Dokumen Teknikal LED Pandangan Atas Pakej P-LCC-2 - Merah Cemerlang - 20mA - 120mW - Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk LED pandangan atas permukaan-pasang yang menggunakan pakej P-LCC-2. Peranti ini direka dengan badan pakej putih dan tingkap jernih tidak berwarna, menawarkan sudut pandangan lebar yang sesuai untuk aplikasi penunjuk. Ia direka untuk keserasian dengan proses pemasangan moden termasuk reflow fasa wap, reflow inframerah, dan pateri gelombang, dan sesuai untuk digunakan dengan peralatan penempatan automatik. Produk ini dibekalkan pada pita 8mm dan gegelung dan mematuhi keperluan bebas Pb dan RoHS.

Fokus aplikasi utama untuk siri LED ini adalah sebagai penunjuk optik. Sudut pandangan lebar dan gandingan cahaya yang dioptimumkan, dicapai melalui reka bentuk pemantul dalaman, menjadikannya sangat sesuai untuk digunakan dengan paip cahaya. Keperluan arus hadapan yang rendah juga meletakkannya sebagai pilihan yang sangat baik untuk peranti elektronik mudah alih berkuasa bateri atau sensitif kuasa.

2. Parameter Teknikal

2.1 Had Maksimum Mutlak

Peranti tidak boleh dikendalikan melebihi had ini, kerana kerosakan kekal mungkin berlaku.

• Voltan Songsang (V_R):5 V
• Arus Hadapan Berterusan (I_F):50 mA
• Arus Hadapan Puncak (I_FP):100 mA (Kitaran Tugas 1/10, 1 kHz)
• Pelesapan Kuasa (P_d):120 mW
• Nyahcas Elektrostatik (ESD) HBM:2000 V
• Suhu Operasi (T_opr):-40°C hingga +85°C
• Suhu Penyimpanan (T_stg):-40°C hingga +90°C
• Suhu Pateri (T_sol):Reflow: 260°C selama 10 saat; Tangan: 350°C selama 3 saat.

2.2 Ciri Elektro-Optik (T_a= 25°C)

Parameter prestasi tipikal diukur di bawah keadaan ujian piawai.

• Keamatan Pencahayaan (I_v):360 - 900 mcd (I_F= 20mA)
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):120° (I_F= 20mA)
• Panjang Gelombang Puncak (λ_p):632 nm (I_F= 20mA)
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):621 - 631 nm (I_F= 20mA)
• Lebar Jalur Spektrum (Δλ):20 nm (I_F= 20mA)
• Voltan Hadapan (V_F):1.75 - 2.35 V (I_F= 20mA)
• Arus Songsang (I_R):10 μA Maks (V_R= 5V)

Nota:Toleransi dinyatakan sebagai ±11% untuk Keamatan Pencahayaan, ±1nm untuk Panjang Gelombang Dominan, dan ±0.1V untuk Voltan Hadapan.

3. Sistem Pembin

Untuk memastikan konsistensi warna dan kecerahan dalam pengeluaran, peranti disusun ke dalam bin berdasarkan parameter utama.

3.1 Pembin Keamatan Pencahayaan

Bin ditakrifkan oleh kod (cth., T2, U1) dengan nilai keamatan pencahayaan minimum dan maksimum pada I_F=20mA.

• T2:360 - 450 mcd
• U1:450 - 565 mcd
• U2:565 - 715 mcd
• V1:715 - 900 mcd

3.2 Pembin Panjang Gelombang Dominan

Panjang gelombang dikumpulkan untuk mengawal warna (hue) cahaya merah yang dilihat.

• Kumpulan F, Kod FF1:621 - 626 nm
• Kumpulan F, Kod FF2:626 - 631 nm

3.3 Pembin Voltan Hadapan

Voltan hadapan dibin untuk membantu reka bentuk litar untuk pengawalan arus.

• Kumpulan B, Kod 0:1.75 - 1.95 V
• Kumpulan B, Kod 1:1.95 - 2.15 V
• Kumpulan B, Kod 2:2.15 - 2.35 V

4. Analisis Lengkung Prestasi

Data grafik memberikan gambaran tentang tingkah laku peranti di bawah pelbagai keadaan.

4.1 Keamatan Pencahayaan Relatif vs. Arus Hadapan

Lengkung menunjukkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus hadapan. Ia biasanya tidak linear, dengan kecekapan mungkin menurun pada arus yang sangat tinggi. Pereka bentuk harus memilih titik operasi yang mengimbangi kecerahan dengan penggunaan kuasa dan jangka hayat peranti.

4.2 Keamatan Pencahayaan vs. Suhu Persekitaran

Lengkung ini menunjukkan penurunan output cahaya secara terma. Keamatan pencahayaan umumnya berkurangan apabila suhu persekitaran meningkat. Untuk aplikasi dengan suhu persekitaran tinggi, penurunan ini mesti diambil kira untuk memastikan kecerahan yang mencukupi.

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

Lengkung I-V adalah ciri diod. Voltan hadapan mempamerkan pekali suhu positif, bermakna ia berkurangan sedikit apabila suhu meningkat untuk arus tertentu.

4.4 Taburan Spektrum

Plot spektrum mengesahkan sifat monokromatik cahaya, berpusat di sekitar panjang gelombang puncak 632 nm, yang berada dalam kawasan merah cemerlang spektrum boleh lihat. Lebar jalur yang sempit menunjukkan ketulenan warna yang baik.

4.5 Corak Sinaran

Gambar rajah kutub menggambarkan sudut pandangan lebar 120°, menunjukkan pancaran hampir Lambertian. Ini mengesahkan kesesuaian peranti untuk aplikasi yang memerlukan kebolehlihatan luas.

4.6 Lengkung Penurunan Arus Hadapan

Graf ini mentakrifkan arus hadapan berterusan maksimum yang dibenarkan sebagai fungsi suhu persekitaran. Untuk mengelakkan terlalu panas, arus mesti dikurangkan apabila beroperasi di atas suhu tertentu (biasanya bermula sekitar 60-70°C).

5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

5.1 Dimensi Pakej

Pakej P-LCC-2 mempunyai garis besar mekanikal dan susun atur pad tertentu. Dimensi kritikal termasuk panjang keseluruhan, lebar, dan tinggi, serta lokasi tanda pengenalan katod. Semua toleransi yang tidak dinyatakan adalah ±0.1 mm. Pereka bentuk mesti merujuk kepada lukisan berdimensi terperinci untuk penciptaan tapak kaki PCB.

5.2 Pengenalpastian Polarity

Katod biasanya dikenal pasti oleh penanda visual pada pakej, seperti takuk, titik, atau sudut potong. Orientasi yang betul adalah penting untuk operasi litar.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

6.1 Profil Pateri Reflow

Peranti ini dinilai untuk suhu reflow puncak 260°C selama maksimum 10 saat. Profil piawai IPC/JEDEC J-STD-020 untuk pemasangan bebas Pb boleh digunakan. Kawalan tepat masa di atas likuidus adalah perlu untuk mengelakkan kerosakan terma pada pakej epoksi.

6.2 Pateri Tangan

Jika pateri tangan diperlukan, suhu hujung besi pateri tidak boleh melebihi 350°C, dan masa sentuhan setiap kaki hendaklah dihadkan kepada 3 saat atau kurang.

6.3 Kepekaan Kelembapan dan Penyimpanan

Produk ini dihantar dalam pembungkusan tahan kelembapan (beg aluminium dengan penyerap lembapan). Sebaik sahaja beg tertutup dibuka, komponen harus digunakan dalam tempoh masa yang ditentukan (tidak dinyatakan secara jelas, tetapi amalan piawai adalah 168 jam untuk Tahap 3 pada ≤30°C/60%RH) atau dibakar mengikut prosedur piawai sebelum reflow untuk mengelakkan "popcorning."

7. Pembungkusan dan Maklumat Pesanan

7.1 Spesifikasi Pita dan Gegelung

Peranti ini dibekalkan pada pita pembawa 8mm. Kuantiti gegelung piawai ialah 2000 keping. Jumlah pembungkusan minimum lain termasuk 250, 500, dan 1000 keping setiap gegelung. Dimensi pita pembawa dan gegelung terperinci disediakan untuk penyediaan peralatan pengendalian automatik.

7.2 Penjelasan Label

Label gegelung mengandungi beberapa kod:

• CAT:Sejajar dengan kod bin Keamatan Pencahayaan (cth., V1).
• HUE:Sejajar dengan kod bin Panjang Gelombang Dominan (cth., FF1).
• REF:Sejajar dengan kod bin Voltan Hadapan (cth., 1).

Kod ini membolehkan kebolehjejakan dan pemilihan gred prestasi tertentu.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Biasa

• Peralatan Telekomunikasi:Penunjuk status dan lampu latar untuk kekunci atau paparan dalam telefon, mesin faks, dan penghala.
• Elektronik Pengguna:Penunjuk kuasa, senyap, atau sambungan dalam peralatan audio/video, komputer, dan peranti persisian.
• Kawalan Perindustrian:Penunjuk panel untuk status mesin, amaran kerosakan, atau mod operasi.
• Aplikasi Paip Cahaya:Sudut pandangan lebar dan gandingan yang dioptimumkan menjadikannya sesuai untuk digunakan dengan panduan cahaya acuan untuk memindahkan cahaya dari PCB ke panel hadapan atau paparan.
• Penunjuk Tujuan Umum:Mana-mana aplikasi yang memerlukan penunjuk visual yang terang, boleh dipercayai, dan berkuasa rendah.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Had Arus:Sentiasa gunakan perintang siri atau pemacu arus malar untuk menghadkan arus hadapan kepada nilai yang selamat, biasanya 20mA untuk kecerahan piawai, tidak melebihi had maksimum mutlak 50mA.
• Pengurusan Terma:Dalam persekitaran suhu ambien tinggi atau apabila didorong pada arus yang lebih tinggi, pastikan tembaga PCB atau penyejuk lain yang mencukupi untuk mengekalkan suhu simpang dalam had, merujuk kepada lengkung penurunan.
• Perlindungan ESD:Walaupun dinilai untuk 2000V HBM, langkah berjaga-jaga pengendalian ESD piawai harus dipatuhi semasa pemasangan dan pengendalian.
• Reka Bentuk Optik:Untuk aplikasi paip cahaya, pertimbangkan corak sinaran LED dan reka bentuk titik masuk paip cahaya untuk memaksimumkan kecekapan gandingan.

9. Kebolehpercayaan dan Jaminan Kualiti

Produk ini menjalani satu set ujian kebolehpercayaan yang komprehensif dijalankan dengan tahap keyakinan 90% dan LTPD 10%. Item dan keadaan ujian termasuk:

• Rintangan Pateri Reflow:260°C ±5°C selama minimum 10 saat.
• Kitaran Suhu:300 kitaran antara -40°C dan +100°C.
• Kejutan Terma:300 kitaran antara -10°C dan +100°C.
• Penyimpanan Suhu Tinggi & Rendah:1000 jam pada +100°C dan -40°C masing-masing.
• Hayat Operasi DC:1000 jam pada 20mA, 25°C.
• Suhu Tinggi/Kelembapan Tinggi (85/85):1000 jam pada 85°C dan 85% kelembapan relatif.

Ujian ini mengesahkan ketahanan peranti di bawah tekanan persekitaran dan operasi tipikal yang ditemui dalam produk elektronik.

10. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

LED P-LCC-2 ini membezakan dirinya dalam beberapa bidang utama yang berkaitan dengan aplikasi penunjuk. Berbanding dengan LED cip yang lebih ringkas, pakej P-LCC acuan menawarkan perlindungan mekanikal yang lebih baik, pengendalian yang lebih mudah untuk mesin pick-and-place, dan antara muka optik yang lebih konsisten. Sudut pandangan lebar 120 darjah adalah kelebihan yang ketara berbanding LED sudut sempit apabila kebolehlihatan luar paksi diperlukan. Penggunaan bahan semikonduktor AlGaInP untuk cip merah memberikan kecekapan pencahayaan yang lebih tinggi dan kestabilan suhu yang lebih baik berbanding teknologi lama seperti GaAsP, menghasilkan output cahaya merah yang lebih terang dan konsisten. Sistem pembin yang komprehensif untuk keamatan, panjang gelombang, dan voltan membolehkan padanan warna dan kecerahan yang lebih ketat dalam produk akhir, yang penting untuk panel multi-penunjuk atau aplikasi estetik.

11. Soalan Lazim (FAQ)

11.1 Apakah arus operasi yang disyorkan?

Keadaan ujian piawai dan arus aplikasi tipikal ialah 20mA. Ini memberikan keseimbangan yang baik antara kecerahan dan kecekapan. Peranti boleh dikendalikan sehingga had maksimum mutlaknya 50mA, tetapi ini akan menghasilkan lebih banyak haba dan mengurangkan kebolehpercayaan jangka panjang melainkan pengurusan terma yang betul dilaksanakan.

11.2 Bagaimana untuk mentafsir kod pembin pada label?

Kod CAT (cth., V1) menunjukkan julat keamatan pencahayaan. Kod HUE (cth., FF1) menunjukkan julat panjang gelombang dominan, mengawal warna merah yang tepat. Kod REF (cth., 1) menunjukkan julat voltan hadapan. Untuk prestasi yang konsisten merentasi pelbagai unit dalam pemasangan, nyatakan atau minta komponen dari kod bin yang sama.

11.3 Bolehkah saya menggunakan LED ini tanpa perintang had arus?

No.LED adalah peranti berasaskan arus. Menyambungkannya terus ke sumber voltan akan menyebabkan arus berlebihan mengalir, berpotensi memusnahkan LED serta-merta. Perintang siri atau litar arus malar aktif adalah wajib.

11.4 Adakah LED ini sesuai untuk kegunaan luar?

Julat suhu operasi meluas hingga -40°C hingga +85°C, yang merangkumi banyak keadaan luar. Walau bagaimanapun, pendedahan langsung yang berpanjangan kepada cahaya matahari UV dan cuaca (hujan, kelembapan) tidak dinyatakan. Untuk kegunaan luar, LED harus diletakkan di belakang kanta atau penutup pelindung, dan keseluruhan pemasangan harus dimeterai dan dinilai dengan sewajarnya untuk pendedahan persekitaran.

12. Kajian Kes Reka Bentuk Praktikal

Senario:Mereka bentuk panel penunjuk status untuk suis rangkaian dengan 24 port, setiap satu memerlukan LED paip/aktiviti merah. LED mesti boleh dilihat dari sudut lebar, konsisten dalam warna dan kecerahan, dan reka bentuk mesti cekap tenaga.

Pelaksanaan:

1. Pemilihan Komponen:LED merah cemerlang P-LCC-2 ini dipilih untuk sudut pandangan lebar 120°, arus pacuan rendah 20mA, dan ketersediaan dalam bin prestasi yang ketat.
2. Reka Bentuk Litar:Setiap LED didorong oleh pin GPIO dari mikropengawal melalui perintang siri 100Ω (dikira untuk bekalan 3.3V dan V_Ftipikal 2.0V, menghasilkan ~13mA). Ini adalah di bawah titik ujian 20mA tetapi memberikan kecerahan yang mencukupi sambil menjimatkan kuasa.
3. Susun Atur PCB:LED diletakkan dalam grid. Tapak kaki PCB yang disyorkan dari datasheet digunakan. Kawasan larangan kecil di bawah LED dikekalkan untuk mengelakkan wicking pateri.
4. Reka Bentuk Optik:Tatasusunan paip cahaya acuan tersuai direka untuk menyalurkan cahaya dari setiap LED SMD pada PCB ke tingkap jernih individu pada bezel hadapan. Sudut pandangan lebar LED memastikan gandingan yang cekap ke dalam paip cahaya.
5. Pembin:Untuk memastikan penampilan seragam, LED dari bin keamatan pencahayaan tunggal (cth., U2) dan bin panjang gelombang dominan tunggal (cth., FF1) dinyatakan dalam pesanan pembelian.
6. Pertimbangan Terma:Dengan 24 LED berpotensi hidup serentak, jumlah kuasa adalah rendah (~0.75W). Tiada pengurusan terma khas diperlukan pada PCB.

Kes ini menonjolkan bagaimana spesifikasi LED secara langsung memaklumkan dan membolehkan reka bentuk yang berjaya dan boleh dikilangkan.

13. Prinsip Operasi

LED ini adalah peranti fotonik semikonduktor. Terasnya adalah cip yang dibuat dari lapisan epitaksial Aluminium Gallium Indium Phosphide (AlGaInP) yang ditumbuhkan pada substrat. Apabila voltan hadapan melebihi ambang hidup diod (lebih kurang 1.8V) dikenakan, elektron dan lubang disuntik merentasi simpang p-n. Pembawa cas ini bergabung semula dalam kawasan aktif semikonduktor, membebaskan tenaga dalam bentuk foton. Komposisi khusus aloi AlGaInP menentukan tenaga jurang jalur, yang secara langsung menentukan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, merah cemerlang sekitar 632 nm. Cahaya yang dihasilkan kemudian diekstrak melalui permukaan cip, dibentuk dan diarahkan oleh pemantul dalaman dan kanta epoksi jernih pakej P-LCC untuk mencapai sudut pandangan lebar yang dikehendaki.

14. Trend Teknologi

Pasaran LED penunjuk terus berkembang. Trend umum termasuk mengejar kecekapan pencahayaan yang lebih tinggi (lebih banyak output cahaya per watt input elektrik), membolehkan penunjuk yang lebih terang pada arus yang lebih rendah untuk kecekapan tenaga yang lebih baik dalam peranti mudah alih dan IoT. Terdapat juga dorongan ke arah pengecilan, dengan pakej yang lebih kecil daripada P-LCC-2 menjadi biasa untuk aplikasi yang terhad ruang. Kebolehpercayaan yang dipertingkatkan di bawah profil reflow suhu yang lebih tinggi adalah satu lagi bidang tumpuan, selaras dengan proses pemasangan PCB maju. Tambahan pula, integrasi elektronik kawalan, seperti pemacu arus malar atau logik ringkas, terus ke dalam pakej LED ("LED pintar") adalah trend yang semakin berkembang, memudahkan reka bentuk litar untuk pengguna akhir. Walaupun peranti khusus ini mewakili teknologi yang matang dan boleh dipercayai, perkembangan berterusan dalam bahan, pembungkusan, dan integrasi ini membentuk landskap masa depan komponen penunjuk.