Spesifikasi Teknikal SMD LED 17-21/BHC-AP1Q2/3T - Biru - 2.0x1.25x0.8mm - 3.3V - 75mW

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk SMD LED biru padat yang direka untuk aplikasi elektronik moden. Peranti ini menggunakan cip semikonduktor InGaN (Indium Gallium Nitride) untuk menghasilkan cahaya biru dengan panjang gelombang dominan tipikal 468 nm. Kelebihan utamanya berasal daripada pakej SMD (Surface Mount Device) miniaturnya, yang membolehkan pengurangan ketara dalam ruang PCB (Papan Litar Bercetak), membolehkan ketumpatan komponen yang lebih tinggi, dan menyumbang kepada peminikaturan peralatan keseluruhan. Sifat pakej yang ringan ini menjadikannya sesuai untuk aplikasi mudah alih dan terhad ruang.

1.1 Ciri Teras dan Pematuhan

LED ini dibekalkan pada pita 8mm yang dililit pada gegelung berdiameter 7 inci, menjadikannya serasi sepenuhnya dengan peralatan pemasangan pick-and-place automatik. Ia direka untuk digunakan dengan proses pematerian reflow inframerah dan fasa wap standard. Peranti ini adalah jenis satu warna (biru). Dari perspektif pematuhan bahan dan alam sekitar, ia bebas plumbum (Pb-free), mematuhi arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya), mematuhi peraturan EU REACH, dan memenuhi piawaian bebas halogen dengan had Bromin (Br) < 900 ppm, Klorin (Cl) < 900 ppm, dan jumlahnya (Br+Cl) < 1500 ppm.

1.2 Aplikasi Sasaran

Aplikasi tipikal untuk LED ini termasuk lampu latar untuk panel instrumen, suis, dan simbol. Dalam telekomunikasi, ia berfungsi sebagai penunjuk atau lampu latar dalam peranti seperti telefon dan mesin faks. Ia juga sesuai sebagai sumber lampu latar rata untuk LCD dan untuk kegunaan penunjuk am di mana sumber cahaya biru padat yang boleh dipercayai diperlukan.

2. Penerangan Mendalam Spesifikasi Teknikal

2.1 Rating Maksimum Mutlak

Rating ini menentukan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Ia tidak bertujuan untuk operasi berterusan. Rating maksimum mutlak dinyatakan pada suhu ambien (Ta) 25°C.

• Voltan Songsang (VR):5 V. Melebihi voltan ini dalam bias songsang boleh menyebabkan kerosakan simpang.
• Arus Hadapan Berterusan (IF):20 mA.
• Arus Hadapan Puncak (IFP):40 mA, dibenarkan hanya di bawah keadaan berdenyut dengan kitar tugas 1/10 pada 1 kHz.
• Pelesapan Kuasa (Pd):75 mW. Ini adalah jumlah maksimum kuasa yang boleh dipancarkan peranti sebagai haba.
• Nyahcas Elektrostatik (ESD) Model Badan Manusia (HBM):150 V. Prosedur pengendalian ESD yang betul mesti diikuti.
• Julat Suhu Operasi (Topr):-40°C hingga +85°C.
• Julat Suhu Penyimpanan (Tstg):-40°C hingga +90°C.
• Suhu Pematerian (Tsol):Untuk pematerian reflow, suhu puncak 260°C untuk maksimum 10 saat ditetapkan. Untuk pematerian tangan, suhu hujung besi pemateri tidak boleh melebihi 350°C untuk maksimum 3 saat setiap terminal.

2.2 Ciri Elektro-Optik

Parameter ini menentukan prestasi peranti di bawah keadaan operasi biasa, biasanya diukur pada Ta=25°C dan arus hadapan (IF) 20 mA, melainkan dinyatakan sebaliknya.

• Keamatan Bercahaya (Iv):Julat dari minimum 45.0 mcd hingga maksimum 112.0 mcd. Nilai tipikal tidak dinyatakan dalam jadual, berada dalam julat bergantung bin ini.
• Sudut Pandangan (2θ1/2):Sudut separuh keamatan adalah tipikal 140 darjah, menunjukkan kon pandangan yang luas.
• Panjang Gelombang Puncak (λp):Biasanya 468 nm. Ini adalah panjang gelombang di mana taburan kuasa spektrum adalah maksimum.
• Panjang Gelombang Dominan (λd):Julat dari 464.5 nm hingga 476.5 nm. Ini adalah panjang gelombang warna yang dilihat.
• Lebar Jalur Spektrum (Δλ):Biasanya 25 nm, diukur pada separuh keamatan maksimum (FWHM).
• Voltan Hadapan (VF):Julat dari 2.7 V (min) hingga 3.7 V (max), dengan nilai tipikal 3.3 V pada IF=20mA.
• Arus Songsang (IR):Maksimum 50 µA apabila voltan songsang (VR) 5V dikenakan. Peranti ini tidak direka untuk beroperasi dalam bias songsang.

Nota Penting:Toleransi dinyatakan sebagai ±11% untuk keamatan bercahaya, ±1 nm untuk panjang gelombang dominan, dan ±0.1V untuk voltan hadapan. Rating voltan songsang hanya terpakai pada keadaan ujian IR.

3. Penjelasan Sistem Binning

Untuk memastikan konsistensi dalam pengeluaran, LED disusun ke dalam bin berdasarkan parameter prestasi utama. Ini membolehkan pereka memilih bahagian yang memenuhi keperluan kecerahan dan warna tertentu.

3.1 Binning Keamatan Bercahaya

Bin ditakrifkan oleh kod P1, P2, Q1, dan Q2, setiap satu meliputi julat keamatan bercahaya tertentu yang diukur dalam millicandelas (mcd) pada IF=20mA.

• P1:45.0 – 57.0 mcd
• P2:57.0 – 72.0 mcd
• Q1:72.0 – 90.0 mcd
• Q2:90.0 – 112.0 mcd

3.2 Binning Panjang Gelombang Dominan

Bin panjang gelombang ditakrifkan oleh kod A9 hingga A12, setiap satu meliputi julat 3 nm, memastikan kawalan warna yang ketat.

• A9:464.5 – 467.5 nm
• A10:467.5 – 470.5 nm
• A11:470.5 – 473.5 nm
• A12:473.5 – 476.5 nm

4. Analisis Lengkung Prestasi

Spesifikasi ini menyediakan beberapa lengkung ciri yang penting untuk reka bentuk litar dan pengurusan haba.

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

Lengkung ini menunjukkan hubungan tak linear antara arus yang mengalir melalui LED dan voltan merentasinya. Voltan hadapan (VF) meningkat dengan arus. Pereka menggunakan lengkung ini untuk menentukan nilai perintang had arus yang diperlukan untuk voltan bekalan tertentu untuk mencapai arus operasi yang dikehendaki (contohnya, 20 mA). VF tipikal 3.3V adalah parameter reka bentuk utama.

4.2 Keamatan Bercahaya Relatif vs. Arus Hadapan

Graf ini menggambarkan bagaimana output cahaya berskala dengan arus pemacu. Walaupun peningkatan arus meningkatkan kecerahan, ia tidak linear dan dihadkan oleh rating arus maksimum dan kesan haba. Beroperasi melebihi rating maksimum mutlak akan mengurangkan jangka hayat dan boleh menyebabkan kegagalan.

4.3 Keamatan Bercahaya Relatif vs. Suhu Ambien

Output cahaya LED bergantung pada suhu. Lengkung ini biasanya menunjukkan bahawa keamatan bercahaya berkurangan apabila suhu simpang meningkat. Memahami penurunan rating ini adalah penting untuk aplikasi yang beroperasi pada suhu ambien tinggi untuk memastikan kecerahan yang mencukupi dikekalkan.

4.4 Lengkung Penurunan Rating Arus Hadapan

Ini adalah graf kritikal untuk kebolehpercayaan. Ia menunjukkan arus hadapan berterusan maksimum yang dibenarkan sebagai fungsi suhu ambien. Apabila suhu meningkat, arus selamat maksimum berkurangan untuk mengelakkan terlalu panas dan memastikan prestasi jangka panjang. Pereka mesti memastikan titik operasi mereka berada dalam kawasan penurunan rating ini.

4.5 Taburan Spektrum

Graf spektrum memplot kuasa sinaran relatif terhadap panjang gelombang. Ia mengesahkan pancaran warna biru dengan puncak sekitar 468 nm dan lebar jalur spektrum tipikal (Δλ) 25 nm, menunjukkan ketulenan warna.

4.6 Gambar Rajah Sinaran

Plot kutub ini menggambarkan taburan ruang keamatan cahaya, mengesahkan sudut pandangan luas 140 darjah. Keamatan dinormalisasi kepada nilai maksimumnya (biasanya pada 0 darjah, berserenjang dengan permukaan pemancar).

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

LED ini dibungkus dalam pakej permukaan-pasang padat. Dimensi utama (dalam mm, dengan toleransi tipikal ±0.1mm melainkan dinyatakan) termasuk panjang badan 2.0 mm, lebar 1.25 mm, dan ketinggian 0.8 mm. Spesifikasi ini menyediakan lukisan terperinci yang menunjukkan susun atur pad, jarak terminal, dan lokasi tanda pengenalan katod, yang penting untuk orientasi PCB yang betul semasa pemasangan.

5.2 Pengenalpastian Polarity

Polariti yang betul adalah wajib. Pakej ini mempunyai tanda katod yang berbeza. Menyambungkan peranti dalam bias songsang boleh merosakkannya, kerana voltan songsang maksimum hanya 5V.

6. Panduan Pematerian dan Pemasangan

6.1 Profil Pematerian Reflow

Profil suhu pematerian reflow bebas plumbum ditetapkan. Parameter utama termasuk: peringkat pemanasan awal antara 150°C dan 200°C selama 60-120 saat; masa di atas likuidus (217°C) 60-150 saat; suhu puncak tidak melebihi 260°C, dipegang untuk maksimum 10 saat; dan kadar peningkatan dan penyejukan terkawal (contohnya, 3°C/saat maks peningkatan, 6°C/saat maks penyejukan). Reflow tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali.

6.2 Langkah Berjaga-jaga Pematerian Tangan

Jika pematerian tangan diperlukan, penjagaan yang melampau diperlukan. Suhu hujung besi pemateri mestilah di bawah 350°C, dan masa sentuhan setiap terminal tidak boleh melebihi 3 saat. Besi pemateri berkuasa rendah (<25W) disyorkan. Selang penyejukan sekurang-kurangnya 2 saat harus dibenarkan antara pematerian setiap terminal untuk mengelakkan kejutan haba.

6.3 Penyimpanan dan Kepekaan Kelembapan

LED dibungkus dalam beg tahan lembap dengan penyerap lembap. Beg tidak boleh dibuka sehingga komponen sedia untuk digunakan. Selepas dibuka, LED yang tidak digunakan harus disimpan pada ≤ 30°C dan ≤ 60% Kelembapan Relatif. "Jangka hayat lantai" selepas dibuka adalah 168 jam (7 hari). Jika masa ini dilampaui atau penunjuk penyerap lembap telah berubah warna, rawatan pembakaran pada 60 ± 5°C selama 24 jam diperlukan sebelum digunakan untuk membuang kelembapan yang diserap dan mengelakkan "popcorning" semasa reflow.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Spesifikasi Gegelung dan Pita

Komponen dibekalkan dalam pita pembawa timbul pada gegelung berdiameter 7 inci. Lebar pita ialah 8 mm. Setiap gegelung mengandungi 3000 keping. Dimensi terperinci untuk gegelung, poket pita pembawa, dan pita penutup disediakan untuk memastikan keserasian dengan feeder automatik.

7.2 Penjelasan Label

Label pembungkusan termasuk beberapa kod: CPN (Nombor Produk Pelanggan), P/N (Nombor Produk), QTY (Kuantiti Pembungkusan), CAT (Kod Bin Keamatan Bercahaya), HUE (Kod Bin Kromatisiti/Panjang Gelombang Dominan), REF (Kedudukan Voltan Hadapan), dan LOT No (Nombor Lot untuk kebolehjejakan).

8. Nota Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

8.1 Had Arus Adalah Wajib

LED adalah peranti didorong arus. Perintang had arus bersiri adalah sangat penting dalam reka bentuk litar. Tanpanya, walaupun peningkatan kecil dalam voltan bekalan boleh menyebabkan peningkatan besar, berpotensi merosakkan, dalam arus hadapan disebabkan oleh ciri I-V eksponen diod.

8.2 Pengurusan Haba

Walaupun pakejnya kecil, pelesapan kuasa (sehingga 75 mW) dan pekali suhu negatif output cahaya mesti dipertimbangkan. Untuk prestasi dan jangka hayat optimum, pastikan kawasan kuprum PCB atau laluan haba yang mencukupi digunakan untuk meleraikan haba, terutamanya apabila beroperasi pada suhu ambien tinggi atau berhampiran arus maksimum.

8.3 Reka Bentuk Optik

Sudut pandangan luas 140 darjah menjadikan LED ini sesuai untuk aplikasi yang memerlukan pencahayaan luas atau kebolehlihatan dari pelbagai sudut. Untuk cahaya fokus, optik sekunder (kanta) akan diperlukan. Resin jernih air membolehkan pengekstrakan cahaya yang baik.

9. Perbandingan Teknikal dan Kedudukan

Berbanding dengan LED lubang melalui tradisional, jenis SMD ini menawarkan kelebihan ketara dalam kelajuan pemasangan (serasi dengan pick-and-place), penjimatan ruang papan, dan fleksibiliti reka bentuk. Dalam kategori SMD LED biru, pembeza utama adalah saiz pakej spesifiknya (2.0x1.25mm), voltan hadapan tipikal 3.3V, sudut pandangan luas, dan struktur binning yang ditakrifkan untuk konsistensi kecerahan dan warna. Teknologi cip InGaN menyediakan pancaran biru yang cekap.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Apakah nilai perintang yang patut saya gunakan dengan bekalan 5V?

J: Menggunakan Hukum Ohm (R = (Vsupply - Vf) / If) dan nilai tipikal: R = (5V - 3.3V) / 0.020A = 85 Ohm. Gunakan nilai piawai terdekat (contohnya, 82 atau 91 Ohm) dan pertimbangkan Vf min/maks untuk memastikan arus kekal dalam had.

S: Bolehkah saya memacu LED ini pada 30 mA untuk lebih kecerahan?

J: Tidak. Arus hadapan berterusan maksimum mutlak ialah 20 mA. Melebihi rating ini menjejaskan kebolehpercayaan dan boleh menyebabkan kegagalan segera atau pramatang. Gunakan lengkung penurunan rating jika beroperasi pada suhu tinggi.

S: LED itu sangat malap. Apa yang mungkin salah?

J> Pertama, periksa polarity. Kedua, sahkan arus hadapan menggunakan penurunan voltan merentasi perintang had arus. Ketiga, pastikan suhu ambien tidak terlalu tinggi, kerana output cahaya berkurangan dengan suhu.

S: Adakah saya perlu membakar LED sebelum pematerian?

J> Hanya jika beg kalis lembap telah dibuka selama lebih daripada 168 jam (7 hari) atau jika penunjuk penyerap lembap menunjukkan pendedahan lembap. Ikuti prosedur pembakaran yang ditetapkan (60°C selama 24 jam).

11. Kajian Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

Senario: Mereka bentuk panel penunjuk status dengan pelbagai LED biru.

Seorang pereka memerlukan 10 penunjuk biru seragam pada panel kawalan. Mereka akan:

1. Pilih LED dari bin keamatan bercahaya yang sama (contohnya, Q1) dan bin panjang gelombang dominan yang sama (contohnya, A10) untuk memastikan konsistensi visual.

2. Reka bentuk PCB dengan perintang had arus untuk setiap LED (dikira untuk Vf tipikal 3.3V) untuk mengelakkan perebutan arus.

3. Susun atur papan untuk menyediakan sedikit tuangan kuprum di sekitar pad LED untuk pelesapan haba kecil.

4. Nyatakan rumah pemasangan untuk menggunakan profil reflow bebas plumbum yang disediakan dan mengendalikan peranti sensitif lembap mengikut garis panduan (simpan dalam beg tertutup, gunakan dalam jangka hayat lantai).

Pendekatan ini memastikan operasi yang boleh dipercayai, penampilan konsisten, dan prestasi jangka panjang.

12. Prinsip Operasi

LED ini beroperasi berdasarkan prinsip elektroluminesens dalam simpang p-n semikonduktor. Kawasan aktif diperbuat daripada InGaN. Apabila voltan hadapan melebihi potensi terbina dalam simpang dikenakan, elektron dan lubang disuntik ke dalam kawasan aktif di mana mereka bergabung semula. Proses penggabungan semula ini membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Tenaga jurang jalur spesifik bahan InGaN menentukan panjang gelombang foton yang dipancarkan, yang dalam kes ini berada dalam kawasan biru spektrum boleh dilihat (~468 nm). Enkapsulan resin epoksi jernih air melindungi cip dan membantu membentuk pancaran output cahaya.

13. Trend Teknologi

LED biru berdasarkan teknologi InGaN mewakili teknologi matang dan asas dalam pencahayaan keadaan pepejal. Ia adalah komponen kritikal bukan sahaja untuk penunjuk biru tetapi juga sebagai sumber pam untuk menghasilkan cahaya putih dalam LED putih penukaran fosfor, yang mendominasi pasaran pencahayaan am. Pembangunan berterusan dalam bidang ini memberi tumpuan kepada peningkatan keberkesanan bercahaya (lebih banyak output cahaya per watt elektrik), penambahbaikan konsistensi dan kestabilan warna sepanjang hayat, peningkatan kebolehpercayaan di bawah operasi suhu tinggi dan arus tinggi, dan membolehkan saiz pakej yang lebih kecil untuk aplikasi ultra-miniatur. Dorongan untuk kecekapan yang lebih tinggi dan kos per lumen yang lebih rendah terus menjadi trend industri utama.