Spesifikasi LED SMD Oren - Ketinggian 0.55mm - Voltan Hadapan Tipikal 1.8V - Penyerakan Kuasa 75mW - Dokumentasi Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk LED Oren permukaan-pasang berprestasi tinggi. Peranti ini dicirikan oleh profilnya yang sangat rendah, menjadikannya sesuai untuk aplikasi di mana ruang menegak adalah kekangan kritikal. LED ini menggunakan bahan semikonduktor AlInGaP (Aluminium Indium Gallium Fosfida), yang terkenal dengan kecekapan pencahayaan tinggi dan ketulenan warna yang sangat baik dalam spektrum oren-merah. Sebagai produk yang mematuhi RoHS dan mesra alam, ia mematuhi piawaian alam sekitar kontemporari. Komponen ini dibekalkan dalam pita pembawa 8mm standard industri pada gegelung berdiameter 7 inci, memudahkan keserasian dengan peralatan pemasangan pick-and-place automatik berkelajuan tinggi dan proses pematerian reflow inframerah.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

Semua parameter dinyatakan pada suhu ambien (Ta) 25°C melainkan dinyatakan sebaliknya. Memahami parameter ini adalah penting untuk reka bentuk litar yang boleh dipercayai dan ramalan prestasi.

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 untuk kebolehpercayaan jangka panjang.

• Penyerakan Kuasa (Pd):75 mW. Ini adalah jumlah maksimum kuasa yang boleh diserakkan oleh pakej LED sebagai haba. Melebihi had ini berisiko merosakkan sambungan semikonduktor dan kanta epoksi secara terma.
• Arus Hadapan DC (IF):30 mA. Arus hadapan berterusan maksimum yang boleh digunakan.
• Arus Hadapan Puncak:80 mA. Ini dibenarkan hanya di bawah keadaan berdenyut dengan kitar tugas 1/10 dan lebar denyut 0.1ms. Ia berguna untuk kilasan intensiti tinggi yang singkat.
• Voltan Songsang (VR):5 V. Menggunakan voltan songsang melebihi penarafan ini boleh menyebabkan kegagalan sambungan LED serta-merta dan bencana.
• Julat Suhu Operasi:-30°C hingga +85°C. Julat suhu ambien di mana peranti ini direka untuk berfungsi.
• Julat Suhu Penyimpanan:-40°C hingga +85°C.
• Keadaan Pematerian Inframerah:Tahan 260°C selama 10 saat, yang tipikal untuk profil pematerian reflow bebas plumbum (Pb-free).

2.2 Ciri-ciri Elektro-Optik

Parameter ini menentukan output cahaya dan tingkah laku elektrik di bawah keadaan operasi normal (biasanya pada IF = 2 mA).

• Keamatan Pencahayaan (Iv):Julat dari minimum 2.80 mcd hingga maksimum 18.00 mcd. Nilai sebenar bergantung pada kod bin tertentu (lihat Seksyen 3). Keamatan diukur menggunakan sensor yang ditapis untuk sepadan dengan keluk tindak balas mata manusia fotopik (CIE).
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):130 darjah. Ini adalah sudut penuh di mana keamatan pencahayaan jatuh kepada separuh daripada nilainya yang diukur pada paksi (0 darjah). Sudut pandangan yang luas seperti ini memberikan corak pencahayaan yang luas dan meresap sesuai untuk penunjuk status dan lampu latar.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_P):611.0 nm. Ini adalah panjang gelombang di mana output kuasa spektrum berada pada maksimum.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):605.0 nm. Ini adalah parameter kolorimetri yang diperoleh daripada rajah kromatisiti CIE. Ia mewakili panjang gelombang tunggal yang paling baik menerangkan warna cahaya yang dilihat. Ia adalah parameter yang lebih relevan untuk spesifikasi warna.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):17 nm. Ini menunjukkan ketulenan spektrum. Nilai yang lebih kecil bermaksud cahaya yang lebih monokromatik (warna tulen). 17 nm adalah tipikal untuk LED AlInGaP dalam julat oren.
• Voltan Hadapan (V_F):Biasanya 1.80V, dengan julat dari 1.60V hingga 2.20V pada 2 mA. Voltan hadapan rendah ini adalah kelebihan utama teknologi AlInGaP dan menyumbang kepada kecekapan yang lebih tinggi.
• Arus Songsang (I_R):10 μA maksimum apabila bias songsang 5V digunakan.

3. Penjelasan Sistem Binning

Disebabkan variasi semula jadi dalam pembuatan semikonduktor, LED disusun ke dalam bin prestasi. Sistem ini membolehkan pereka memilih komponen yang memenuhi keperluan toleransi khusus untuk aplikasi mereka.

3.1 Binning Voltan Hadapan

Unit adalah dalam Volt (V) diukur pada IF = 2 mA. Toleransi dalam setiap bin adalah ±0.1V.

• D1:1.60V (Min) hingga 1.80V (Maks)
• D2:1.80V (Min) hingga 2.00V (Maks)
• D3:2.00V (Min) hingga 2.20V (Maks)

Memilih bin voltan yang lebih ketat (cth., D1 sahaja) boleh menjadi penting untuk aplikasi yang dikuasakan terus dari bateri voltan rendah untuk memastikan kecerahan konsisten semasa bateri menyahcas, atau dalam tatasusunan LED selari untuk memastikan perkongsian arus.

3.2 Binning Keamatan Pencahayaan

Unit adalah dalam millicandelas (mcd) diukur pada IF = 2 mA. Toleransi dalam setiap bin adalah ±15%.

• H:2.80 mcd (Min) hingga 4.50 mcd (Maks)
• J:4.50 mcd (Min) hingga 7.10 mcd (Maks)
• K:7.10 mcd (Min) hingga 11.20 mcd (Maks)
• L:11.20 mcd (Min) hingga 18.00 mcd (Maks)

Binning ini adalah kritikal untuk aplikasi yang memerlukan kecerahan seragam merentasi pelbagai LED, seperti dalam paparan pelbagai segmen atau panel lampu latar.

3.3 Binning Panjang Gelombang Dominan

Unit adalah dalam nanometer (nm) diukur pada IF = 2 mA. Toleransi untuk setiap bin adalah ±1 nm.

• N:597.0 nm (Min) hingga 600.0 nm (Maks) – Amber-Oren
• P:600.0 nm (Min) hingga 603.0 nm (Maks) – Oren
• Q:603.0 nm (Min) hingga 606.0 nm (Maks) – Oren
• R:606.0 nm (Min) hingga 609.0 nm (Maks) – Oren-Merah
• S:609.0 nm (Min) hingga 612.0 nm (Maks) – Merah-Oren

Ini membolehkan pemadanan warna yang tepat, yang penting dalam aplikasi seperti isyarat lalu lintas, pencahayaan automotif, atau pencahayaan hiasan di mana warna tertentu diwajibkan.

4. Analisis Keluk Prestasi

Walaupun graf khusus dirujuk dalam lembaran data, implikasinya adalah standard. Keluk arus hadapan (I_F) lawan voltan hadapan (V_F) adalah eksponen. Keamatan pencahayaan (I_V) adalah hampir linear dengan arus dalam julat operasi normal tetapi akan tepu pada arus yang sangat tinggi disebabkan kesan terma dan penurunan kecekapan. Panjang gelombang dominan mempunyai pekali suhu negatif yang sedikit, bermaksud warna mungkin beralih sedikit ke arah panjang gelombang yang lebih panjang (anjakan merah) apabila suhu sambungan meningkat. Penyingkiran haba yang betul dan pengurusan arus adalah perlu untuk mengekalkan warna dan output cahaya yang konsisten sepanjang hayat peranti.

5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

5.1 Dimensi Pakej dan Polarity

Peranti ini mempunyai tapak kaki pakej standard industri EIA. Katod biasanya ditunjukkan oleh tanda hijau pada pakej atau takuk pada kanta. Profil ultra nipis 0.55mm adalah ciri mekanikal yang menentukan. Lukisan berdimensi terperinci disediakan dalam lembaran data untuk reka bentuk corak tanah PCB.

5.2 Spesifikasi Pita dan Gegelung

LED dibekalkan pada pita pembawa timbul lebar 8mm yang dimeterai dengan pita penutup atas, dililit pada gegelung berdiameter 7 inci (178mm). Kuantiti gegelung standard ialah 5,000 keping. Pembungkusan mengikut spesifikasi ANSI/EIA 481-1-A-1994. Format ini dioptimumkan untuk talian pemasangan automatik, memastikan pengendalian dan penempatan yang cekap.

6. Garis Panduan Pematerian dan Pemasangan

6.1 Profil Pematerian Reflow

Profil reflow yang dicadangkan untuk proses bebas plumbum disediakan. Parameter utama termasuk:

• Pra-panas:150°C hingga 200°C.
• Masa Pra-panas:Maksimum 120 saat untuk membolehkan pengaktifan fluks yang betul dan penstabilan suhu.
• Suhu Puncak:Maksimum 260°C.
• Masa Di Atas Likuidus:10 saat maksimum (disyorkan untuk sambungan pateri yang boleh dipercayai).
• Bilangan Kitaran Reflow:Maksimum dua kali.

Profil ini berdasarkan piawaian JEDEC. Adalah kritikal untuk mencirikan profil untuk reka bentuk PCB khusus, pes pateri, dan ketuhar yang digunakan dalam pengeluaran.

6.2 Pematerian Tangan

Jika pematerian tangan diperlukan, gunakan besi terkawal suhu yang ditetapkan pada maksimum 300°C. Hadkan masa sentuhan kepada maksimum 3 saat setiap pad. Gunakan haba pada pad PCB, bukan terus pada badan LED, untuk mengelakkan kejutan terma.

6.3 Pembersihan

Jika pembersihan selepas pateri diperlukan, gunakan hanya pelarut yang ditentukan. Merendam LED dalam etil alkohol atau isopropil alkohol pada suhu bilik selama kurang daripada satu minit boleh diterima. Jangan gunakan pembersihan ultrasonik atau pembersih kimia yang tidak ditentukan, kerana ia boleh merosakkan kanta epoksi atau ikatan dalaman.

7. Penyimpanan dan Pengendalian

Penyimpanan yang betul adalah penting untuk mengelakkan penyerapan lembapan, yang boleh menyebabkan "popcorning" (retak pakej) semasa reflow.

• Pakej Tertutup:Simpan pada ≤30°C dan ≤90% RH. Gunakan dalam tempoh satu tahun dari tarikh pek.
• Pakej Terbuka:Untuk komponen yang dikeluarkan dari beg kalis lembapan mereka, ambien penyimpanan tidak boleh melebihi 30°C dan 60% RH. Amat disyorkan untuk melengkapkan pematerian reflow IR dalam tempoh 672 jam (28 hari) pendedahan.
• Penyimpanan Lanjutan (Terbuka):Simpan dalam bekas tertutup dengan desikan atau dalam desikator nitrogen.
• Pembakaran:Jika LED telah terdedah selama lebih daripada 672 jam, ia mesti dibakar pada kira-kira 60°C selama sekurang-kurangnya 20 jam sebelum pematerian untuk mengeluarkan lembapan yang diserap.

8. Nota Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

8.1 Senario Aplikasi Tipikal

• Penunjuk Status:Sudut pandangan yang luas dan output yang terang menjadikannya sesuai untuk penunjuk kuasa, sambungan, atau aktiviti pada elektronik pengguna, peralatan rangkaian, dan panel kawalan industri.
• Lampu Latar:Boleh digunakan untuk menerangi tepi panel kecil, ikon, atau simbol dalam papan pemuka automotif, perkakas, dan peranti mudah alih.
• Pencahayaan Hiasan:Sesuai untuk pencahayaan aksen dalam papan tanda, ciri seni bina, atau mainan di mana warna oren tertentu dikehendaki.
• Sistem Sensor:Boleh berfungsi sebagai sumber cahaya dalam sensor optik, pemutus, atau pengesan objek pantulan.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk Litar

• Pembatasan Arus:LED adalah peranti yang didorong arus. Sentiasa gunakan perintang pembatas arus bersiri atau litar pemacu arus malar. Nilai perintang boleh dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (V_bekalan- V_F) / I_F. Gunakan V_Fmaksimum dari lembaran data untuk reka bentuk yang konservatif.
• Pengurusan Terma:Walaupun penyerakan kuasa adalah rendah, memastikan kawasan kuprum PCB yang mencukupi di sekitar pad terma (jika ada) dan mengelakkan penempatan berhampiran komponen lain yang menjana haba akan membantu mengekalkan suhu sambungan yang lebih rendah, membawa kepada jangka hayat yang lebih panjang dan prestasi yang stabil.
• Perlindungan ESD:Walaupun tidak dinyatakan secara eksplisit sebagai sensitif, melaksanakan perlindungan ESD asas pada talian isyarat yang disambungkan ke LED adalah amalan reka bentuk yang baik untuk ketahanan.

9. Perbandingan dan Kelebihan Teknikal

Berbanding dengan teknologi lama seperti GaAsP (Gallium Arsenide Phosphide), LED AlInGaP ini menawarkan kelebihan yang ketara:

• Kecekapan Lebih Tinggi:AlInGaP memberikan lebih banyak lumen per watt, menghasilkan output yang lebih terang untuk arus pemacu yang sama atau penggunaan kuasa yang lebih rendah untuk kecerahan yang sama.
• Ketulenan Warna Lebih Baik:Separuh lebar spektrum adalah lebih sempit, menghasilkan warna oren yang lebih tepu dan berbeza secara visual.
• Degradasi Terma Lebih Rendah:AlInGaP mengekalkan output cahaya dan kestabilan warna dengan lebih baik merentasi suhu dan masa berbanding teknologi lama.
• Profil Ultra Nipis:Ketinggian 0.55mm adalah pembeza utama, membolehkan reka bentuk dalam peranti pengguna dan mudah alih yang semakin nipis.

10. Soalan Lazim (FAQ)

10.1 Apakah perbezaan antara Panjang Gelombang Puncak dan Panjang Gelombang Dominan?

Panjang Gelombang Puncak (λ_P)adalah panjang gelombang fizikal di mana LED memancarkan kuasa optik paling banyak.Panjang Gelombang Dominan (λ_d)adalah nilai yang dikira berdasarkan bagaimana mata manusia melihat warna. Untuk sumber monokromatik seperti LED, ia sering hampir, tetapi λ_dadalah parameter yang digunakan untuk spesifikasi warna dan binning.

10.2 Bolehkah saya mengendalikan LED ini pada 20mA secara berterusan?

Ya. Arus hadapan DC maksimum mutlak ialah 30 mA. Beroperasi pada 20 mA adalah dalam had yang ditentukan. Walau bagaimanapun, anda mesti memastikan penyerakan kuasa (V_F* I_F) tidak melebihi 75 mW. Pada V_Ftipikal 1.8V dan 20mA, penyerakan ialah 36 mW, yang selamat.

10.3 Mengapa kelembapan penyimpanan sangat penting?

Bahan pembungkusan epoksi boleh menyerap lembapan dari udara. Semasa pemanasan pantas pematerian reflow, lembapan yang terperangkap ini mengewap dan mengembang, mencipta tekanan dalaman yang besar. Ini boleh menyebabkan delaminasi (pemisahan epoksi dari bingkai plumb) atau retak pakej, dikenali sebagai "popcorning," yang memusnahkan peranti.

11. Kajian Kes Reka Bentuk: Penunjuk Bateri Rendah

Senario:Mereka bentuk peranti perubatan mudah alih padat dengan bateri sel syiling 3.0V. LED oren yang jelas dan kelihatan mesti menyala apabila voltan bateri jatuh di bawah 2.7V.

Pilihan Reka Bentuk:

1. Pemilihan Komponen:LED ini adalah sesuai kerana profilnya yang rendah (sesuai dengan perumahan nipis), voltan hadapan rendah (~1.8V), dan kecerahan tinggi.
2. Binning:Pilih bin Panjang Gelombang Dominan "P" atau "Q" untuk oren standard. Pilih bin Keamatan Pencahayaan "K" atau "L" untuk kebolehlihatan tinggi. Bin Voltan Hadapan yang lebih ketat "D1" memastikan LED menyala secara konsisten apabila voltan bateri merosot.
3. Litar:Litar pembanding mudah memantau voltan bateri. Apabila ia terpicu, ia membolehkan transistor yang memacu LED melalui perintang pembatas arus. R = (2.7V - 1.8V) / 0.002A = 450Ω. Perintang standard 470Ω akan digunakan, menyediakan I_F≈ 1.9mA, yang mencukupi untuk penunjuk.
4. Susun Atur:LED diletakkan pada panel hadapan. Pakej ultra nipis membolehkannya duduk di belakang bezel atau penyebar yang sangat nipis.

12. Pengenalan Prinsip Teknologi

LED ini berdasarkan teknologi semikonduktor AlInGaP. Kawasan aktif adalah struktur telaga kuantum berbilang yang tumbuh secara epitaksial pada substrat. Apabila voltan hadapan digunakan, elektron dan lubang disuntik ke dalam kawasan aktif di mana mereka bergabung semula secara radiatif, memancarkan foton. Nisbah khusus Aluminium, Indium, Gallium, dan Fosfida dalam kekisi kristal menentukan tenaga jurang jalur, dan seterusnya panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, oren. Cahaya diekstrak melalui kanta epoksi berbentuk kubah yang juga melindungi die semikonduktor dan ikatan wayar.

13. Trend dan Perkembangan Industri

Trend dalam LED penunjuk dan isyarat kecil terus ke arah:

1. Pengecilan:Pakej yang lebih nipis dan kecil (cth., ketinggian 0.3mm) untuk membolehkan reka bentuk novel dalam peranti boleh pakai dan elektronik ultra padat.
2. Kecekapan Lebih Tinggi:Penambahbaikan berterusan dalam pertumbuhan epitaksial dan teknik pengekstrakan cahaya mendorong lebih banyak output cahaya per milliampere, mengurangkan penggunaan kuasa sistem.
3. Konsistensi Warna yang Lebih Baik:Toleransi binning yang lebih ketat dan ujian peringkat wafer maju memastikan keseragaman warna dan kecerahan yang lebih baik dalam pengeluaran besar-besaran.
4. Integrasi:Pertumbuhan pakej cip berbilang (RGB, Dua-warna) dan modul LED dengan pemacu bersepadu atau logik kawalan dalam satu pakej.

Komponen ini mewakili titik yang matang dan dioptimumkan dalam evolusi teknologi LED SMD AlInGaP, mengimbangi prestasi, saiz, dan kebolehhasilan untuk pelbagai aplikasi pencahayaan umum dan penunjukan.