SMD LED LTSA-E67RVEWTU Datasheet - Diffused Red AlInGaP - 70mA - 185.5mW - English Technical Document

1. Mchakato wa Bidhaa

Hati hiki hutoa maelezo kamili ya kiufundi kwa kifaa cha kukanyagiwa kwenye uso (SMD) cha Taa ya Kutoa Mwanga (LED). Sehemu hiyo imeundwa kwa ajili ya usanikishaji wa bodi ya mzunguko wa kuchapishwa (PCB) kiotomatiki na inafaa kwa matumizi yenye nafasi ndogo. Sifa zake kuu ni pamoja na lenzi iliyotawanyika na chanzo cha mwanga nyekundu kinachotokana na teknolojia ya semikondukta ya Alumini Indiamu Galiamu Fosfidi (AlInGaP).

1.1 Vipengele Muhimu na Soko Lengwa

LED imeundwa na sifa kadhaa muhimu zinazoboresha uaminifu na urahisi wa kuunganishwa kwake. Inatii amri ya Kuzuia Vitu Vinavyoweza Kuumiza (RoHS). Sehemu hiyo inasambazwa kwenye kifurushi cha kiwango cha tasnia: kwenye mkanda wa milimita 8 ulioviringishwa kwenye makorokoro yenye kipenyo cha inchi 7, na hurahisisha usanikishaji wa kiotomatiki wa kuchukua-na-kuweka kwa kasi. Imepitia utayarishaji wa awali wa kiwango cha 2a cha Unyeti wa Unyevu cha JEDEC, na kuhakikisha nguvu dhidi ya uharibifu unaosababishwa na unyevu wakati wa kuuza kwa kuyeyusha tena. Zaidi ya hayo, bidhaa hiyo imekubalika kulingana na kiwango cha AEC-Q101 Rev. D, kigezo muhimu cha sehemu zinazotumiwa katika elektroniki za magari. Muundo wake unaendana na michakato ya kuuza kwa kuyeyusha tena ya mwanga wa infrared (IR). Matumizi yake makuu lengwa ni mifumo ya ziada ya magari, ambapo uaminifu na utendaji chini ya hali tofauti za mazingira ni muhimu zaidi.

2. Vigezo vya Kiufundi: Ufafanuzi wa kina na usio na upendeleo

Sehemu hii inaelezea kwa kina mipaka kamili na sifa za uendeshaji za LED. Kuelewa vigezo hivi ni muhimu kwa muundo wa mzunguko unaoaminika na kuhakikisha sehemu hiyo inafanya kazi ndani ya eneo lake salama la uendeshaji (SOA).

2.1 Viwango vya Juu Kabisa

Viwango vya juu kabisa vinaelezea mipaka ya mkazo ambayo ikiwa yazidiwa, kunaweza kutokea uharibifu wa kudumu kwenye kifaa. Viwango hivi vimebainishwa kwa joto la mazingira (Ta) la 25°C. Upeo wa mkondo wa mbele wa DC unaoendelea (IF) ni 70 mA. Chini ya hali ya mipigo yenye mzunguko wa kazi wa 1/10 na upana wa mipigo wa 0.1ms, kifaa kinaweza kushughulikia mkondo wa mbele wa kilele wa 100 mA. Upeo wa utupaji wa nguvu (Pd) ni 185.5 mW. Kifaa kimewekwa kiwango cha anuwai ya joto ya uendeshaji na uhifadhi ya -40°C hadi +100°C. Kwa michakato ya kuuza isiyo na risasi, inaweza kustahimili wasifu wa reflow ya infrared yenye joto la kilele la 260°C kwa upeo wa sekunde 10.

2.2 Thermal Characteristics

Usimamizi wa joto ni muhimu kwa utendakazi na umri wa LED. Upinzani wa joto kutoka kwenye makutano ya semikondukta hadi hewa ya mazingira (RθJA) kwa kawaida ni 280 °C/W, uliopimwa kwenye PCB ya kawaida ya FR4 yenye unene wa 1.6mm na eneo la pedi ya shaba la 16mm². Upinzani wa joto kutoka kwenye makutano hadi kwenye sehemu ya kuuza (RθJS) kwa kawaida ni 130 °C/W, huku ukitoa njia ya moja kwa moja zaidi ya kutokomeza joto. Joto la juu linaloruhusiwa la makutano (Tj) ni 125°C. Kuzidi joto hili kutaongeza kasi ya kupungua kwa lumen na kunaweza kusababisha kushindwa kwa ghafla.

2.3 Electro-Optical Characteristics

Sifa za umeme na mwanga hupimwa kwa joto la mazingira (Ta) la 25°C na mkondo wa majaribio (IF) wa 50 mA, ambayo ni sehemu ya kawaida ya uendeshaji chini ya kiwango cha juu kabisa. Ukubwa wa mwanga (Iv) unazunguka kutoka kiwango cha chini cha millicandela 1800 (mcd) hadi kiwango cha juu cha mcd 3550. Pembe ya kuona (2θ½), inayofafanuliwa kama pembe kamili ambapo ukubwa wa mwanga hupungua hadi nusu ya thamani yake ya mhimili, ni digrii 120, ikionyesha muundo mpana na usambazaji wa mwanga. Urefu wa wimbi la kilele cha mionzi (λP) ni nm 632. Urefu wa wimbi kuu (λd), ambao hufafanua rangi inayoonekana, una safu maalum ya nm 618 hadi nm 630. Upana wa wigo wa mwanga (Δλ) ni takriban nm 20. Voltage ya mbele (VF) kwa 50 mA inazunguka kutoka 1.9V hadi 2.65V. Mkondo wa nyuma (IR) umewekwa kikomo cha juu cha 10 μA wakati voltage ya nyuma (VR) ya 12V inatumika; ni muhimu kukumbuka kuwa kifaa hakikusudiwa kufanya kazi katika hali ya upendeleo wa nyuma.

3. Bin Ranking System Explanation

Ili kuhakikisha uthabiti wa rangi na mwangaza katika matumizi ya uzalishaji, LED zimepangwa katika makundi ya utendaji. Kundi hilo limewekewa lebo yenye msimbo unaowakilisha kiwango cha voltage ya mbele (Vf), nguvu ya mwangaza (Iv), na urefu wa wimbi kuu (Wd).

3.1 Kupanga Kwa Voltage ya Mbele (Vf)

Voltage ya mbele imewekwa katika makundi kwa hatua ya takriban 0.15V. Misimbo ya makundi huanzia C (1.90V - 2.05V) hadi G (2.50V - 2.65V). Uvumilivu wa ±0.1V unatumika kwa kila kikundi. Kuchagua LED kutoka kwenye kikundi kimoja cha Vf husaidia kudumisha usambazaji sare wa umeme wakati vifaa vingi vimeunganishwa sambamba.

3.2 Kupanga Kwa Nguvu ya Mwanga (Iv)

Nguvu ya mwangaza imegawanywa katika makundi matatu: X1 (1800-2240 mcd), X2 (2240-2800 mcd), na Y1 (2800-3550 mcd). Uvumilivu wa ±11% unatumika kwa kila kikundi. Hii inawawezesha wabunifu kuchagua kiwango sahihi cha mwangaza kwa matumizi yao.

3.3 Dominant Wavelength (Wd) Binning

Wavelength kuu, ambayo huamua kivuli halisi cha nyekundu, huainishwa kwa hatua za 3nm. Msimbo wa makundi ni 5 (618-621 nm), 6 (621-624 nm), 7 (624-627 nm), na 8 (627-630 nm). Uvumilivu kwa kila kundi ni ±1 nm. Udhibiti mkali huu ni muhimu kwa matumizi yanayohitaji pointi maalum za rangi.

4. Uchambuzi wa Mkunjo wa Utendaji

Data ya michoro inatoa ufahamu wa jinsi LED inavyofanya chini ya hali mbalimbali, ambayo ni muhimu kwa muundo thabiti wa mfumo.

4.1 Sifa ya Sasa dhidi ya Voltage (I-V)

Voltage ya mbele ina uhusiano wa logariti na mkondo wa mbele. Katika mikondo ya chini, voltage iko karibu na uwezo wa ndani wa diode. Kadri mkondo unavyoongezeka, voltage huongezeka kwa sababu ya upinzani wa mfululizo wa nyenzo za semiconductor na viunganisho. Wabunifu lazima watumie mkunjo huu kuchagua vipinga vya kudhibiti mkondo au saketi za kuendesha ili kuhakikisha LED inafanya kazi kwa mwangaza unaotakiwa bila kuzidi viwango vyake vya juu.

4.2 Luminous Intensity vs. Forward Current

Kwa ujumla, ukali wa mwanga ni sawia na mkondo wa mbele katika safu ya kawaida ya uendeshaji. Hata hivyo, ufanisi unaweza kupungua kwa mikondo ya juu sana kwa sababu ya ongezeko la joto na michakato mingine ya muunganisho isiyo na mnururisho. Kuendesha LED kwa kiwango kikubwa zaidi ya mkondo uliopendekezwa kutapunguza umri wake wa huduma.

4.3 Temperature Dependence

Utendaji wa LED unategemea sana joto. Kadiri halijoto ya makutano inavyopanda, voltage ya mbele kwa kawaida hupungua kidogo kwa mkondo fulani. Muhimu zaidi, pato la mwangaza hupungua. Upeo wa mawimbi unaodhibiti pia unaweza kubadilika kidogo na joto. Kwa hivyo, kupoza joto kwa ufanisi ni muhimu ili kudumisha utendaji thabiti wa macho, hasa katika matumizi ya nguvu kubwa au halijoto ya juu ya mazingira kama vile mazingira ya magari.

5. Taarifa za Mitambo na Ufungaji

5.1 Physical Dimensions and Polarity Identification

The LED conforms to a standard EIA package outline. All critical dimensions are provided in millimeters, with a general tolerance of ±0.2 mm unless otherwise specified. A key design note is that the anode lead frame also serves as the primary heat sink for the LED. Proper identification of the anode and cathode is crucial during PCB layout and assembly to ensure correct polarity connection.

5.2 Recommended PCB Pad Layout

Muundo wa ardhi unaopendekezwa (ukubwa wa mguu) wa PCB unatolewa ili kuhakikisha ununuzi wa salama na utendakazi bora wa joto. Muundo huu umeundwa kwa ushirikiano na michakato ya kuuza tena ya infrared. Kufuata muundo huu unaopendekezwa husaidia kufikia filleti sahihi za solder, kuhakikisha utulivu wa mitambo, na kuongeza uhamisho wa joto kutoka kwa pedi ya joto ya LED (anodi) hadi PCB.

6. Miongozo ya Uchomaji na Usanikishaji

6.1 Profaili ya Uchomaji wa Reflow

Profaili ya kina ya uuzaji wa reflow wa infrared imebainishwa kwa michakato isiyo na risasi, kulingana na kiwango cha J-STD-020. Profaili hiyo inajumuisha hatua za joto la awali, kuchovya kwa joto, reflow, na kupoa. Kigezo muhimu ni joto la kilele cha mwili wa kifurushi kisizozidi 260°C, kudumishwa kwa upeo wa sekunde 10. Kufuata profaili hii ni muhimu ili kuzuia uharibifu wa joto kwa lenzi ya epoksi ya LED na muundo wa ndani wa semiconductor.

6.2 Storage and Handling Precautions

Bidhaa imeainishwa kama Kiwango cha Unyeti wa Unyevu (MSL) 2a kulingana na JEDEC J-STD-020. Wakati iko kwenye mfuko wake asili, uliofungwa na kizuizi cha unyevu na dawa ya kukausha, inapaswa kuhifadhiwa kwa ≤30°C na ≤70% RH na kutumiwa ndani ya mwaka mmoja. Mara tu mfuko unapofunguliwa, vipengele vinapaswa kuhifadhiwa kwa ≤30°C na ≤60% RH. Inashauriwa kukamilisha mchakato wa kufyatua kwa IR ndani ya wiki 4 tufunguo la mfuko. Kwa uhifadhi zaidi ya wiki 4 nje ya ufungashaji asili, vipengele vinapaswa kuhifadhiwa kwenye chombo kilichofungwa na dawa ya kukausha au kuokwa kwa takriban 60°C kwa angalau saa 48 kabla ya kuuza ili kuondoa unyevu uliokithiri na kuzuia "popcorning" wakati wa kufyatua.

6.3 Usafu

Ikiwa usafishaji baada ya kuuza umetengenezwa ni muhimu, vimumunyisho vilivyobainishwa tu ndivyo vinapaswa kutumika. Kuzamisha LED katika pombe ya ethili au pombe ya isopropili kwenye joto la kawaida kwa chini ya dakika moja inakubalika. Matumizi ya vimumunyisho visivyobainishwa au vikali vinaweza kuharisha kifurushi cha plastiki cha LED na lenzi ya macho.

7. Ufungaji na Taarifa za Kuagiza

7.1 Tape and Reel Specifications

LED zinazotolewa kwenye mkanda wa kubeba uliochorwa na upana wa mm 8. Mkanda umewindwa kwenye reel ya kawaida ya kipenyo cha inchi 7 (178mm). Kila reel ina vipande 2000. Ufungaji unalingana na vipimo vya ANSI/EIA-481. Vipimo vya kina vya mifuko ya mkanda, mkanda wa kifuniko, na reel hutolewa ili kuhakikisha utangamano na vifaa vya usanikishaji vya otomatiki.

8. Application Notes and Design Considerations

8.1 Mazingira ya Kawaida ya Matumizi

Utumizi mkuu uliolengwa ni kwa ajili ya kazi za vifaa vya ziada vya magari. Hii inaweza kujumuisha taa za mazingira ya ndani, taa za kiashiria za dashibodi, mwanga wa kioo cha kati, au taa za alama za nje ambapo utoaji wa mwanga nyekundu uliosambaa na pembe pana unahitajika. Udhibitisho wake wa AEC-Q101 unaufanya ufawe kwa mazingira magumu (joto, unyevu, mtikisiko) yanayopatikana kwenye magari.

8.2 Critical Design Considerations

Kizuizi cha Sasa: LED ni kifaa kinachotumia mkondo. Upinzani wa mfululizo au mzunguko wa kiendeshi cha mkondo thabiti ni lazima ili kuzuia mkondo wa mbele kwa thamani salama, kwa kawaida kwa au chini ya safu ya 50-70 mA inayopendekezwa, kwa kuzingatia tofauti za usambazaji wa nguvu.
Usimamizi wa Joto: Kiwango cha juu cha joto cha makutano haipaswi kuzidi. Unda mpangilio wa PCB ili kutoa njia ya kutosha ya joto kutoka kwa pedi ya anode. Kwa matumizi ya mkondo mkubwa au joto la mazingira ya juu, fikiria kutumia eneo kubwa la shaba kwenye PCB au vias za ziada za joto ili kutawanya joto.
Ulinzi wa ESD: Ingawa haijaonyeshwa wazi kwa kifaa hiki, LED za AlInGaP zinaweza kuwa nyeti kwa umeme wa tuli (ESD). Inapendekezwa kutumia tahadhari za kawaida za usindikaji wa ESD wakati wa usanikishaji.
Usanifu wa Kioo: Pembe ya kuona ya 120° na lenzi iliyotawanyika hutoa mwanga mpana na laini. Kwa matumizi yanayohitaji boriti iliyolenga zaidi, optics za sekondari (k.m., lenzi, viongozi vya mwanga) zitahitajika.

9. Technical Comparison and Differentiation

LED hii nyekundu yenye msingi wa AlInGaP inatoa faida maalum. Ikilinganishwa na teknolojia za zamani kama Gallium Arsenide Phosphide (GaAsP), AlInGaP hutoa ufanisi mkubwa wa mwanga, na kusababisha mwangaza zaidi kwa mkondo sawa wa pembejeo. Lensi iliyotawanyika huunda muundo sare na mpana wa utoaji wa mwanga unaofaa kwa mwanga wa eneo badala ya taa iliyolengwa. Udhibiti wa AEC-Q101 na ukadiriaji wa MSL 2a ni viashiria muhimu vya tofauti kwa matumizi ya magari na mengine yanayohitaji usahihi, yanayoonyesha majaribio ya kuaminika yaliyoboreshwa na upinzani wa unyevu ikilinganishwa na LED za kiwango cha kibiashara.

10. Maswali Yanayoulizwa Mara Kwa Mara (Kulingana na Vigezo vya Kiufundi)

Q: Je, naweza kuendesha LED hii moja kwa moja kutoka kwa usambazaji wa 5V au 12V?
A: Hapana. Lazima utumie utaratibu wa kuzuia mkondo. Kwa usambazaji wa 5V, kizuizi cha mfululizo hutumiwa kwa kawaida (R = (Vsupply - Vf) / If). Kwa usambazaji wa 12V, kizuizi kingetoa joto kupita kiasi; kichocheo cha mkondo thabiti au kirekebishaji cha kubadili-badili kinabishwa.

Q: Je, ni tofauti gani kati ya urefu wa wimbi la kilele na urefu wa wimbi kuu?
A: Urefu wa wimbi la kilele (λP) ni urefu wa wimbi ambao usambazaji wa nguvu ya wigo uko kiwango cha juu zaidi (632 nm). Urefu wa wimbi kuu (λd) ni urefu wa wimbi mmoja wa mwanga wa monochromatic ambao unalingana na rangi inayoonekana ya LED (618-630 nm). λd inahusiana zaidi na uainishaji wa rangi.

Q: Kwa nini upinzani wa joto ni muhimu?
A: Inapima jinsi joto linavyoweza kutoka kwenye makutano ya LED kwa ufanisi. Upinzani wa chini wa joto unamaanisha utoaji bora wa joto, ambao unakuwezesha kuendesha LED kwa mikondo ya juu zaidi au katika mazingira yenye joto zaidi huku ukidumisha halijoto ya makutano ndani ya mipaka salama, na hivyo kuhakikisha uimara wa muda mrefu na utoaji thabiti wa mwanga.

Q: Karatasi ya data inataja mtihani wa voltage ya nyuma. Je, naweza kutumia LED hii katika mzunguko wa AC au na ulinzi wa polarity ya nyuma?
A: Kipimo cha voltage ya nyuma cha 12V ni kwa madhumuni ya mtihani tu. Kifaa hakikusudiwa kwa uendeshaji endelevu wa bias ya nyuma. Katika mzunguko wa AC au kwa ulinzi wa polarity, diode ya mfululizo ya nje lazima itumike kuzuia voltage ya nyuma kwenye LED.

11. Mfano wa Uundaji wa Kivitendo na Matumizi

Hali: Kubuni ya kiashiria cha hali nyekundu kwa moduli ya udhibiti ya magari. Moduli hiyo inafanya kazi kutoka kwa mfumo wa betri ya gari wa 12V (kwa kawaida 14V wakati wa kufanya kazi). Kiashiria kinahitaji kuonekana wazi mchana.
Hatua za Kubuni:
1. Current Selection: Choose an operating point of 50 mA for a good balance of brightness and longevity.
2. Uchaguzi wa Dereva: Kwa sababu ya voltage ya juu ya usambazaji, resistor rahisi ingepoteza zaidi ya 0.5W ya nguvu. Suluhisho bora ni IC ya dereva ya LED ya mkondo wa mara kwa mara ya aina ya low-dropout (LDO) iliyowekwa kwa 50 mA.
3. Ubunifu wa Joto: Moduli inaweza kuwekwa kwenye eneo la injini. Kadiria joto la juu la mazingira (mfano, 85°C). Hesabu kupanda kwa joto la makutano unaotarajiwa: ΔTj = Pd * RθJA = (VF * IF) * RθJA. Kwa kutumia VF=2.2V na RθJA=280°C/W kwa kawaida, Pd=0.11W, kwa hivyo ΔTj ≈ 31°C. Tj = Ta + ΔTj = 85°C + 31°C = 116°C, ambayo ni chini ya kiwango cha juu cha 125°C. Hii inakubalika lakini iko kwenye ukingo. Ili kuboresha uaminifu, ongeza eneo la shaba kwenye pedi ya PCB iliyounganishwa na anodi ili kupunguza RθJA halisi.
4. Uchaguzi wa Bin: Ili kufikia muonekano thabiti katika vitengo vingi vya dashibodi, taja mabini mabana kwa urefu wa wimbi kuu (mfano, Bin 7) na ukubwa wa mwanga (mfano, Bin X2 au Y1).

12. Utangulizi wa Kanuni ya Uendeshaji

Diodi za Kutoa Mwanga ni vifaa vya makutano ya nusu-za-p na nusu-za-n. Unapotumia voltage ya mbele, elektroni kutoka eneo la aina-n na mashimo kutoka eneo la aina-p huingizwa kwenye makutano. Vibeba malipo hivi huchanganyika tena katika eneo lenye shughuli la nusu-za. Katika nusu-za yenye pengo la wazi la moja kwa moja kama AlInGaP, sehemu kubwa ya tukio hili la kuchanganyika tena hutoa nishati kwa njia ya fotoni (mwanga). Urefu maalum wa wimbi (rangi) wa mwanga unaotolewa huamuliwa na nishati ya pengo la wazi la nyenzo ya nusu-za. Aloi za AlInGaP zimeundwa kutoa mwanga katika sehemu nyekundu, ya machungwa na ya manjano ya wigo unaoonekana. Lensi iliyotawanyika imetengenezwa kwa nyenzo ya epoksi au silikoni ambayo ina chembe zinazotawanyisha. Chembe hizi zinaelekeza upya kwa nasibu mwanga unaotolewa kutoka kwa chipu ya nusu-za, na kupanua pembe ya boriti na kuunda muonekano wa sare zaidi na laini zaidi kwa kuondoa "kituo cha moto" chenye mwanga mkali cha kawaida cha LED yenye lensi wazi.

13. Technology Trends and Developments

The field of LED technology is continuously evolving. For indicator and signaling applications like this component, trends focus on several key areas. Increased Efficiency: Utafiti unaoendelea wa sayansi ya nyenzo unalenga kuboresha ufanisi wa ndani wa quantum (IQE) wa AlInGaP na nyenzo nyingine za semiconductor, na kutoa mwanga mkubwa zaidi kwa kila kitengo cha nguvu ya umeme (lm/W). Uimarishaji wa Kuegemea: Mahitaji kutoka kwa masoko ya magari na viwanda yanachochea uboreshaji wa nyenzo za kifurushi (k.m.v., silikoni za joto la juu) na teknolojia za kuunganisha die ili kustahimili halijoto ya juu zaidi ya makutano na mzunguko mkali zaidi wa joto. Miniaturization: Kuna kusukumo la kila wakati kwa ukubwa mdogo wa kifurushi huku ukidumisha au kuongeza nguvu ya mwanga, na kuwezesha ushirikiano mnene katika vifaa vya kisasa vya elektroniki. Color Consistency and Binning: Uboreshaji katika ukuaji wa epitaxial na udhibiti wa mchakato wa utengenezaji huruhusu usambazaji mkali zaidi wa urefu wa mawimbi na nguvu ya mwanga, na hivyo kupunguza hitaji la kugawanya kwa wingi na kurahisisha usimamizi wa hesabu kwa watengenezaji. Suluhisho Zilizounganishwa: Mwelekeo unaokua ni uunganishaji wa kifaa cha LED na viendeshaji vya IC, vipengele vya ulinzi (kama vile diodes za ESD), na hata mantiki ya udhibiti katika moduli moja ya pakiti yenye akili.