Spesifikasi LED Biru SMD - Ketinggian 0.8mm - Voltan Maks 3.8V - Kuasa 76mW - Kanta Jernih Air - Dokumen Teknikal

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk komponen LED biru permukaan-pasang yang ultra nipis. Peranti ini direka untuk pemasangan elektronik moden dan padat yang memerlukan sumber cahaya berprofil rendah. Aplikasi utamanya adalah dalam pencahayaan latar belakang, penunjuk status, dan pencahayaan hiasan dalam elektronik pengguna, peralatan pejabat, dan peranti komunikasi.

Kelebihan teras komponen ini termasuk profilnya yang sangat nipis iaitu 0.80mm, yang membolehkan integrasi ke dalam reka bentuk yang terhad ruang. Ia menggunakan cip dadu InGaN (Indium Gallium Nitride), yang terkenal dengan penghasilan cahaya biru berkeamatan tinggi. Produk ini mematuhi arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya), mengklasifikasikannya sebagai produk hijau. Ia dibungkus pada pita 8mm yang dililit pada gegelung berdiameter 7 inci, menjadikannya serasi sepenuhnya dengan peralatan pemasangan pick-and-place automatik berkelajuan tinggi yang digunakan dalam pembuatan pukal.

2. Tafsiran Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Had operasi peranti ditakrifkan pada suhu ambien (Ta) 25°C. Melebihi penarafan ini boleh menyebabkan kerosakan kekal.

• Pelesapan Kuasa (Pd):76 mW. Ini adalah jumlah kuasa maksimum yang boleh dipancarkan oleh pakej LED sebagai haba tanpa menjejaskan prestasi atau kebolehpercayaan.
• Arus Hadapan Puncak (I_FP):100 mA. Ini adalah arus segera maksimum yang dibenarkan di bawah keadaan berdenyut, ditentukan pada kitaran tugas 1/10 dan lebar denyut 0.1ms. Ia jauh lebih tinggi daripada penarafan arus berterusan.
• Arus Hadapan DC (I_F):20 mA. Ini adalah arus hadapan berterusan maksimum yang disyorkan untuk operasi normal, memastikan kebolehpercayaan jangka panjang dan keluaran cahaya yang stabil.
• Julat Suhu Operasi:-20°C hingga +80°C. Peranti dijamin berfungsi dalam julat suhu ambien ini.
• Julat Suhu Penyimpanan:-30°C hingga +100°C. Peranti boleh disimpan tanpa kuasa yang digunakan dalam julat suhu yang lebih luas ini.
• Keadaan Pematerian Inframerah:260°C selama 10 saat. Ini mentakrifkan toleransi suhu puncak dan masa untuk proses pematerian reflow tanpa plumbum (Pb-free).

2.2 Ciri-ciri Elektrik & Optik

Parameter ini diukur pada Ta=25°C dan mentakrifkan prestasi tipikal peranti.

• Keamatan Bercahaya (I_V):28.0 - 180.0 mcd (millicandela) pada I_F=20mA. Julat luas ini menunjukkan peranti tersedia dalam bin kecerahan yang berbeza (lihat Seksyen 3). Pengukuran dilakukan dengan sensor/penapis yang menghampiri lengkung tindak balas mata fotopik CIE.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):130 darjah. Ini adalah sudut penuh di mana keamatan bercahaya turun kepada separuh daripada nilainya pada paksi tengah (0°). Sudut pandangan yang luas adalah tipikal untuk kanta jernih air tanpa kubah penyebaran.
• Panjang Gelombang Pancaran Puncak (λ_P):468 nm. Ini adalah panjang gelombang di mana keluaran kuasa spektrum adalah maksimum.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):465.0 - 475.0 nm pada I_F=20mA. Ini adalah panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia yang mentakrifkan warna cahaya, diperoleh daripada rajah kromatisiti CIE.
• Separuh Lebar Garisan Spektrum (Δλ):25 nm. Ini menunjukkan ketulenan spektrum; nilai yang lebih kecil bermaksud cahaya yang lebih monokromatik. 25nm adalah tipikal untuk LED biru InGaN.
• Voltan Hadapan (V_F):2.8 - 3.8 V pada I_F=20mA. Susut voltan merentasi LED semasa beroperasi. Julat ini sepadan dengan bin voltan hadapan yang berbeza.
• Arus Songsang (I_R):10 μA (maks) pada V_R=5V. Arus bocor kecil apabila bias songsang dikenakan.Penting:Peranti ini tidak direka untuk operasi songsang; keadaan ujian ini adalah untuk pencirian sahaja.

3. Penjelasan Sistem Binning

Untuk memastikan konsistensi dalam pengeluaran, LED disusun ke dalam bin berdasarkan parameter utama. Ini membolehkan pereka memilih komponen yang memenuhi keperluan aplikasi khusus untuk prestasi warna dan elektrik.

3.1 Binning Voltan Hadapan

Unit: Volt (V) @ 20mA. Toleransi pada setiap bin adalah ±0.1V.
Bin D7: 2.80 - 3.00V
Bin D8: 3.00 - 3.20V
Bin D9: 3.20 - 3.40V
Bin D10: 3.40 - 3.60V
Bin D11: 3.60 - 3.80V

3.2 Binning Keamatan Bercahaya

Unit: millicandela (mcd) @ 20mA. Toleransi pada setiap bin adalah ±15%.
Bin N: 28.0 - 45.0 mcd
Bin P: 45.0 - 71.0 mcd
Bin Q: 71.0 - 112.0 mcd
Bin R: 112.0 - 180.0 mcd

3.3 Binning Panjang Gelombang Dominan

Unit: nanometer (nm) @ 20mA. Toleransi untuk setiap bin adalah ±1nm.
Bin AC: 465.0 - 470.0 nm (biru sedikit kehijauan)
Bin AD: 470.0 - 475.0 nm (biru sedikit lebih tulen)

4. Analisis Lengkung Prestasi

Walaupun lengkung grafik khusus dirujuk dalam datasheet (cth., Rajah.1, Rajah.6), tingkah laku tipikal mereka boleh diterangkan berdasarkan teknologi.

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

Semikonduktor InGaN mempunyai voltan hidup ciri sekitar 2.8V. Melebihi ambang ini, arus meningkat secara eksponen dengan peningkatan kecil dalam voltan. Lengkung akan menunjukkan lutut yang tajam, tipikal untuk tingkah laku diod. Beroperasi pada 20mA yang disyorkan memastikan peranti berada jauh melepasi titik lutut untuk pancaran cahaya yang stabil.

4.2 Keamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan (Lengkung L-I)

Keluaran cahaya (keamatan bercahaya) adalah berkadar secara kasar dengan arus hadapan sehingga satu titik. Walau bagaimanapun, kecekapan mungkin menurun pada arus yang sangat tinggi disebabkan peningkatan penjanaan haba dalam cip (kesan droop). Penarafan 20mA dipilih untuk mengimbangi kecerahan dengan kecekapan dan jangka hayat.

4.3 Ciri-ciri Suhu

Prestasi LED bergantung pada suhu. Biasanya, apabila suhu simpang meningkat:
- Voltan hadapan (V_F) berkurangan sedikit.
- Keamatan bercahaya berkurangan. Faktor penurunan nilai yang tepat adalah khusus aplikasi tetapi mesti dipertimbangkan untuk reka bentuk yang beroperasi pada suhu ambien tinggi atau dengan arus pacuan tinggi.
- Panjang gelombang dominan mungkin beralih sedikit (biasanya ke arah panjang gelombang yang lebih panjang untuk LED biru).

4.4 Taburan Spektrum

Spektrum pancaran adalah lengkung seperti Gaussian yang berpusat di sekitar panjang gelombang puncak (468 nm) dengan separuh lebar 25 nm. Kanta jernih air tidak mengubah spektrum ini dengan ketara, tidak seperti kanta dengan salutan fosfor yang digunakan dalam LED putih.

5. Maklumat Mekanikal & Pembungkusan

5.1 Dimensi Pakej

Peranti ini mematuhi garis panduan pakej standard EIA (Electronic Industries Alliance). Dimensi utama termasuk ketinggian keseluruhan (H) 0.80mm, menjadikannya komponen \"extra thin\". Dimensi kritikal lain untuk reka bentuk tapak kaki PCB disediakan dalam lukisan datasheet, dengan toleransi umum ±0.10mm melainkan dinyatakan sebaliknya.

5.2 Pengenalpastian Polarity

Seperti semua diod, LED mempunyai terminal anod (positif) dan katod (negatif). Pakej biasanya menggunakan penanda visual, seperti takuk, titik, atau sudut serong di sebelah katod. Susunan pad pematerian yang dicadangkan dalam datasheet akan menunjukkan orientasi yang betul untuk reka bentuk PCB.

5.3 Spesifikasi Pita dan Gegelung

Komponen dibekalkan dalam pita pembawa timbul dengan pita penutup pelindung, dililit pada gegelung berdiameter 7 inci (178mm). Kuantiti gegelung standard ialah 3000 keping. Pembungkusan mengikut spesifikasi ANSI/EIA-481. Nota utama termasuk: poket kosong dimeterai, kuantiti pembungkusan minimum 500 keping untuk baki, dan maksimum dua komponen hilang berturut-turut dibenarkan setiap gegelung.

6. Panduan Pematerian & Pemasangan

6.1 Profil Pematerian Reflow

Peranti ini serasi dengan proses pematerian reflow inframerah (IR), penting untuk pemasangan tanpa plumbum. Profil yang dicadangkan disediakan, mematuhi piawaian JEDEC. Parameter utama termasuk:
- Pra-panas:150–200°C
- Masa Pra-panas:Maksimum 120 saat untuk membolehkan pemanasan seragam dan penyejatan pelarut.
- Suhu Puncak:Maksimum 260°C.
- Masa Melebihi Likuidus (TAL):Profil yang dicadangkan menunjukkan masa khusus dalam zon reflow kritikal; datasheet menentukan maksimum 10 saat pada suhu puncak.
- Bilangan Laluan:Maksimum dua kitaran reflow.

6.2 Pematerian Tangan

Jika pematerian tangan diperlukan, gunakan besi yang dikawal suhu.
- Suhu Besi:Maksimum 300°C.
- Masa Pematerian:Maksimum 3 saat setiap pad.
- Bilangan Laluan:Satu kali sahaja. Haba berlebihan boleh merosakkan pakej plastik dan dadu semikonduktor.

6.3 Keadaan Penyimpanan

Kepekaan kelembapan adalah faktor kritikal untuk komponen SMD.
- Pakej Tertutup:Simpan pada ≤30°C dan ≤90% Kelembapan Relatif (RH). Gunakan dalam tempoh satu tahun dari tarikh meterai beg apabila dibungkus dengan penyerap lembapan.
- Pakej Terbuka:Untuk komponen yang dikeluarkan dari beg halangan kelembapan, ambien penyimpanan tidak boleh melebihi 30°C / 60% RH. Adalah disyorkan untuk menyelesaikan reflow IR dalam tempoh satu minggu selepas pembukaan.
- Penyimpanan Lanjutan (Terbuka):Simpan dalam bekas tertutup dengan penyerap lembapan atau dalam desikator nitrogen.
- Pembakaran:Jika komponen telah terdedah kepada keadaan ambien selama lebih daripada satu minggu, bakar pada kira-kira 60°C selama sekurang-kurangnya 20 jam sebelum pematerian untuk membuang kelembapan yang diserap dan mencegah \"popcorning\" semasa reflow.

6.4 Pembersihan

Jangan gunakan bahan pembersih kimia yang tidak ditentukan. Jika pembersihan diperlukan selepas pematerian, rendam LED dalam etil alkohol atau isopropil alkohol pada suhu normal selama kurang daripada satu minit. Pelarut agresif boleh merosakkan kanta plastik dan pakej.

7. Cadangan Aplikasi

7.1 Senario Aplikasi Tipikal

• Pencahayaan Latar Belakang:Papan kekunci, paparan LCD kecil, pencahayaan ikon.
• Penunjuk Status:Hidup, siap sedia, sambungan, status pengecasan bateri dalam peranti mudah alih, penghala, dan perkakas.
• Pencahayaan Hiasan:Pencahayaan aksen dalam elektronik pengguna.
• Penunjuk Panel:Panel hadapan peralatan.

7.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Had Arus:Sentiasa gunakan perintang had arus bersiri atau pemacu arus malar. Kira nilai perintang menggunakan R = (V_bekalan- V_F) / I_F. Gunakan V_Fmaksimum dari bin atau datasheet untuk memastikan arus tidak melebihi 20mA di bawah keadaan paling teruk.
• Perlindungan ESD:LED sensitif kepada nyahcas elektrostatik (ESD). Urus dengan langkah berjaga-jaga ESD yang sesuai (gelang pergelangan tangan, stesen kerja dibumikan). Masukkan diod perlindungan ESD pada PCB jika LED berada di lokasi terdedah.
• Pengurusan Haba:Walaupun pelesapan kuasa rendah, pastikan kawasan kuprum PCB yang mencukupi atau via haba di bawah pad LED untuk mengalirkan haba, terutamanya dalam persekitaran suhu ambien tinggi atau apabila dipacu hampir arus maksimum.
• Reka Bentuk Optik:Sudut pandangan 130° memberikan liputan luas. Untuk cahaya terarah, kanta luaran atau pandu cahaya mungkin diperlukan.

8. Perbandingan & Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan LED lubang-laluan lama atau pakej SMD yang lebih besar (cth., 0603, 0805), pembeza utama peranti ini ialah ketinggian 0.8mm, membolehkan produk akhir yang lebih nipis. Berbanding dengan LED \"cip\" lain, penggunaan teknologi InGaN memberikan kecerahan dan kecekapan yang lebih tinggi untuk pancaran cahaya biru berbanding teknologi lama. Gabungan profil nipis, kecerahan tinggi, dan keserasian dengan pemasangan automatik, suhu tinggi tanpa plumbum menjadikannya sesuai untuk pengeluaran pukal moden, kos efektif, dan boleh dipercayai.

9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Bolehkah saya memacu LED ini dengan 3.3V tanpa perintang?
J: Tidak. Voltan hadapan berjulat dari 2.8V hingga 3.8V. Menyambung 3.3V secara langsung boleh mengakibatkan arus berlebihan jika V_FLED berada di hujung rendah julat (cth., 2.9V), berpotensi merosakkannya. Sentiasa gunakan mekanisme had arus.

S: Apakah perbezaan antara Panjang Gelombang Puncak dan Panjang Gelombang Dominan?
J: Panjang Gelombang Puncak (λ_P) ialah puncak fizikal spektrum cahaya (468 nm). Panjang Gelombang Dominan (λ_d) ialah panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia sebagai warna (465-475 nm), dikira daripada koordinat warna. Untuk LED monokromatik seperti biru ini, mereka hampir tetapi tidak sama.

S: Mengapa keperluan kelembapan penyimpanan lebih ketat untuk pakej terbuka?
J: Pakej SMD plastik menyerap kelembapan dari udara. Semasa haba tinggi pematerian reflow, kelembapan yang terperangkap ini boleh mengewap dengan cepat, mencipta tekanan dalaman yang boleh memecahkan pakej (\"popcorning\" atau \"delamination\"). Had yang lebih ketat dan prosedur pembakaran mencegah mod kegagalan ini.

S: Bolehkah saya menggunakan ini untuk penunjuk voltan songsang?
J: Tidak. Datasheet menyatakan dengan jelas peranti ini tidak direka untuk operasi songsang. Ujian arus songsang 5V adalah untuk pencirian sahaja. Mengenakan bias songsang berterusan berkemungkinan akan merosakkan LED.

10. Kes Reka Bentuk Praktikal

Senario:Mereka bentuk penunjuk status untuk peranti berkuasa USB (bekalan 5V).
Langkah 1 - Pemilihan Komponen:Pilih bin kecerahan (cth., Bin P untuk kecerahan sederhana) dan bin voltan hadapan (cth., Bin D9 untuk pengiraan reka bentuk).
Langkah 2 - Reka Bentuk Litar:Kira perintang bersiri. Menggunakan V_Fmaksimum dari Bin D9 (3.4V) dan sasaran I_F20mA: R = (5V - 3.4V) / 0.020A = 80 Ohm. Pilih nilai standard terdekat (82 Ohm). Kira semula arus sebenar: I_F= (5V - 3.2V*) / 82Ω ≈ 21.95mA (selamat). *Menggunakan V_F.
tipikal.Langkah 3 - Susun Atur PCB:
Letakkan perintang 82Ω bersiri dengan anod LED. Ikut dimensi pad pematerian yang dicadangkan dari datasheet. Sertakan pelega haba kecil atau tuangan kuprum tambahan untuk penyebaran haba.Langkah 4 - Pemasangan:

Ikut profil reflow yang disyorkan. Simpan gegelung terbuka dalam kabinet kering jika tidak digunakan serta-merta.

11. Pengenalan Prinsip

LED ini berdasarkan struktur hetero semikonduktor yang diperbuat daripada Indium Gallium Nitride (InGaN). Apabila voltan hadapan dikenakan, elektron dan lubang disuntik ke dalam kawasan aktif semikonduktor. Mereka bergabung semula, membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi khusus aloi InGaN menentukan tenaga jurang jalur, yang seterusnya menentukan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, biru. Kanta epoksi jernih air merangkumi dan melindungi dadu semikonduktor sambil juga membentuk pancaran keluaran cahaya.

12. Trend Pembangunan