Spesifikasi LED Putih LTW-008ZDCG - InGaN Putih - 20mA - 3.6V - 120mW - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi teknikal untuk diod pemancar cahaya (LED) putih berkeamatan tinggi yang direka untuk aplikasi teknologi permukaan-pasang (SMT). Peranti ini menggunakan bahan semikonduktor Indium Gallium Nitride (InGaN) untuk menghasilkan cahaya putih, ditapis melalui kanta kuning. Ia dibungkus pada pita 8mm dan dibekalkan pada gegelung berdiameter 7 inci, menjadikannya serasi sepenuhnya dengan peralatan pemasangan pilih-dan-letak automatik. Produk ini dikelaskan sebagai hijau dan mematuhi arahan Sekatan Bahan Berbahaya (RoHS), menunjukkan ia bebas plumbum. Reka bentuk utamanya memenuhi aplikasi yang memerlukan pencahayaan putih yang konsisten dan boleh dipercayai dalam faktor bentuk yang padat.

2. Tafsiran Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di bawah keadaan ini tidak dijamin.

• Pelesapan Kuasa (Pd):120 mW. Ini adalah jumlah kuasa maksimum yang boleh dipancarkan oleh pakej LED sebagai haba tanpa melebihi had termanya.
• Arus Hadapan Puncak (I_FP):100 mA. Ini adalah arus hadapan segera maksimum yang dibenarkan, biasanya ditentukan di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10, lebar denyut 0.1ms) untuk mengelakkan pemanasan berlebihan.
• Arus Hadapan DC (I_F):30 mA. Ini adalah arus hadapan berterusan maksimum yang disyorkan untuk operasi jangka panjang yang boleh dipercayai.
• Voltan Songsang (V_R):5 V. Menggunakan voltan songsang melebihi nilai ini boleh menyebabkan kerosakan dan merosakkan simpang LED. Operasi voltan songsang berterusan adalah dilarang.
• Julat Suhu Operasi (T_opr):-30°C hingga +85°C. Julat suhu ambien di mana LED direka untuk berfungsi dengan betul.
• Julat Suhu Penyimpanan (T_stg):-40°C hingga +100°C. Julat suhu untuk penyimpanan bukan operasi.
• Keadaan Pateri Alir Semula:Tahan 260°C selama 10 saat, yang selaras dengan profil alir semula pateri bebas plumbum biasa (cth., J-STD-020D).

2.2 Ciri-ciri Elektrik & Optik

Parameter ini diukur pada keadaan ujian piawai Ta=25°C dan I_F= 20 mA, melainkan dinyatakan sebaliknya.

• Keamatan Cahaya (I_V):Julat dari minimum 860 mcd hingga nilai tipikal 1720 mcd. Ini mengukur kuasa cahaya yang dipancarkan dalam arah tertentu. Nilai sebenar dibin (lihat Seksyen 3). Pengukuran mengikut keluk tindak balas mata CIE.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):110 darjah. Ini adalah sudut penuh di mana keamatan cahaya turun kepada separuh daripada nilai maksimumnya (pada paksi). Ia menunjukkan corak pancaran yang agak luas.
• Koordinat Kromatisiti (x, y):Nilai tipikal ialah x=0.295, y=0.280 pada rajah kromatisiti CIE 1931, mentakrifkan warna titik putih. Toleransi ±0.01 digunakan pada koordinat ini.
• Voltan Hadapan (V_F):Julat dari 2.9V hingga 3.6V pada 20mA. Ini adalah susut voltan merentasi LED semasa beroperasi. Nilai sebenar dibin (lihat Seksyen 3).
• Voltan Tahan ESD:2000V (Model Badan Manusia, HBM). Ini menentukan kepekaan peranti terhadap nyahcas elektrostatik, menunjukkan tahap perlindungan piawai. Pengendalian dengan langkah berjaga-jaga ESD yang betul (gelang pergelangan tangan, peralatan dibumikan) sangat disyorkan.

3. Penjelasan Sistem Pembin

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

3.1 Pembin Voltan Hadapan (V_F)

LED dikategorikan ke dalam bin (V0 hingga V6) berdasarkan voltan hadapan mereka pada I_F= 20 mA. Setiap bin mempunyai julat 0.1V, dari V0 (2.9-3.0V) hingga V6 (3.5-3.6V). Toleransi ±0.10V digunakan dalam setiap bin. Ini membolehkan pereka memilih LED dengan susut voltan yang hampir sama untuk aplikasi perkongsian arus dalam litar selari.

3.2 Pembin Keamatan Cahaya (I_V)

LED dibin (S, T, A, B, C, D) mengikut keamatan cahaya mereka pada I_F= 20 mA. Bin berjulat dari S (860-1000 mcd) hingga D (1580-1720 mcd). Toleransi ±10% ditentukan untuk setiap bin. Ini membolehkan pemilihan untuk aplikasi yang memerlukan tahap kecerahan tertentu atau keseragaman merentasi pelbagai LED.

3.3 Pembin Koordinat Warna (Pangkat Warna)

Dokumen ini menyediakan Jadual Pangkat Warna terperinci (cth., A52, A53, BE1, BG3) yang mentakrifkan segi empat atau segi tiga tertentu pada rajah kromatisiti CIE 1931. Setiap "pangkat" menentukan sempadan koordinat (x, y) yang dibenarkan untuk output cahaya putih. Pembin tepat ini adalah kritikal untuk aplikasi di mana konsistensi warna adalah penting, seperti lampu latar atau papan tanda. Elaun pengukuran untuk koordinat ini ialah ±0.01.

4. Analisis Keluk Prestasi

4.1 Keamatan Relatif vs. Panjang Gelombang

Rajah 1 dalam datasheet menunjukkan taburan kuasa spektrum (SPD) cahaya yang dipancarkan. Untuk LED putih yang menggunakan cip InGaN biru dengan fosfor kuning, keluk biasanya menunjukkan puncak dominan di kawasan biru (sekitar 450-460 nm) dari cip dan puncak atau bonggol yang lebih luas di kawasan kuning/hijau (sekitar 550-600 nm) yang dihasilkan oleh fosfor. Gabungan spektrum ini menghasilkan persepsi cahaya putih. Lebar penuh keluk merangkumi kira-kira 400 nm hingga 750 nm, meliputi spektrum yang boleh dilihat.

5. Maklumat Mekanikal & Pakej

5.1 Dimensi dan Toleransi Pakej

LED mematuhi garis besar pakej SMD piawai EIA. Semua dimensi kritikal disediakan dalam milimeter, dengan toleransi piawai ±0.05 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Takrifan mekanikal utama termasuk:

• Jarak A:Jarak menegak antara bahagian bawah pad pateri dan pemantul. Minimum ialah 0.05mm.
• Toleransi B:Toleransi penjajaran antara pad pateri kiri dan kanan. Maksimum ialah 0.03mm.
• Jarak C:Jarak sisi antara pad pateri dan dinding pemantul. Minimum ialah 0.05mm.

Dimensi ini adalah penting untuk reka bentuk pad PCB dan memastikan pembentukan sendi pateri dan pengekstrakan cahaya yang betul.

5.2 Dimensi Pembungkusan Pita dan Gegelung

Lukisan terperinci menentukan dimensi pita pembawa (saiz poket, pic, dll.) dan dimensi gegelung (diameter 7 inci). Pembungkusan mengikut spesifikasi EIA-481-1-B. Nota utama termasuk: 2000 keping setiap gegelung, maksimum dua komponen hilang berturut-turut dibenarkan, dan panjang pita pemimpin/penamat yang ditentukan (minimum 20 cm pada permulaan, 50 cm pada akhir).

6. Garis Panduan Pateri & Pemasangan

6.1 Profil Pateri Alir Semula

LED ini serasi dengan proses pateri alir semula inframerah (IR) dan fasa wap. Profil alir semula bebas plumbum yang disyorkan dirujuk, mematuhi J-STD-020D. Parameter kritikal ialah keupayaan peranti untuk menahan suhu puncak 260°C selama 10 saat. Mengikuti kadar pemanasan, rendaman, dan penyejukan yang disyorkan adalah penting untuk mengelakkan kejutan terma dan memastikan sendi pateri yang boleh dipercayai.

6.2 Pembersihan

Jika pembersihan selepas pateri diperlukan, hanya bahan kimia tertentu yang harus digunakan untuk mengelakkan kerosakan pada pakej LED. Datasheet mengesyorkan rendaman dalam etil alkohol atau isopropil alkohol pada suhu normal selama kurang daripada satu minit. Penggunaan cecair kimia yang tidak ditentukan adalah dilarang.

6.3 Penyimpanan dan Kepekaan Kelembapan

Produk ini dinilai sebagai Tahap Kepekaan Kelembapan (MSL) 3 mengikut JEDEC J-STD-020.

• Pakej Tertutup:Simpan pada ≤30°C dan ≤90% RH. Jangka hayat rak adalah satu tahun apabila disimpan dalam beg kalis lembapan asal dengan penyerap lembapan.
• Pakej Terbuka:Simpan pada ≤30°C dan ≤60% RH. Komponen mesti dipateri dalam masa 168 jam (7 hari) selepas terdedah kepada persekitaran ambien.
• Pembakaran:Jika kad penunjuk kelembapan bertukar merah jambu (menunjukkan >10% RH) atau jangka hayat lantai 168 jam dilampaui, pembakaran pada 60°C selama sekurang-kurangnya 48 jam disyorkan sebelum ditutup semula atau digunakan.

7. Cadangan Aplikasi

7.1 Senario Aplikasi Biasa

LED SMD putih ini sesuai untuk pelbagai aplikasi yang memerlukan pencahayaan putih yang cekap dan padat, termasuk tetapi tidak terhad kepada:

• Penunjuk status dan lampu latar untuk elektronik pengguna (cth., peralatan, peralatan audio).
• Penunjuk panel dan lampu latar suis dalam sistem kawalan perindustrian.
• Pencahayaan kegunaan am dalam peranti mudah alih.
• Pencahayaan hiasan dan papan tanda.

Nota Penting:Datasheet ini menyatakan dengan jelas bahawa LED ini bertujuan untuk peralatan elektronik biasa. Untuk aplikasi dengan keperluan kebolehpercayaan yang luar biasa atau di mana kegagalan boleh membahayakan nyawa atau kesihatan (penerbangan, peranti perubatan, sistem keselamatan), perundingan dengan pengeluar diperlukan sebelum direka masuk.

7.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Had Arus:Sentiasa gunakan perintang had arus bersiri atau litar pemacu arus malar. Jangan sambungkan terus ke sumber voltan. Operasi pada atau di bawah arus hadapan DC yang disyorkan 30 mA.
• Pengurusan Terma:Pastikan PCB menyediakan pelepasan terma yang mencukupi, terutamanya apabila beroperasi pada arus tinggi atau dalam suhu ambien yang tinggi, untuk kekal dalam had pelesapan kuasa 120 mW.
• Perlindungan ESD:Laksanakan prosedur pengendalian ESD piawai semasa pemasangan. Pertimbangkan untuk menambah diod penindasan voltan sementara (TVS) atau perlindungan lain pada papan litar jika LED berada di lokasi yang terdedah.
• Reka Bentuk Optik:Sudut pandangan 110 darjah memberikan pancaran yang luas. Untuk cahaya yang lebih fokus, optik sekunder (kanta) mungkin diperlukan.

8. Perbandingan & Pembezaan Teknikal

Walaupun perbandingan langsung dengan nombor bahagian lain tidak disediakan dalam datasheet tunggal ini, ciri pembezaan utama LED ini boleh disimpulkan:

• Sudut Pandangan Luas (110°):Menawarkan pencahayaan yang lebih luas berbanding LED dengan sudut pandangan yang sempit, sesuai untuk pencahayaan kawasan dan bukan pencahayaan spot.
• Pembin Terperinci:Pembin V_F, I_V, dan koordinat warna yang luas memberikan konsistensi tinggi untuk aplikasi yang memerlukan prestasi yang sepadan merentasi pelbagai unit.
• Pembungkusan Teguh:Keserasian dengan penempatan automatik dan profil alir semula bebas plumbum piawai (puncak 260°C) memudahkan pembuatan yang boleh dipercayai dalam jumlah besar.
• Teknologi InGaN:Menyediakan penjanaan cahaya putih yang cekap tipikal reka bentuk LED berkeamatan tinggi moden.

9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

9.1 Apakah perbezaan antara Arus Hadapan Puncak (100mA) dan Arus Hadapan DC (30mA)?

Arus Hadapan DC (30mA) adalah arus maksimum untuk operasi berterusan, keadaan mantap. Arus Hadapan Puncak (100mA) adalah arus yang jauh lebih tinggi yang boleh ditangani oleh LED hanya untuk denyutan yang sangat singkat (lebar 0.1ms) pada kitar tugas rendah (10%). Ini berguna untuk aplikasi seperti multiplexing atau pendim PWM di mana denyutan arus tinggi singkat mencapai kecerahan segera yang lebih tinggi tanpa memanaskan LED secara berlebihan. Melebihi penarafan arus DC secara berterusan akan menyebabkan haba berlebihan dan degradasi pantas.

9.2 Bagaimana saya mentafsir Koordinat Kromatisiti (x=0.295, y=0.280)?

Koordinat ini memplot warna cahaya putih pada rajah kromatisiti CIE 1931. Titik khusus ini biasanya sepadan dengan suhu warna "putih sejuk" atau "putih siang", selalunya dalam julat 6000K-7000K. Toleransi ±0.01 mentakrifkan kawasan kecil pada carta di mana warna mana-mana LED individu dari kumpulan ini harus jatuh, memastikan keseragaman warna.

9.3 Mengapa keadaan penyimpanan begitu ketat (MSL 3)? Apa yang berlaku jika saya melebihi jangka hayat lantai 168 jam?

Pakej SMD boleh menyerap kelembapan dari udara. Semasa proses pateri alir semula suhu tinggi, kelembapan yang terperangkap ini boleh bertukar menjadi wap dengan cepat, menyebabkan pengelupasan dalaman, retakan, atau "popcorning" pakej plastik, yang boleh memusnahkan LED. MSL 3 dan had 168 jam mentakrifkan masa pendedahan selamat untuk kadar penyerapan kelembapan khusus pakej ini. Jika dilampaui, pembakaran (60°C selama 48 jam) menghilangkan kelembapan yang diserap, memulihkan komponen ke keadaan kering yang sesuai untuk alir semula.

10. Contoh Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

10.1 Mereka Bentuk Panel Penunjuk Status

Senario:Mereka bentuk panel kawalan dengan 10 penunjuk status LED putih yang seragam.

Langkah Reka Bentuk:

1. Tetapan Arus:Pilih titik operasi, cth., I_F= 20 mA, untuk operasi yang boleh dipercayai dan menggunakan data bin datasheet secara langsung.
2. Pengiraan Voltan:Andaikan bekalan 5V (V_CC). Pilih LED dari bin V_F yang sama, cth., V3 (3.2-3.3V). Gunakan nilai tipikal (3.25V) untuk pengiraan. Perintang bersiri yang diperlukan R = (V_CC- V_F) / I_F= (5 - 3.25) / 0.020 = 87.5 Ω. Perintang piawai 91 Ω atau 82 Ω boleh digunakan, melaraskan arus sedikit.
3. Keseragaman Kecerahan:Tentukan LED dari bin I_V yang sama (cth., Bin C: 1440-1580 mcd) untuk memastikan semua penunjuk mempunyai kecerahan yang serupa.
4. Keseragaman Warna:Tentukan LED dari Pangkat Warna yang sama (cth., A63) untuk menjamin semua lampu memancarkan warna putih yang sama, penting untuk konsistensi estetik.
5. Susun Atur PCB:Ikut dimensi pad yang disyorkan dari datasheet. Pastikan reka bentuk pad menghormati jarak minimum (A, C) ke badan/pemantul LED untuk mengelakkan litar pintas dan membolehkan pembentukan fillet pateri yang betul.
6. Pemasangan:Gunakan profil alir semula IR yang disyorkan. Simpan LED dalam beg tertutup sehingga sedia untuk pemasangan. Jika beg dibuka, lengkapkan pateri semua 10 LED dalam masa 168 jam.

11. Pengenalan Prinsip Operasi

LED putih ini beroperasi berdasarkan prinsip elektroluminesens dalam semikonduktor. Terasnya ialah cip yang diperbuat daripada Indium Gallium Nitride (InGaN), yang memancarkan cahaya biru apabila elektron bergabung semula dengan lubang merentasi jurang jalurnya apabila voltan hadapan digunakan (biasanya 2.9-3.6V). Untuk menghasilkan cahaya putih, cip pemancar biru disalut dengan lapisan fosfor yttrium aluminium garnet didop serium (YAG:Ce). Sebahagian daripada foton biru bertenaga tinggi dari cip diserap oleh fosfor, yang kemudiannya memancarkan semula cahaya kuning bertenaga rendah melalui proses yang dipanggil fotoluminesens. Cahaya biru yang tidak diserap bercampur dengan cahaya kuning yang dipancarkan, dan mata manusia melihat gabungan ini sebagai putih. Kanta kuning seterusnya menyebarkan dan membentuk output cahaya akhir.

12. Trend Teknologi

Teknologi yang diterangkan dalam datasheet ini mewakili pendekatan matang dan diterima secara meluas untuk menjana cahaya putih dengan LED. Trend berterusan utama dalam industri LED yang lebih luas yang berkaitan dengan komponen sedemikian termasuk:

• Peningkatan Kecekapan (lm/W):Penambahbaikan berterusan dalam reka bentuk cip InGaN, kecekapan fosfor, dan seni bina pakej membawa kepada keberkesanan bercahaya yang lebih tinggi, bermakna lebih banyak output cahaya untuk kuasa input elektrik yang sama.
• Kualiti Warna yang Lebih Baik:Pembangunan campuran fosfor pelbagai (cth., menambah fosfor merah) untuk meningkatkan Indeks Penghasilan Warna (CRI), menyediakan penghasilan warna yang lebih tepat dan menyenangkan di bawah cahaya LED.
• Pengecilan:Dorongan untuk peranti yang lebih kecil dalam elektronik pengguna mendorong LED dalam tapak kaki pakej yang lebih kecil sambil mengekalkan atau meningkatkan output cahaya.
• Kebolehpercayaan & Jangka Hayat yang Lebih Tinggi:Kemajuan dalam bahan (epoksi, fosfor, substrat) dan reka bentuk pengurusan terma memanjangkan jangka hayat operasi (L70, L90) LED, mengurangkan kos penyelenggaraan jangka panjang.
• Pencahayaan Pintar & Bersambung:Walaupun ini adalah komponen asas, ekosistem sedang bergerak ke arah LED yang merupakan bahagian penting sistem pintar, selalunya memerlukan pemacu yang serasi untuk pendim, penalaan warna, dan sambungan.