Isi Kandungan
- 1. Gambaran Keseluruhan Produk
- 2. Spesifikasi Teknikal dan Tafsiran Objektif
- 2.1 Penarafan Maksimum Mutlak
- 2.2 Ciri Elektro-Optik
- 3. Penjelasan Sistem Pembin
- 3.1 Pembin Panjang Gelombang Dominan (HUE)
- 3.2 Pembin Keamatan Cahaya (CAT)
- 3.3 Pembin Voltan Hadapan (REF)
- 4. Analisis Lengkung Prestasi
- 4.1 Keamatan Cahaya Relatif vs. Arus Hadapan
- 4.2 Lengkung Penurunan Arus Hadapan
- 4.3 Voltan Hadapan vs. Arus Hadapan
- 4.4 Taburan Spektrum
- 4.5 Corak Radiasi
- 5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan
- 5.1 Dimensi Pakej
- 5.2 Pembungkusan Gegelung dan Pita
- 5.3 Kepekaan Kelembapan dan Penyimpanan
- 6. Garis Panduan Pematerian dan Pemasangan
- 7. Cadangan Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk
- 7.1 Senario Aplikasi Tipikal
- 7.2 Aplikasi Paip Cahaya
- 7.3 Pertimbangan Reka Bentuk Litar
- 8. Ujian Kebolehpercayaan
- 9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)
- J: Julat suhu operasi (-40°C hingga +85°C) meliputi kebanyakan keadaan luar. Walau bagaimanapun, pakej ini tidak dinilai khusus untuk kalis air atau rintangan UV. Untuk pendedahan luar langsung, perlindungan alam sekitar tambahan (salutan konformal, kandang tertutup) adalah perlu.
1. Gambaran Keseluruhan Produk
Siri 67-21 mewakili keluarga LED Pandangan Atas yang ditempatkan dalam pakej PLCC-2 (Pembawa Cip Berpimpin Plastik) yang padat. Peranti ini dicirikan oleh badan pakej berwarna putih dan kanta tingkap yang jernih dan tidak berwarna. Ciri reka bentuk utama ialah inter-reflektor bersepadu dalam pakej, yang berfungsi untuk mengoptimumkan gandingan cahaya dan kecekapan output. Reka bentuk ini menghasilkan sudut pandangan yang sangat luas, menjadikan LED ini amat sesuai untuk aplikasi yang menggunakan paip cahaya atau memerlukan corak pencahayaan yang luas. Keperluan arus hadapan yang rendah seterusnya meningkatkan daya tarikannya untuk aplikasi sensitif kuasa, seperti peranti elektronik mudah alih.
Fungsi utama LED ini adalah sebagai penunjuk optik atau sumber cahaya latar. Pakejnya direka untuk keserasian dengan proses pemasangan moden berisipadu tinggi, termasuk refluks fasa wap, refluks inframerah, dan pematerian gelombang. Ia juga serasi dengan peralatan pick-and-place automatik dan dibekalkan pada pita 8mm dan gegelung untuk pemasangan automatik yang cekap.
Peranti ini dibina menggunakan bahan bebas plumbum (Pb-free) dan mematuhi arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya) yang berkaitan, memastikan ia memenuhi piawaian alam sekitar dan peraturan kontemporari untuk komponen elektronik.
2. Spesifikasi Teknikal dan Tafsiran Objektif
2.1 Penarafan Maksimum Mutlak
Penarafan ini menentukan 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 (VR):5V. Melebihi voltan ini dalam bias songsang boleh menyebabkan kerosakan simpang.
- Arus Hadapan (IF):50mA DC. Arus DC berterusan tidak boleh melebihi nilai ini.
- Arus Hadapan Puncak (IFP):100mA. Ini dibenarkan hanya di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10 pada 1kHz).
- Pelesapan Kuasa (Pd):120mW. Ini adalah pelesapan kuasa maksimum yang dibenarkan, dikira sebagai VF* IF.
- Suhu Operasi (Topr):-40°C hingga +85°C. Julat suhu ambien untuk operasi yang boleh dipercayai.
- Suhu Penyimpanan (Tstg):-40°C hingga +100°C.
- Nyahcas Elektrostatik (ESD):2000V (Model Badan Manusia). Prosedur pengendalian ESD yang betul diperlukan.
- Suhu Pematerian:Untuk refluks, suhu puncak 260°C sehingga 10 saat ditetapkan. Untuk pematerian tangan, 350°C selama 3 saat adalah hadnya.
2.2 Ciri Elektro-Optik
Parameter ini diukur pada keadaan ujian piawai suhu ambien 25°C dan arus hadapan (IF) 20mA, melainkan dinyatakan sebaliknya.
- Keamatan Cahaya (IV):Julat dari minimum 450 millicandelas (mcd) hingga maksimum 1120 mcd. Nilai tipikal berada dalam julat ini. Toleransi ±10% digunakan.
- Sudut Pandangan (2θ1/2):120 darjah (tipikal). Ini adalah sudut penuh di mana keamatan cahaya turun kepada separuh daripada nilai puncaknya, mengesahkan tuntutan \"sudut pandangan luas\".
- Panjang Gelombang Puncak (λp):591 nm (tipikal). Ini adalah panjang gelombang di mana taburan kuasa spektrum adalah maksimum.
- Panjang Gelombang Dominan (λd):586 nm hingga 594 nm. Panjang gelombang ini menentukan warna yang dilihat (oren lembut). Toleransi ketat ±1 nm ditetapkan.
- Lebar Jalur Spektrum (Δλ):20 nm (tipikal). Ini menunjukkan ketulenan spektrum cahaya yang dipancarkan.
- Voltan Hadapan (VF):1.75V hingga 2.35V pada 20mA. Toleransi adalah ±0.1V. Parameter ini adalah penting untuk mengira nilai perintang siri dan pelesapan kuasa.
- Arus Songsang (IR):Maksimum 10 µA pada voltan songsang 5V.
3. Penjelasan Sistem Pembin
Untuk memastikan konsistensi warna dan kecerahan dalam pengeluaran, LED disusun ke dalam bin berdasarkan parameter utama.
3.1 Pembin Panjang Gelombang Dominan (HUE)
Menentukan konsistensi warna. Siri 67-21 untuk oren lembut dikumpulkan di bawah kod \"F\" dengan empat sub-bin:
- DD1: 586 - 588 nm
- DD2: 588 - 590 nm
- DD3: 590 - 592 nm
- DD4: 592 - 594 nm
3.2 Pembin Keamatan Cahaya (CAT)
Menentukan output kecerahan. Empat bin ditakrifkan pada IF=20mA:
- U1: 450 - 565 mcd
- U2: 565 - 715 mcd
- V1: 715 - 900 mcd
- V2: 900 - 1120 mcd
3.3 Pembin Voltan Hadapan (REF)
Menentukan ciri elektrik untuk memudahkan reka bentuk litar. Kumpulan \"B\" mempunyai tiga bin pada IF=20mA:
- 0: 1.75 - 1.95 V
- 1: 1.95 - 2.15 V
- 2: 2.15 - 2.35 V
Gabungan khusus (cth., CAT: V2, HUE: DD3, REF: 1) ditunjukkan pada label produk dan gegelung.
4. Analisis Lengkung Prestasi
Dokumen teknikal ini menyediakan beberapa lengkung ciri yang penting untuk memahami tingkah laku peranti di bawah keadaan bukan piawai.
4.1 Keamatan Cahaya Relatif vs. Arus Hadapan
Lengkung ini menunjukkan bahawa output cahaya meningkat dengan arus tetapi tidak secara linear. Ia membantu pereka memilih titik operasi yang mengimbangi kecerahan dengan kecekapan dan tekanan peranti.
4.2 Lengkung Penurunan Arus Hadapan
Graf kritikal ini menunjukkan arus hadapan berterusan maksimum yang dibenarkan sebagai fungsi suhu ambien. Apabila suhu meningkat, arus maksimum mesti dikurangkan untuk kekal dalam had pelesapan kuasa 120mW dan mengelakkan kepanasan berlebihan. Sebagai contoh, pada 85°C, IFmaksimum adalah jauh lebih rendah daripada 50mA.
4.3 Voltan Hadapan vs. Arus Hadapan
Lengkung IV ini menggambarkan hubungan eksponen diod. Voltan meningkat dengan arus, dan hubungan ini bergantung pada suhu (lengkung pada 25°C ditunjukkan).
4.4 Taburan Spektrum
Graf menunjukkan satu puncak berpusat sekitar 591 nm, mengesahkan pancaran oren monokromatik dengan lebar jalur tipikal 20 nm.
4.5 Corak Radiasi
Gambar rajah kutub mengesahkan secara visual sudut pandangan luas 120°, menunjukkan ciri pancaran hampir Lambert yang sesuai untuk pencahayaan kawasan luas.
5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan
5.1 Dimensi Pakej
Pakej PLCC-2 mempunyai saiz badan kira-kira 2.0mm (panjang) x 1.25mm (lebar) x 1.1mm (tinggi). Jarak lead ialah 1.0mm. Lukisan dimensi terperinci dengan toleransi (biasanya ±0.1mm) disediakan untuk reka bentuk tapak kaki PCB. Pakej termasuk pengenalan katod yang jelas (biasanya ditunjukkan oleh takuk atau tanda hijau dalam lukisan).
5.2 Pembungkusan Gegelung dan Pita
Komponen dibekalkan pada pita pembawa 8mm untuk pemasangan automatik. Dimensi gegelung adalah piawai. Setiap gegelung mengandungi 2000 keping. Dimensi pita pembawa memastikan pengekalan dan suapan komponen yang betul.
5.3 Kepekaan Kelembapan dan Penyimpanan
Komponen dibungkus dalam beg aluminium tahan lembap dengan penyerap lembapan untuk mengelakkan penyerapan kelembapan, yang penting untuk mengelakkan \"popcorning\" semasa pematerian refluks. Beg dilabel dengan maklumat produk yang berkaitan.
6. Garis Panduan Pematerian dan Pemasangan
Peranti ini dinilai untuk proses pematerian SMD piawai.
- Pematerian Refluks:Profil suhu puncak tidak melebihi 260°C untuk maksimum 10 saat adalah disyorkan.
- Pematerian Tangan:Jika perlu, suhu hujung besi pematerian sehingga 350°C boleh digunakan untuk maksimum 3 saat setiap lead.
- Ia serasi dengan kedua-dua teknik refluks inframerah (IR) dan fasa wap.
- Mengikuti corak landasan yang disyorkan daripada lukisan dimensi adalah penting untuk pembentukan sendi pateri yang boleh dipercayai dan penjajaran sendiri semasa refluks.
7. Cadangan Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk
7.1 Senario Aplikasi Tipikal
- Dalaman Automotif:Cahaya latar untuk instrumen papan pemuka, suis kawalan, dan penunjuk status.
- Peralatan Telekomunikasi:Penunjuk status dan cahaya latar kekunci dalam telefon, mesin faks, dan perkakasan rangkaian.
- Elektronik Pengguna:Penunjuk kuasa, cahaya latar butang, dan lampu status dalam peranti mudah alih, perkakas rumah, dan peralatan audio/video.
- Penunjuk Panel Am:Mana-mana aplikasi yang memerlukan penunjuk visual yang terang dan sudut luas.
7.2 Aplikasi Paip Cahaya
Sudut pandangan yang luas dan gandingan cahaya yang dioptimumkan daripada inter-reflektor menjadikan LED ini sesuai untuk digunakan dengan paip cahaya. Reka bentuk ini menangkap cahaya daripada die LED dengan cekap dan mengarahkannya ke dalam paip cahaya dengan kehilangan minimum, membolehkan pencahayaan yang terang dan seragam pada jarak dari lokasi LED sebenar.
7.3 Pertimbangan Reka Bentuk Litar
- Perintang Had Arus:Perintang siri adalah wajib. Kira nilainya menggunakan R = (Vbekalan- VF) / IF. Gunakan VFmaksimum daripada bin atau dokumen teknikal untuk memastikan arus yang mencukupi di bawah semua keadaan.
- Pelesapan Kuasa:Pastikan hasil VF* IFtidak melebihi 120mW, terutamanya pada suhu ambien tinggi (rujuk lengkung penurunan).
- Perlindungan ESD:Laksanakan perlindungan ESD asas pada jejak PCB jika LED terdedah kepada sentuhan pengguna, kerana penarafan HBM 2kVnya agak sederhana.
8. Ujian Kebolehpercayaan
Produk menjalani ujian kebolehpercayaan piawai untuk memastikan kualiti dan jangka hayat. Pelan ujian adalah berdasarkan tahap keyakinan 90% dengan LTPD (Lot Tolerance Percent Defective) 10%. Satu ujian yang ditetapkan ialah rintangan pematerian refluks, di mana sampel dikenakan 260°C±5°C untuk minimum 5 saat lebih 6 kitaran.
9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)
S: Apakah perintang yang patut saya gunakan untuk bekalan 5V?
J: Menggunakan VFmaksimum 2.35V dan sasaran IF20mA: R = (5V - 2.35V) / 0.02A = 132.5Ω. Perintang piawai 130Ω atau 150Ω adalah sesuai. Sentiasa sahkan arus sebenar dengan VF.
yang diukur.
S: Bolehkah saya memacu LED ini dengan pin mikropengawal 3.3V?FJ: Mungkin, tetapi ia bergantung pada VFsebenar LED. Jika VFhampir 2.35V, penurunan voltan merentasi perintang had arus daripada sumber 3.3V akan menjadi sangat kecil, menjadikan kawalan arus tidak tepat dan sensitif kepada variasi VF. Bin V
yang lebih rendah atau litar pemacu khusus adalah disyorkan untuk sistem 3.3V.
S: Bagaimanakah suhu mempengaruhi kecerahan?
J: Seperti kebanyakan LED, keamatan cahaya berkurangan apabila suhu simpang meningkat. Lengkung penurunan secara tidak langsung mencerminkan ini dengan memerlukan arus yang lebih rendah pada suhu ambien tinggi untuk menguruskan haba. Untuk kecerahan malar, pengurusan haba atau maklum balas mungkin diperlukan.
S: Adakah ini sesuai untuk penggunaan luar?
J: Julat suhu operasi (-40°C hingga +85°C) meliputi kebanyakan keadaan luar. Walau bagaimanapun, pakej ini tidak dinilai khusus untuk kalis air atau rintangan UV. Untuk pendedahan luar langsung, perlindungan alam sekitar tambahan (salutan konformal, kandang tertutup) adalah perlu.
10. Perbandingan Teknikal dan Penentuan Kedudukan
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. |