Lembaran Data Teknikal Siri LED 67-21 - Pakej 2.0x1.25x1.1mm - Voltan Hadapan 1.75-2.35V - Merah Cemerlang - 60mW - Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Siri 67-21 mewakili keluarga LED pandangan atas permukaan-pasang yang dibungkus dalam pakej P-LCC-2 yang padat. Peranti ini dicirikan oleh badan pakej berwarna putih dan tingkap lutsinar tanpa warna, yang menyumbang kepada fungsinya sebagai penunjuk optik yang cekap. Ciri reka bentuk utama ialah sudut pandangan yang luas, dicapai melalui geometri pakej dan inter-reflektor bersepadu. Reka bentuk ini mengoptimumkan gandingan cahaya, menjadikan LED ini amat sesuai untuk aplikasi yang menggunakan paip cahaya untuk membimbing pencahayaan. Peranti ini beroperasi pada arus rendah, meningkatkan daya tarikannya untuk aplikasi sensitif kuasa seperti elektronik mudah alih. Ia mematuhi piawaian pembuatan bebas plumbum (Pb-free) dan mematuhi peraturan RoHS.

1.1 Kelebihan Teras dan Sasaran Pasaran

Kelebihan utama siri LED ini termasuk faktor bentuknya yang padat, sudut pandangan yang sangat baik, dan keserasian dengan proses pemasangan automatik. Sudut pandangan luas 120 darjah memastikan keterlihatan dari pelbagai orientasi. Peranti ini serasi dengan proses pateri refluks fasa wap standard, refluks inframerah, dan pateri gelombang, memudahkan pembuatan volum tinggi. Ia dibekalkan pada pita 8mm dan gegelung, selaras dengan keperluan peralatan pick-and-place automatik. Keperluan arus hadapan yang rendah menjadikannya sesuai untuk peranti berkuasa bateri di mana penjimatan kuasa adalah kritikal. Sasaran pasaran termasuk peralatan telekomunikasi (cth., telefon, mesin faks), elektronik pengguna, panel kawalan industri, dan aplikasi penunjuk tujuan am di mana penunjuk status berkuasa rendah yang boleh dipercayai diperlukan.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

Prestasi LED ditakrifkan di bawah keadaan suhu ambien tertentu (Ta=25°C). Memahami parameter ini adalah penting untuk reka bentuk litar dan memastikan kebolehpercayaan jangka panjang.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Pengoperasian di luar had ini tidak disyorkan.

• Voltan Songsang (V_R):5 V. Melebihi voltan ini dalam bias songsang boleh menyebabkan kerosakan simpang.
• Arus Hadapan Berterusan (I_F):25 mA.
• Arus Hadapan Puncak (I_FP):60 mA, dibenarkan di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, frekuensi 1 kHz).
• Pelesapan Kuasa (P_d):60 mW. Ini adalah kehilangan kuasa maksimum yang dibenarkan sebagai haba.
• Nyahcas Elektrostatik (ESD) HBM:2000 V. Penarafan ini menunjukkan sensitiviti peranti kepada elektrik statik; prosedur pengendalian ESD yang betul mesti diikuti.
• Suhu Operasi (T_opr):-40°C hingga +85°C.
• Suhu Penyimpanan (T_stg):-40°C hingga +90°C.
• Suhu Pateri:Untuk pateri refluks, suhu puncak 260°C sehingga 10 saat ditetapkan. Untuk pateri tangan, suhu hujung besi pateri tidak boleh melebihi 350°C selama 3 saat.

2.2 Ciri Elektro-Optik

Parameter ini diukur pada arus ujian standard I_F= 20 mA.

• Keamatan Bercahaya (I_v):Julat dari 57 mcd (minimum) hingga 140 mcd (maksimum), dengan nilai tipikal yang tersirat oleh sistem bin. Toleransi ialah ±11%.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):120 darjah (tipikal). Ini adalah sudut penuh di mana keamatan bercahaya jatuh kepada separuh daripada nilai puncaknya.
• Panjang Gelombang Puncak (λ_p):632 nm (tipikal). Ini adalah panjang gelombang di mana pancaran spektrum paling kuat.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):Antara 617.5 nm dan 633.5 nm, mentakrifkan warna yang dilihat (merah cemerlang). Toleransi ialah ±1 nm.
• Lebar Jalur Spektrum (Δλ):20 nm (tipikal). Ini menunjukkan ketulenan spektrum cahaya yang dipancarkan.
• Voltan Hadapan (V_F):Antara 1.75 V dan 2.35 V pada 20 mA, dengan toleransi ±0.1 V. Parameter ini adalah kritikal untuk menentukan nilai perintang pembatas arus yang diperlukan.
• Arus Songsang (I_R):Maksimum 10 μA apabila bias songsang 5 V dikenakan.

3. Penjelasan Sistem Bin

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

3.1 Bin Keamatan Bercahaya

LED dikategorikan kepada empat bin (P2, Q1, Q2, R1) berdasarkan keamatan bercahaya yang diukur pada 20 mA. Sebagai contoh, bin R1 mengandungi LED dengan keamatan antara 112 mcd dan 140 mcd.

3.2 Bin Panjang Gelombang Dominan

Warna (panjang gelombang dominan) dibin kepada empat kumpulan (E4, E5, E6, E7), setiap satu merangkumi 4 nm. Kumpulan A, bin E7, sebagai contoh, merangkumi panjang gelombang dari 629.5 nm hingga 633.5 nm.

3.3 Bin Voltan Hadapan

Voltan hadapan dibin kepada tiga kumpulan (0, 1, 2) dalam Kumpulan B. Bin 0 merangkumi 1.75V hingga 1.95V, Bin 1 merangkumi 1.95V hingga 2.15V, dan Bin 2 merangkumi 2.15V hingga 2.35V. Ini membolehkan pereka memilih LED dengan toleransi voltan yang lebih ketat untuk aplikasi yang memerlukan pengagihan arus seragam dalam rentetan selari.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Lembaran data menyediakan beberapa lengkung ciri yang menggambarkan tingkah laku peranti di bawah pelbagai keadaan.

4.1 Keamatan Bercahaya Relatif vs. Arus Hadapan

Lengkung ini menunjukkan bahawa output cahaya meningkat dengan arus hadapan tetapi tidak secara linear. Ia menekankan kepentingan memacu LED pada atau berhampiran arus dinilai untuk kecekapan optimum. Memacu jauh melebihi arus dinilai membawa kepada pulangan kecerahan yang berkurangan dan haba yang berlebihan.

4.2 Voltan Hadapan vs. Arus Hadapan

Lengkung IV menunjukkan hubungan eksponen diod. Voltan hadapan meningkat dengan arus. Lengkung ini penting untuk analisis pengurusan haba, kerana kuasa yang dilesapkan (V_F* I_F) menjana haba.

4.3 Lengkung Penurunan Arus Hadapan

Graf ini menentukan arus hadapan berterusan maksimum yang dibenarkan sebagai fungsi suhu ambien. Apabila suhu ambien meningkat, arus maksimum yang dibenarkan mesti dikurangkan untuk mengelakkan melebihi had suhu simpang dan penarafan pelesapan kuasa 60 mW. Sebagai contoh, pada 85°C, arus berterusan maksimum adalah jauh lebih rendah daripada penarafan 25 mA pada 25°C.

4.4 Keamatan Bercahaya Relatif vs. Suhu Ambien

Output cahaya LED bergantung pada suhu. Lengkung ini biasanya menunjukkan penurunan keamatan bercahaya apabila suhu ambien (dan seterusnya suhu simpang) meningkat. Ciri ini mesti diambil kira dalam reka bentuk yang beroperasi dalam julat suhu yang luas.

4.5 Taburan Spektrum

Plot spektrum mengesahkan sifat monokromatik cip AlGaInP, menunjukkan puncak dominan di kawasan merah (~632 nm) dengan lebar jalur yang ditakrifkan.

4.6 Corak Sinaran

Gambar rajah kutub mewakili secara visual sudut pandangan 120 darjah, menunjukkan taburan spatial keamatan cahaya. Corak ini biasanya Lambertian atau hampir-Lambertian untuk jenis pakej ini.

5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

5.1 Dimensi Pakej

Pakej P-LCC-2 mempunyai tapak yang padat. Dimensi utama termasuk saiz badan kira-kira 2.0 mm panjang, 1.25 mm lebar, dan ketinggian 1.1 mm. Katod dikenal pasti oleh takuk atau tanda hijau pada pakej. Lukisan terperinci menentukan cadangan susun atur pad untuk reka bentuk PCB untuk memastikan pateri yang betul dan kestabilan mekanikal. Semua toleransi yang tidak ditentukan ialah ±0.1 mm.

5.2 Penjelasan Label

Label peranti mengandungi kod untuk ciri binnya: CAT menunjukkan Kedudukan Keamatan Bercahaya, HUE menunjukkan Kedudukan Panjang Gelombang Dominan, dan REF menunjukkan Kedudukan Voltan Hadapan. Ini membolehkan kebolehjejakan dan pemilihan yang tepat.

5.3 Dimensi Gegelung dan Pita

LED dibekalkan pada pita pembawa 8mm yang dililit pada gegelung standard 180 mm. Dimensi pita pembawa (saiz poket, pic) ditentukan untuk serasi dengan peralatan pemasangan automatik. Setiap gegelung mengandungi 2000 keping.

5.4 Pembungkusan Tahan Lembapan

Untuk penyimpanan lanjutan dan untuk mengelakkan isu peranti sensitif lembapan, gegelung dibungkus dalam beg kalis lembapan aluminium dengan desiccant dan kad penunjuk kelembapan.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Peranti ini dinilai untuk proses pateri SMD standard.

• Pateri Refluks:Profil suhu puncak 260°C ±5°C untuk tempoh tidak melebihi 10 saat adalah disyorkan.
• Pateri Tangan:Jika perlu, suhu hujung besi pateri tidak melebihi 350°C harus dikenakan selama maksimum 3 saat setiap kaki.
• Penyimpanan:Selepas beg kalis lembapan yang dimeterai dibuka, komponen harus digunakan dalam tempoh masa yang ditentukan (tidak dinyatakan secara eksplisit tetapi tersirat oleh pembungkusan) atau dibakar mengikut prosedur pengendalian MSD standard jika terdedah kepada kelembapan ambien melebihi had selamat.

7. Kebolehpercayaan dan Kelayakan

Produk menjalani ujian kebolehpercayaan yang ketat dengan tahap keyakinan 90% dan LTPD 10%. Ujian standard termasuk:

• Rintangan Pateri Refluks:Tahan 260°C untuk kebolehpaterian dan integriti pakej.
• Kitaran Suhu:300 kitaran antara -40°C dan +100°C.
• Kejutan Haba:300 kitaran antara -10°C dan +100°C dengan peralihan pantas.
• Penyimpanan Suhu Tinggi:1000 jam pada 100°C.
• Penyimpanan Suhu Rendah:1000 jam pada -40°C.

Ujian ini memastikan ketahanan peranti dalam keadaan persekitaran yang keras yang biasa ditemui dalam produk elektronik.

8. Cadangan Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

8.1 Senario Aplikasi Tipikal

• Penunjuk Status:Penunjuk kuasa, sambungan, atau mod dalam peranti telekom, perkakasan rangkaian, dan perkakas pengguna.
• Pencahayaan Belakang:Pencahayaan belakang tepi atau langsung untuk panel LCD, suis papan kekunci, dan simbol, selalunya digandingkan dengan paip cahaya.
• Sistem Paip Cahaya:Sudut pandangan yang luas dan gandingan cahaya yang dioptimumkan menjadikannya sumber yang sesuai untuk panduan cahaya plastik atau akrilik.
• Peranti Mudah Alih/Berkuasa Bateri:Disebabkan penggunaan arusnya yang rendah, ia sangat baik untuk telefon pintar, tablet, alat kawalan jauh, dan teknologi boleh pakai.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Pembatas Arus:Sentiasa gunakan perintang siri untuk menghadkan arus hadapan kepada nilai yang dikehendaki (cth., 20 mA untuk kecerahan tipikal). Kira nilai perintang menggunakan R = (V_bekalan- V_F) / I_F. Pertimbangkan V_Fkes terburuk (minimum) untuk mengelakkan arus berlebihan.
• Pengurusan Haba:Patuhi lengkung penurunan arus. Untuk aplikasi suhu ambien tinggi atau operasi berterusan, pastikan kawasan kuprum PCB atau laluan haba yang mencukupi untuk melesapkan haba, terutamanya jika memacu berhampiran penarafan maksimum.
• Perlindungan ESD:Laksanakan perlindungan ESD pada talian isyarat yang disambungkan ke LED dalam aplikasi yang boleh diakses pengguna.
• Reka Bentuk Optik:Apabila menggunakan paip cahaya, pertimbangkan corak sinaran LED dan penjajaran untuk memaksimumkan kecekapan gandingan.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan LED penunjuk SMD lain, pembeza utama siri 67-21 ialah geometri pakej P-LCC-2 khususnya, yang menghasilkan sudut pandangan yang sangat luas 120 darjah, dan penggunaan bahan semikonduktor AlGaInP untuk warna merah cemerlang. AlGaInP biasanya menawarkan kecekapan bercahaya yang lebih tinggi dan kestabilan suhu yang lebih baik untuk warna merah dan ambar berbanding teknologi lama seperti GaAsP. Gabungan tingkap lutsinar (berbanding tersebar) dan reka bentuk inter-reflektor menyediakan keamatan bercahaya paksi yang lebih tinggi, yang bermanfaat untuk aplikasi paip cahaya di mana cahaya perlu disuntik dengan cekap ke dalam apertur kecil.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Apakah nilai perintang yang patut saya gunakan dengan bekalan 5V?

J: Menggunakan V_Fmaksimum 2.35V untuk reka bentuk konservatif pada 20mA: R = (5V - 2.35V) / 0.02A = 132.5Ω. Perintang standard 130Ω atau 150Ω adalah sesuai. Sentiasa sahkan arus dengan V_Fsebenar bahagian bin anda.

S: Bolehkah saya memacu LED ini pada 30 mA untuk kecerahan lebih?

J: Tidak. Arus hadapan berterusan maksimum mutlak ialah 25 mA. Melebihi penarafan ini melanggar spesifikasi, mengurangkan jangka hayat kerana susut nilai lumen dipercepatkan, dan berisiko kerosakan haba. Gunakan arus puncak (60 mA berdenyut) hanya untuk kelipan jangka pendek.

S: Bagaimanakah suhu menjejaskan prestasi?

J: Apabila suhu meningkat, keamatan bercahaya berkurangan (lihat lengkung prestasi), dan voltan hadapan biasanya berkurangan sedikit. Lebih kritikal, arus berterusan maksimum yang dibenarkan mesti diturunkan mengikut lengkung penurunan untuk mengelakkan terlalu panas.

S: Apakah perbezaan antara panjang gelombang puncak dan dominan?

J> Panjang gelombang puncak (λ_p=632nm) ialah panjang gelombang fizikal kuasa spektrum maksimum. Panjang gelombang dominan (λ_d=617.5-633.5nm) ialah panjang gelombang cahaya monokromatik yang akan sepadan dengan warna yang dilihat LED. Panjang gelombang dominan lebih relevan untuk spesifikasi warna.

11. Contoh Aplikasi Praktikal

Senario: Mereka bentuk panel penunjuk status untuk penghala.

Panel mempunyai lima LED (Kuasa, Internet, Wi-Fi, LAN1, LAN2) di belakang muka akrilik gelap dengan paip cahaya acuan. LED merah cemerlang 67-21 dipilih untuk penunjuk \"Kuasa\".

Langkah Reka Bentuk:

1. Elektrik:Bekalan logik dalaman penghala ialah 3.3V. Andaikan V_Ftipikal 2.0V dan mensasarkan 15 mA untuk kecerahan mencukupi dan kuasa lebih rendah: R = (3.3V - 2.0V) / 0.015A ≈ 86.7Ω. Perintang 82Ω atau 100Ω dipilih.

2. Optik:Sudut pandangan luas LED memastikan cahaya ditangkap dengan berkesan oleh muka masuk paip cahaya, walaupun dengan salah penempatan kecil dari pick-and-place.

3. Haba:Arus operasi 15 mA adalah jauh di bawah maksimum 25 mA, dan suhu ambien di dalam selongsong penghala dianggarkan 50°C. Merujuk lengkung penurunan, arus yang dibenarkan pada 50°C masih melebihi 20 mA, jadi reka bentuk adalah selamat.

4. Bin:Untuk memastikan kecerahan seragam merentasi semua lima penunjuk pada panel, menetapkan bin keamatan bercahaya ketat (cth., Q2 atau R1) dan bin panjang gelombang dominan yang konsisten adalah disyorkan semasa perolehan.

12. Prinsip Operasi

LED ialah diod semikonduktor berdasarkan bahan Aluminium Gallium Indium Phosphide (AlGaInP). Apabila voltan hadapan melebihi keupayaan simpang diod (lebih kurang 1.8-2.2V untuk AlGaInP merah) dikenakan, elektron dan lubang disuntik ke dalam kawasan aktif masing-masing dari bahan jenis-n dan jenis-p. Pembawa cas ini bergabung semula secara radiatif, membebaskan tenaga dalam bentuk foton. Tenaga jurang jalur khusus aloi AlGaInP menentukan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan, yang dalam kes ini adalah dalam spektrum merah cemerlang. Pakej ini membungkus cip, memberikan perlindungan mekanikal, menempatkan inter-reflektor untuk membentuk output cahaya, dan menggabungkan kanta (tingkap lutsinar) untuk mengawal corak pancaran.

13. Trend Teknologi

Trend umum dalam LED penunjuk SMD seperti format P-LCC-2 adalah ke arah keberkesanan bercahaya yang semakin tinggi (lebih banyak output cahaya per unit kuasa input elektrik), membolehkan arus operasi yang lebih rendah untuk kecerahan yang dilihat sama, yang kritikal untuk reka bentuk cekap tenaga. Terdapat juga dorongan berterusan untuk pengecilan sambil mengekalkan atau meningkatkan prestasi optik. Proses pembuatan dioptimumkan untuk hasil yang lebih tinggi dan toleransi bin yang lebih ketat, memberikan pereka warna dan kecerahan yang lebih konsisten merentasi kumpulan pengeluaran. Tambahan pula, kebolehpercayaan yang dipertingkatkan di bawah profil refluks suhu lebih tinggi (cth., untuk pateri bebas plumbum) dan ketahanan ESD yang diperbaiki adalah jangkaan standard dalam komponen moden. Teknologi AlGaInP asas untuk LED merah/oren/ambar adalah matang tetapi terus melihat peningkatan beransur-ansur dalam kecekapan dan jangka hayat.