Lembaran Data Teknikal LED Pandangan Atas Siri 67-21 - Pakej P-LCC-2 - Biru 468nm - 20mA 3.2V - Sudut Pandangan 120°

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Siri 67-21 mewakili keluarga LED Pandangan Atas yang ditempatkan dalam pakej permukaan-mount P-LCC-2 yang padat. Siri ini direka untuk memberikan prestasi yang boleh dipercayai sebagai penunjuk optik merentasi pelbagai aplikasi elektronik. Peranti ini mempunyai tingkap jernih tanpa warna dan badan pakej putih, yang menyumbang kepada kecekapan optik dan kepelbagaian estetiknya.

Falsafah reka bentuk teras berpusat pada penyediaan sudut pandangan yang luas, dicapai melalui geometri pakej yang dioptimumkan dan pemantul dalaman. Ciri ini menjadikan LED amat sesuai untuk aplikasi yang menggunakan paip cahaya, di mana taburan cahaya seragam adalah kritikal. Tambahan pula, peranti ini beroperasi pada arus rendah, menjadikannya pilihan yang sangat baik untuk aplikasi sensitif kuasa seperti peralatan mudah alih dan beroperasi bateri.

Siri ini boleh didapati dalam pelbagai warna pancaran termasuk oren lembut, hijau, biru, dan kuning, dengan model khusus yang diterangkan dalam dokumen ini ialah LED biru yang menggunakan cip InGaN. Ia serasi sepenuhnya dengan peralatan pick-and-place automatik dan proses pateri alir balik fasa wap standard, menyokong pembuatan volum tinggi. Produk ini bebas Pb dan mematuhi piawaian pematuhan RoHS.

2. Penyelaman Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di bawah atau pada had ini tidak dijamin dan harus dielakkan dalam reka bentuk litar.

• Voltan Songsang (V_R):5 V. Melebihi voltan ini dalam bias songsang boleh menyebabkan kerosakan simpang.
• Arus Hadapan Berterusan (I_F):30 mA. Arus DC maksimum yang boleh digunakan secara berterusan.
• Arus Hadapan Puncak (I_FP):100 mA. Ini dibenarkan hanya di bawah keadaan denyut dengan kitar tugas 1/10 pada 1 kHz.
• Pelesapan Kuasa (P_d):110 mW. Kuasa maksimum yang boleh dilesapkan oleh pakej, dikira sebagai V_F* I_F.
• Nyahcas Elektrostatik (ESD) HBM:1000 V. Kepekaan peranti terhadap nyahcas elektrostatik; prosedur pengendalian yang betul diperlukan.
• Suhu Operasi (T_opr):-40°C hingga +85°C. Julat suhu persekitaran untuk operasi yang boleh dipercayai.
• Suhu Penyimpanan (T_stg):-40°C hingga +90°C.
• Suhu Pateri:Peranti boleh menahan pateri alir balik dengan suhu puncak 260°C selama 10 saat, atau pateri tangan pada 350°C selama 3 saat.

2.2 Ciri-Ciri Elektro-Optik

Parameter ini diukur pada keadaan ujian standard suhu persekitaran (T_a) 25°C dan arus hadapan (I_F) 20 mA, melainkan dinyatakan sebaliknya. Toleransi digunakan seperti yang dinyatakan.

• Keamatan Bercahaya (I_v):Julat dari minimum 225 mcd hingga maksimum 565 mcd, dengan toleransi tipikal ±11%. Ini mentakrifkan kecerahan yang dilihat bagi LED.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):120 darjah (tipikal). Ini ialah sudut penuh di mana keamatan bercahaya jatuh kepada separuh nilai puncaknya, menunjukkan corak pancaran yang sangat luas.
• Panjang Gelombang Puncak (λ_P):468 nm (tipikal). Panjang gelombang di mana taburan kuasa spektrum adalah maksimum.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):Julat dari 464.5 nm hingga 476.5 nm, dengan toleransi ±1 nm. Panjang gelombang ini sepadan dengan warna cahaya yang dilihat.
• Lebar Jalur Spektrum (Δλ):25 nm (tipikal). Lebar spektrum yang dipancarkan pada separuh kuasa maksimumnya.
• Voltan Hadapan (V_F):Julat dari 2.70 V hingga 3.70 V pada 20 mA, dengan toleransi ±0.1 V. Ini ialah susut voltan merentasi LED apabila mengkonduksi.
• Arus Songsang (I_R):Maksimum 50 μA pada voltan songsang 5V.

3. Penjelasan Sistem Pembin

Untuk memastikan konsistensi dalam kecerahan, warna, dan ciri elektrik, LED disusun ke dalam bin. Kod peranti khusus (cth., /B7C-AS2U1N/2T) menggabungkan kod bin ini.

3.1 Pembin Keamatan Bercahaya (Kod CAT)

LED dikumpulkan berdasarkan keamatan bercahaya yang diukur pada 20 mA.

• S2:225 - 285 mcd
• T1:285 - 360 mcd
• T2:360 - 450 mcd
• U1:450 - 565 mcd

3.2 Pembin Panjang Gelombang Dominan (Kod HUE - Kumpulan A)

Untuk LED biru, panjang gelombang dominan dibin seperti berikut:

• A9:464.5 - 467.5 nm
• A10:467.5 - 470.5 nm
• A11:470.5 - 473.5 nm
• A12:473.5 - 476.5 nm

3.3 Pembin Voltan Hadapan (Kod REF - Kumpulan N)

LED juga dibin berdasarkan susut voltan hadapan pada 20 mA.

• 10:2.70 - 2.90 V
• 11:2.90 - 3.10 V
• 12:3.10 - 3.30 V
• 13:3.30 - 3.50 V
• 14:3.50 - 3.70 V

4. Analisis Lengkung Prestasi

Graf ciri tipikal memberikan gambaran tentang kelakuan LED di bawah pelbagai keadaan.

4.1 Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Lengkung I-V)

Graf menunjukkan hubungan tak linear, tipikal untuk diod. Voltan hadapan meningkat dengan arus, bermula sekitar 2.6V pada arus yang sangat rendah dan mencapai kira-kira 3.4V pada 20mA. Lengkung ini penting untuk mereka bentuk litar pembatas arus.

4.2 Keamatan Bercahaya Relatif vs. Arus Hadapan

Keamatan bercahaya meningkat dengan arus hadapan tetapi tidak secara linear. Lengkung cenderung menurun pada arus yang lebih tinggi disebabkan peningkatan suhu simpang dan penurunan kecekapan. Ini menekankan kepentingan mengendalikan LED pada atau berhampiran arus yang disyorkan (20mA) untuk kecekapan optimum.

4.3 Keamatan Bercahaya Relatif vs. Suhu Persekitaran

Output cahaya berkurangan apabila suhu persekitaran meningkat. Graf menunjukkan bahawa pada suhu operasi maksimum +85°C, output mungkin jauh lebih rendah berbanding pada 25°C. Penurunan terma ini mesti diambil kira dalam aplikasi dengan suhu persekitaran tinggi.

4.4 Taburan Spektrum

Plot spektrum mengesahkan pancaran biru dengan puncak sekitar 468nm dan lebar jalur tipikal 25nm. Spektrum adalah monokromatik, seperti yang dijangkakan daripada LED biru berasaskan InGaN.

4.5 Corak Sinaran

Gambar rajah kutub mengesahkan secara visual sudut pandangan luas 120°, menunjukkan corak pancaran seperti Lambertian di mana keamatan agak seragam merentasi sudut yang luas sebelum menurun.

4.6 Lengkung Penurunan Arus Hadapan

Lengkung ini menentukan arus hadapan berterusan maksimum yang dibenarkan sebagai fungsi suhu persekitaran. Apabila suhu meningkat, arus selamat maksimum berkurangan untuk mengelakkan melebihi had pelesapan kuasa 110mW dan memastikan kebolehpercayaan jangka panjang.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej (P-LCC-2)

LED ditempatkan dalam pakej permukaan-mount. Dimensi utama termasuk saiz badan, jarak kaki, dan ketinggian keseluruhan. Semua toleransi yang tidak dinyatakan adalah ±0.1mm. Pakej direka untuk kestabilan semasa pateri alir balik dan keserasian dengan pita pembawa 8mm standard.

5.2 Pengenalpastian Polarity

Katod biasanya dikenal pasti oleh penanda visual pada pakej, seperti takuk, titik, atau warna hijau pada sisi katod rongga cip. Polarity yang betul mesti diperhatikan semasa pemasangan untuk mengelakkan kerosakan bias songsang.

5.3 Tapak Kaki PCB yang Disyorkan

Reka bentuk corak landasan yang menampung dimensi pakej dan membolehkan pembentukan fillet pateri yang betul adalah disyorkan. Tapak kaki harus sejajar dengan pad terma pakej (jika ada) dan pad elektrik untuk memastikan sambungan mekanikal dan elektrik yang boleh dipercayai.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

6.1 Profil Pateri Alir Balik

Peranti ini sesuai untuk pateri alir balik fasa wap dan inframerah. Profil bebas plumbum standard dengan suhu puncak tidak melebihi 260°C untuk tempoh 10 saat ditetapkan. Masa di atas likuidus (cth., 217°C) harus dikawal untuk mengurangkan tekanan terma pada komponen.

6.2 Pateri Tangan

Jika pateri tangan diperlukan, suhu hujung besi harus dihadkan kepada 350°C, dan masa sentuhan per kaki tidak boleh melebihi 3 saat. Gunakan besi kuasa rendah dan elakkan menggunakan tekanan mekanikal pada pakej.

6.3 Kepekaan Kelembapan dan Penyimpanan

LED dibungkus dalam beg penghalang tahan lembapan dengan desikan untuk mengelakkan penyerapan lembapan, yang boleh menyebabkan "popcorning" semasa alir balik. Sebaik sahaja beg tertutup dibuka, komponen harus digunakan dalam tempoh masa yang ditetapkan (cth., 168 jam pada<30°C/60%RH) atau dibakar semula mengikut garis panduan standard IPC/JEDEC.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Spesifikasi Pita dan Gegelung

Komponen dibekalkan pada pita pembawa timbul lebar 8mm. Dimensi gegelung dan jarak poket distandarkan untuk keserasian dengan feeder automatik. Kuantiti dimuatkan standard ialah 2000 keping per gegelung, dengan kuantiti pesanan minimum 250, 500, 1000, atau 2000 keping tersedia.

7.2 Maklumat Label

Label gegelung mengandungi maklumat kritikal untuk kebolehjejakan dan pengenalan, termasuk: Nombor Bahagian (PN), Nombor Bahagian Pelanggan (CPN), Kuantiti (QTY), Nombor Lot, dan Kod Pembin khusus untuk Keamatan Bercahaya (CAT), Panjang Gelombang Dominan (HUE), dan Voltan Hadapan (REF).

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Biasa

• Elektronik Automotif:Pencahayaan belakang untuk instrumen papan pemuka, suis, dan panel kawalan.
• Peralatan Telekomunikasi:Penunjuk status dan pencahayaan belakang kekunci dalam telefon, mesin faks, dan perkakasan rangkaian.
• Elektronik Pengguna:Penunjuk kuasa/status, pencahayaan belakang untuk paparan LCD, simbol, dan suis membran dalam perkakas, peralatan audio/video, dan periferal pengkomputeran.
• Penunjuk Umum:Mana-mana aplikasi yang memerlukan penunjuk status yang terang, boleh dipercayai, dan berkuasa rendah.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk Paip Cahaya

Sudut pandangan luas 120° adalah aset utama untuk aplikasi paip cahaya. Untuk kecekapan gandingan optimum:

• Letakkan LED sedekat mungkin dengan pintu masuk paip cahaya.
• Pastikan bahan paip cahaya mempunyai transmisi tinggi dan direka untuk membimbing dan menyebarkan cahaya dengan berkesan.
• Pertimbangkan corak sinaran LED semasa mereka bentuk geometri permukaan input paip.

8.3 Nota Reka Bentuk Litar

• Sentiasa gunakan perintang pembatas arus bersiri. Kira nilainya berdasarkan voltan bekalan (V_CC), voltan hadapan LED (V_F- gunakan nilai maks untuk kebolehpercayaan), dan arus hadapan yang dikehendaki (I_F). Formula: R = (V_CC- V_F) / I_F.
• Untuk kecerahan malar merentasi julat voltan bekalan atau suhu, pertimbangkan untuk menggunakan pemacu arus malar dan bukannya perintang mudah.
• Perhatikan penarafan maksimum mutlak, terutamanya untuk voltan songsang. Masukkan perlindungan (cth., diod selari dalam polarity songsang) jika litar terdedah kepada lonjakan voltan atau sambungan songsang.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Siri 67-21 membezakan dirinya dalam pasaran LED penunjuk SMD melalui beberapa ciri utama:

• Sudut Pandangan Unggul:Sudut pandangan 120° jauh lebih luas daripada banyak LED SMD standard (yang mungkin 60-80°), memberikan penglihatan yang lebih seragam dari perspektif luar paksi, kritikal untuk penunjuk panel.
• Dioptimumkan untuk Paip Cahaya:Reka bentuk pakej dengan pemantul dalaman khusus diselaraskan untuk menggandingkan cahaya dengan cekap ke dalam pandu cahaya, keperluan biasa dalam reka bentuk produk perindustrian dan pengguna moden.
• Operasi Arus Rendah:Spesifikasinya pada 20mA (dengan kecerahan baik) menjadikannya lebih cekap tenaga berbanding LED yang memerlukan arus pacuan lebih tinggi untuk output yang serupa, memberi manfaat kepada hayat bateri.
• Pembin Teguh:Sistem pembin terperinci untuk keamatan, panjang gelombang, dan voltan membolehkan pereka memilih bahagian dengan toleransi prestasi ketat, memastikan konsistensi dalam produk akhir, terutamanya dalam tatasusunan multi-LED.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

10.1 Apakah nilai perintang yang perlu saya gunakan dengan bekalan 5V?

Menggunakan V_Fmaksimum 3.7V untuk reka bentuk konservatif dan sasaran I_F20mA: R = (5V - 3.7V) / 0.02A = 65 Ohm. Nilai standard terdekat ialah 68 Ohm. Pengiraan semula: I_F= (5V - 3.7V) / 68Ω ≈ 19.1 mA, yang selamat dan dalam spesifikasi. Sentiasa sahkan arus sebenar dalam litar.

10.2 Bolehkah saya mengendalikan LED ini dengan bekalan 3.3V?

Ya, tetapi pengiraan berhati-hati diperlukan. Menggunakan V_Ftipikal 3.2V: R = (3.3V - 3.2V) / 0.02A = 5 Ohm. Nilai rintangan yang sangat rendah ini menjadikan arus sangat sensitif kepada variasi dalam V_Fdan V_CC. Penurunan sedikit dalam V_CCatau peningkatan dalam V_Fboleh memadamkan LED. Menggunakan pemacu arus malar sangat disyorkan untuk situasi voltan kepala rendah.

10.3 Mengapakah keamatan bercahaya mempunyai julat yang begitu luas (225-565 mcd)?

Ini ialah julat total yang mungkin merentasi keseluruhan siri produk dan semua bin. LED individu dibin ke dalam kumpulan khusus (S2, T1, T2, U1). Semasa membuat pesanan, anda menentukan bin keamatan yang dikehendaki (cth., U1 untuk kecerahan tertinggi) untuk mendapatkan julat yang lebih ketat (450-565 mcd). Ini membolehkan pengoptimuman kos dan pemadanan prestasi.

10.4 Bagaimanakah suhu mempengaruhi prestasi?

Seperti yang ditunjukkan dalam lengkung prestasi, peningkatan suhu persekitaran mengurangkan output cahaya (penurunan kecekapan) dan sedikit meningkatkan voltan hadapan. Pada suhu tinggi, arus berterusan maksimum yang dibenarkan juga berkurangan. Untuk aplikasi yang beroperasi pada suhu persekitaran tinggi (cth., di dalam papan pemuka automotif), reka bentuk harus berdasarkan data prestasi pada suhu operasi yang dijangkakan, bukan hanya pada 25°C.

11. Kes Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

11.1 Mereka Bentuk Panel Penunjuk Status Multi-LED

Senario:Panel kawalan memerlukan 10 penunjuk status biru. Kecerahan dan warna seragam adalah kritikal untuk pengalaman pengguna.

Pelaksanaan:

1. Pemilihan Pembin:Tentukan bin keamatan yang sama (cth., T2: 360-450 mcd) dan bin panjang gelombang dominan yang sama (cth., A10: 467.5-470.5 nm) untuk semua 10 LED untuk memastikan konsistensi visual.
2. Reka Bentuk Litar:Gunakan bekalan 12V. Untuk mengendalikan 10 LED secara selari dengan perintang individu: Kira perintang untuk V_Fmaks=3.7V, I_F=20mA. R = (12V - 3.7V) / 0.02A = 415 Ohm. Gunakan 430 Ohm (nilai standard). Kuasa per perintang: P = I²R = (0.02)²* 430 = 0.172W. Gunakan perintang 1/4W. Jumlah arus dari bekalan: 10 * 20mA = 200mA.
3. Susun Atur PCB:Letakkan LED dengan orientasi yang konsisten. Pastikan penanda katod pada skrin sut PCB sepadan dengan pakej LED. Sediakan kuprum yang mencukupi untuk jejak kuasa biasa yang membawa 200mA.
4. Pandu Cahaya:Jika menggunakan paip cahaya, modelkan pintu masuk paip untuk menangkap kon pancaran 120° LED. Gunakan PC gred optik atau akrilik.

12. Pengenalan Prinsip Operasi

LED siri 67-21 ialah sumber cahaya keadaan pepejal berdasarkan simpang p-n semikonduktor. Kawasan aktif menggunakan bahan semikonduktor sebatian Indium Gallium Nitride (InGaN), yang ditumbuhkan secara epitaksial pada substrat. Apabila voltan hadapan melebihi ambang diod dikenakan, elektron dan lubang disuntik ke dalam kawasan aktif di mana mereka bergabung semula. Dalam semikonduktor jurang jalur langsung seperti InGaN, peristiwa penggabungan semula ini membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Panjang gelombang khusus (warna) cahaya yang dipancarkan, dalam kes ini biru (~468 nm), ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan InGaN, yang boleh dilaraskan dengan mengubah kandungan indium semasa pertumbuhan kristal. Cahaya yang dihasilkan kemudian diekstrak melalui kubah epoksi jernih tanpa warna pakej, yang juga bertindak sebagai kanta, dan pemantul dalaman membantu mengarahkan cahaya ke dalam corak pancaran yang luas.

13. Trend dan Konteks Teknologi

LED dalam pakej P-LCC dan permukaan-mount yang serupa mewakili arus perdana untuk aplikasi penunjuk, sebahagian besarnya menggantikan LED melalui-lubang dalam elektronik moden kerana keserasiannya dengan pemasangan automatik dan tapak kaki yang lebih kecil. Trend dalam segmen ini adalah ke arah:

• Kecekapan Lebih Tinggi:Meningkatkan output lumen-per-watt, membolehkan kecerahan mencukupi pada arus pacuan yang lebih rendah, seterusnya mengurangkan penggunaan kuasa.
• Pengecilan:Pengurangan berterusan dalam saiz pakej (cth., dari 0603 ke 0402 metrik) sambil mengekalkan atau meningkatkan prestasi optik.
• Kawalan Optik Dipertingkatkan:Reka bentuk pakej yang lebih canggih dengan kanta bersepadu, pemantul, dan penyebar untuk menghasilkan corak sinaran khusus (ultra-luas, pandangan sisi, fokus) terus dari pakej, mengurangkan keperluan untuk optik sekunder.
• Gamut Warna Lebih Luas dan Kestabilan:Toleransi pembin yang lebih ketat dan teknologi fosfor yang diperbaiki (untuk LED putih) memastikan titik warna yang konsisten merentasi kumpulan pengeluaran dan sepanjang hayat peranti.
• Kebolehpercayaan dan Kekukuhan Dipertingkatkan:Bahan dan teknik pembungkusan yang dipertingkatkan untuk menahan suhu pateri yang lebih tinggi, keadaan persekitaran yang lebih keras, dan memberikan perlindungan ESD yang lebih baik.

Siri 67-21, dengan fokusnya pada sudut pandangan luas dan keserasian paip cahaya, selaras dengan trend mengintegrasikan penunjuk diskret ke dalam reka bentuk produk moden yang anggun di mana sumber cahaya itu sendiri sering disembunyikan dari pandangan langsung.