
- 2.2 Ciri-ciri Elektrik & Optik
- 3. Spesifikasi Sistem Binning
- 3.1 Binning Keamatan Cahaya
- 3.2 Binning Warna (Kromatisiti)
- 4. Maklumat Mekanikal & Pembungkusan
- 4.1 Dimensi Garis Besar
- 4.2 Spesifikasi Pembungkusan
- 5. Garis Panduan Pateri & Pemasangan
- 5.1 Pembentukan Kaki
- 5.2 Proses Pateri
- 5.3 Pembersihan
- 6. Penyimpanan & Pengendalian
- 7. Reka Bentuk Litar Pemacu & Nota Aplikasi
- 7.1 Kaedah Pemacu
- 7.2 Senario Aplikasi
- 8. Analisis Prestasi & Pertimbangan Reka Bentuk
- 8.1 Pengurusan Haba
- 8.2 Prestasi Optik
- 8.3 Kebolehpercayaan & Faktor Jangka Hayat
- 9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)
- 10. Contoh Kajian Kes Reka Bentuk Masuk
1. Gambaran Keseluruhan Produk
Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk lampu LED putih lubang-lalu oval 5mm berkeamatan tinggi. Direka terutamanya untuk aplikasi luar, komponen ini menawarkan penyelesaian yang kukuh untuk papan tanda dan isyarat di mana keterlihatan dan kebolehpercayaan adalah paling utama. Lampu ini menggunakan teknologi InGaN yang disalut dalam resin epoksi termaju, memberikan rintangan lembapan dan perlindungan UV yang lebih baik untuk memastikan prestasi jangka panjang dalam keadaan persekitaran yang mencabar.
Kelebihan utama LED ini termasuk pematuhannya dengan arahan RoHS, penggunaan kuasa yang rendah, kecekapan cahaya yang tinggi, dan keserasian dengan teknik pemasangan papan litar bercetak (PCB) standard. Reka bentuknya disesuaikan untuk aplikasi yang memerlukan pencahayaan putih yang terang dan konsisten dengan corak sinaran tertentu.
2. Penerangan Mendalam Parameter Teknikal
2.1 Penarafan Maksimum Mutlak
Peranti ini dicirikan di bawah had operasi maksimum tertentu untuk memastikan kebolehpercayaan. Pada suhu ambien (TA) 25°C, penarafan maksimum mutlak adalah seperti berikut:
- Pelesapan Kuasa (Pd):96 mW. Ini adalah kuasa maksimum yang boleh diserakkan oleh LED sebagai haba dengan selamat.
- Arus Hadapan Puncak (IFP):100 mA. Arus ini hanya dibenarkan di bawah keadaan berdenyut dengan kitar tugas ≤ 1/10 dan lebar denyut ≤ 10ms.
- Arus Hadapan Berterusan (IF):30 mA. Ini adalah arus DC maksimum yang disyorkan untuk operasi berterusan.
- Faktor Penurunan Nilai:Arus hadapan DC mesti diturunkan nilai secara linear sebanyak 0.56 mA untuk setiap darjah Celsius melebihi suhu ambien 47°C.
- Julat Suhu Operasi (Topr):-40°C hingga +85°C.
- Julat Suhu Penyimpanan (Tstg):-40°C hingga +100°C.
- Suhu Pateri Kaki:Maksimum 260°C selama 5 saat, diukur pada titik 2.0mm (0.079 inci) dari badan LED.
2.2 Ciri-ciri Elektrik & Optik
Parameter prestasi utama diukur pada TA=25°C dan arus ujian piawai (IF) 20mA.
- Keamatan Cahaya (Iv):Julat dari minimum 4200 mcd hingga maksimum 9300 mcd, dengan nilai tipikal 6000 mcd. Nilai Iv dikelaskan kepada bin (lihat Bahagian 4). Pengukuran termasuk toleransi ujian ±15%.
- Sudut Pandangan (2θ1/2):70 darjah (paksi utama) / 35 darjah (paksi minor). Corak sinaran oval ini sesuai untuk aplikasi yang memerlukan cahaya terarah.
- Voltan Hadapan (VF):Biasanya 2.9V, dengan julat dari 2.5V (Min) hingga 3.2V (Maks) pada IF=20mA.
- Arus Songsang (IR):Maksimum 10 μA apabila voltan songsang (VR) 5V dikenakan. Peranti ini tidak direka untuk beroperasi dalam bias songsang.
- Koordinat Kromatisiti (x, y):Ditakrifkan pada rajah kromatisiti CIE 1931. Nilai tipikal ialah x=0.31 dan y=0.32. Kedudukan warna tertentu ditakrifkan dalam jadual bin.
3. Spesifikasi Sistem Binning
Untuk memastikan konsistensi warna dan kecerahan dalam pengeluaran, LED disusun ke dalam bin berdasarkan keamatan cahaya dan koordinat kromatisiti.
3.1 Binning Keamatan Cahaya
LED dikelaskan kepada tiga bin keamatan (V, W, X) pada IF=20mA. Had bin mempunyai toleransi ±15%.
- Bin V:4200 mcd (Min) hingga 5500 mcd (Maks)
- Bin W:5500 mcd (Min) hingga 7200 mcd (Maks)
- Bin X:7200 mcd (Min) hingga 9300 mcd (Maks)
Kod bin khusus ditanda pada setiap beg pembungkusan untuk kebolehjejakan.
3.2 Binning Warna (Kromatisiti)
LED juga disusun mengikut koordinat kromatisiti (x, y) pada rajah CIE. Lembaran data menyediakan sempadan koordinat khusus untuk kedudukan warna A0, B1, dan B2. Elaun pengukuran ±0.01 digunakan pada koordinat ini. Rujukan visual disediakan oleh Rajah Kromatisiti CIE 1931 yang disertakan dalam dokumen, yang menunjukkan kawasan putih tipikal dan bin yang ditakrifkan.
4. Maklumat Mekanikal & Pembungkusan
4.1 Dimensi Garis Besar
LED ini mempunyai pakej kanta oval 5mm standard yang direka untuk pemasangan lubang-lalu. Nota dimensi utama termasuk:
- Semua dimensi adalah dalam milimeter (inci).
- Toleransi standard ialah ±0.25mm (0.010") melainkan dinyatakan sebaliknya.
- Penonjolan maksimum resin di bawah flen ialah 1.0mm (0.04").
- Jarak kaki diukur pada titik di mana kaki muncul dari badan pakej.
4.2 Spesifikasi Pembungkusan
LED dibekalkan dalam sistem pembungkusan berperingkat:
- Unit Asas:500, 200, atau 100 keping setiap beg pembungkusan anti-statik.
- Karton Dalam:Mengandungi 10 beg pembungkusan, jumlah 5,000 keping.
- Karton Luar (Kotak Penghantaran):Mengandungi 8 karton dalam, jumlah 40,000 keping. Perlu diingat bahawa dalam setiap lot penghantaran, hanya pek akhir yang mungkin bukan pek penuh.
5. Garis Panduan Pateri & Pemasangan
Pengendalian yang betul adalah kritikal untuk mengelakkan kerosakan dan memastikan kebolehpercayaan jangka panjang.
5.1 Pembentukan Kaki
Jika kaki perlu dibengkokkan, ini mesti dilakukansebelumpateri dan pada suhu bilik. Bengkokan harus dibuat pada titik sekurang-kurangnya 3mm dari pangkal kanta LED. Pangkal bingkai kaki tidak boleh digunakan sebagai fulkrum semasa membengkok.
5.2 Proses Pateri
Jarak minimum 2mm mesti dikekalkan antara pangkal kanta dan titik pateri. Kanta tidak boleh direndam ke dalam pateri.
- Besi Pateri:Suhu maksimum 350°C. Masa pateri maksimum 3 saat setiap kaki. Ini harus dilakukan hanya sekali.
- Pateri Gelombang:Panaskan awal hingga maksimum 100°C sehingga 60 saat. Suhu gelombang pateri maksimum 260°C. Masa pateri maksimum 5 saat. Kedudukan rendaman mestilah tidak lebih rendah daripada 2mm dari pangkal kanta epoksi.
- Penting:Pateri aliran semula Inframerah (IR) adalahtidaksesuai untuk produk LED lubang-lalu ini. Suhu atau masa yang berlebihan boleh menyebabkan ubah bentuk kanta atau kegagalan teruk.
5.3 Pembersihan
Jika pembersihan diperlukan, hanya pelarut berasaskan alkohol seperti isopropil alkohol yang harus digunakan.
6. Penyimpanan & Pengendalian
- Persekitaran Penyimpanan:Tidak boleh melebihi 30°C dan kelembapan relatif 70%.
- Jangka Hayat Simpanan:LED yang dikeluarkan dari pembungkusan asalnya harus digunakan dalam tempoh tiga bulan. Untuk penyimpanan lebih lama di luar pek asal, ia harus disimpan dalam bekas tertutup dengan bahan pengering atau dalam pengering yang disucikan nitrogen.
- Perlindungan ESD:LED sensitif kepada nyahcas elektrostatik (ESD). Langkah berjaga-jaga pengendalian termasuk menggunakan gelang pergelangan tangan dibumikan, sarung tangan anti-statik, memastikan semua peralatan dan permukaan kerja dibumikan dengan betul, dan menggunakan penghembus ion untuk meneutralkan cas statik pada kanta.
7. Reka Bentuk Litar Pemacu & Nota Aplikasi
7.1 Kaedah Pemacu
LED adalah peranti beroperasi arus. Untuk memastikan kecerahan seragam apabila menggunakan berbilang LED, terutamanya dalam konfigurasi selari, adalahsangat disyorkanuntuk menggunakan perintang pembatas arus secara bersiri dengan setiap LED individu (Litar A).
Sambungan selari ringkas tanpa perintang individu (Litar B) tidak disyorkan, kerana variasi kecil dalam ciri voltan hadapan (VF) antara LED akan menyebabkan perbezaan ketara dalam perkongsian arus dan, akibatnya, kecerahan yang dirasakan.
7.2 Senario Aplikasi
LED ini sangat sesuai untuk pelbagai aplikasi papan tanda luar dan dalaman kerana kecerahan tinggi, sudut pandangan khusus, dan ketahanan persekitarannya. Aplikasi utama termasuk:
- Papan Tanda Mesej:Untuk memaparkan maklumat dinamik atau statik.
- Papan Tanda Bas:Untuk paparan destinasi atau nombor laluan.
- Papan Tanda Lalu Lintas:Untuk papan tanda maklumat atau peraturan.
- Isyarat Lalu Lintas:Sebagai sumber cahaya penunjuk, tertakluk kepada reka bentuk optik yang sesuai dan kelulusan peraturan.
8. Analisis Prestasi & Pertimbangan Reka Bentuk
8.1 Pengurusan Haba
Dengan pelesapan kuasa maksimum 96 mW dan faktor penurunan nilai 0.56 mA/°C melebihi 47°C, pengurusan haba yang berkesan adalah penting untuk mengekalkan jangka hayat dan output cahaya LED. Pereka bentuk mesti mempertimbangkan suhu ambien operasi dan memastikan arus hadapan diturunkan nilai dengan sewajarnya. Jarak yang mencukupi pada PCB dan mengelakkan ruang tertutup boleh membantu menyerakkan haba.
8.2 Prestasi Optik
Sudut pandangan oval 70°/35° mencipta corak sinaran khusus. Ini adalah kelebihan untuk aplikasi di mana cahaya perlu diarahkan ke arah penonton dalam jalur mendatar (paksi 70° lebih lebar) sambil mengawal penyebaran menegak (paksi 35° lebih sempit), meningkatkan kecekapan untuk papan tanda jenis panel. Keamatan cahaya tinggi (sehingga 9300 mcd) memastikan keterlihatan yang baik walaupun dalam keadaan luar yang terang.
8.3 Kebolehpercayaan & Faktor Jangka Hayat
Penggunaan epoksi termaju dengan perlindungan UV dan rintangan lembapan adalah faktor utama untuk kebolehpercayaan luar. Pematuhan kepada keadaan pateri yang ditetapkan dan garis panduan penyimpanan adalah penting untuk mengelakkan mekanisme kegagalan pramatang seperti pengelupasan, penguningan kanta, atau keletihan sendi pateri.
9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)
S: Bolehkah saya memacu LED ini pada 30mA secara berterusan?
J: Ya, 30mA adalah arus hadapan DC berterusan maksimum yang dinilai. Walau bagaimanapun, untuk jangka hayat dan kebolehpercayaan yang optimum, terutamanya pada suhu ambien yang lebih tinggi, beroperasi pada atau di bawah arus ujian tipikal 20mA adalah dinasihatkan, dan arus mesti diturunkan nilai melebihi suhu ambien 47°C.
S: Mengapa perintang bersiri diperlukan untuk setiap LED yang disambung secara selari?
J: Voltan hadapan (VF) LED mempunyai toleransi pembuatan (2.5V hingga 3.2V). Dalam sambungan selari langsung, LED dengan VF terendah akan menarik arus yang tidak seimbang lebih banyak, menyebabkan kecerahan tidak sekata dan tekanan berlebihan pada LED tersebut. Perintang bersiri untuk setiap LED membantu mengimbangi arus, memastikan kecerahan lebih seragam dan melindungi peranti.
S: Apakah maksud kod bin pada beg?
J: Kod bin menunjukkan julat keamatan cahaya (V, W, atau X) LED dalam beg itu. Untuk kecerahan konsisten dalam pemasangan, adalah penting untuk menggunakan LED dari bin keamatan yang sama atau bersebelahan.
S: Adakah LED ini sesuai untuk aplikasi automotif?
J: Walaupun ia berkongsi beberapa ciri (kecerahan, pakej), lembaran data ini menyatakan aplikasi untuk papan tanda dan isyarat. Aplikasi automotif biasanya memerlukan pematuhan dengan piawaian tambahan (contohnya, AEC-Q102 untuk kebolehpercayaan) dan julat suhu khusus yang tidak dinyatakan secara jelas di sini. Ia tidak boleh dianggap sesuai untuk penggunaan automotif tanpa kelayakan lanjut.
10. Contoh Kajian Kes Reka Bentuk Masuk
Senario:Mereka bentuk paparan teks satu baris kuasa rendah untuk papan tanda destinasi bas.
Pilihan Reka Bentuk:
1. Pemilihan LED:LED oval 5mm ini dipilih untuk kecerahan tinggi (memastikan keterlihatan siang hari) dan corak pancaran oval (baik untuk pembentukan aksara mendatar). LED dari Bin W dipilih untuk kecerahan sederhana-tinggi yang konsisten.
2. Reka Bentuk Litar:Pengawal papan tanda menyediakan rel voltan stabil (contohnya, 12V). Setiap LED dalam matriks didorong dengan perintang pembatas arus sendiri yang dikira sebagai R = (V_bekalan - VF_LED) / I_dikehendaki. Menggunakan VF tipikal 2.9V dan arus dikehendaki 18mA (konservatif untuk hayat lebih panjang), R = (12V - 2.9V) / 0.018A ≈ 506 Ohm. Perintang standard 510 Ohm digunakan.
3. Susun Atur & Pemasangan:LED diletakkan pada PCB dengan lubang yang berjarak mengikut jarak kaki dalam lembaran data. Semasa pemasangan, jig pembengkokan kaki tersuai digunakan untuk memastikan semua kaki dibengkokkan secara seragam pada titik yang disyorkan >3mm sebelum dimasukkan. Pateri gelombang dilakukan menggunakan profil yang ditetapkan (260°C, 5s maks).
4. Keputusan:Papan tanda akhir mempamerkan pencahayaan seragam dan terang dengan prestasi yang boleh dipercayai merentasi julat suhu operasi kenderaan, memenuhi keperluan reka bentuk untuk kejelasan dan ketahanan.
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. |