Dokumen Teknikal LED SMD Biru 19-213/BHC-AP1Q2/3T - Warna Biru - Arus Hadapan 20mA - Penyerakan Kuasa 75mW

1. Gambaran Keseluruhan Produk

19-213/BHC-AP1Q2/3T ialah LED peranti permukaan terpasang (SMD) yang direka untuk aplikasi elektronik moden yang memerlukan sumber cahaya padat, cekap dan boleh dipercayai. Komponen ini adalah jenis satu warna, khususnya memancarkan cahaya biru, dan dibina menggunakan bahan bebas plumbum, memastikan pematuhan dengan piawaian alam sekitar dan keselamatan kontemporari seperti RoHS, EU REACH, dan keperluan bebas halogen (Br<900 ppm, Cl<900 ppm, Br+Cl<1500 ppm).

Kelebihan utama LED SMD ini terletak pada saiznya yang amat kecil, jauh lebih kecil berbanding LED jenis bingkai plumbum tradisional. Pengurangan saiz ini membolehkan pereka mencapai susun atur papan litar bercetak (PCB) yang lebih kecil, ketumpatan pek komponen yang lebih tinggi, keperluan ruang penyimpanan yang berkurangan, dan akhirnya, pembangunan peralatan pengguna akhir yang lebih padat. Tambahan pula, pembinaan ringannya menjadikannya pilihan ideal untuk aplikasi di mana meminimumkan berat adalah faktor kritikal.

Peranti ini dibekalkan dalam pita 8mm piawaian industri pada gegelung berdiameter 7 inci, memastikan keserasian dengan peralatan pemilih dan letak automatik berkelajuan tinggi yang biasa digunakan dalam pembuatan pukal. Ia juga direka untuk serasi dengan proses pateri alir semula inframerah (IR) dan fasa wap piawai, memudahkan integrasi ke dalam barisan pemasangan automatik.

2. Penerangan Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Penarafan Mutlak Maksimum

Penarafan mutlak maksimum menentukan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Nilai-nilai ini ditentukan pada suhu ambien (Ta) 25°C dan tidak boleh dilampaui di bawah sebarang keadaan operasi.

• Voltan Songsang (VR):5 V. LED ini tidak direka untuk operasi songsang; melebihi voltan ini boleh menyebabkan kegagalan serta-merta.
• Arus Hadapan (IF):20 mA. Ini adalah arus operasi berterusan yang disyorkan.
• Arus Hadapan Puncak (IFP):40 mA. Ini dibenarkan hanya di bawah keadaan berdenyut dengan kitar tugas 1/10 pada 1 kHz.
• Penyerakan Kuasa (Pd):75 mW. Ini adalah kuasa maksimum yang boleh diserakkan oleh pakej tanpa melebihi had termanya.
• Nyahcas Elektrostatik (ESD) Model Badan Manusia (HBM):150 V. Prosedur pengendalian ESD yang betul adalah penting untuk mencegah kerosakan laten.
• Suhu Operasi (Topr):-40°C hingga +85°C. Peranti ini dinilai untuk beroperasi dalam julat suhu luas ini.
• Suhu Penyimpanan (Tstg):-40°C hingga +90°C.
• Suhu Pateri (Tsol):Untuk pateri alir semula, suhu puncak 260°C untuk maksimum 10 saat ditentukan. Untuk pateri tangan, suhu hujung besi pateri tidak boleh melebihi 350°C untuk maksimum 3 saat setiap terminal.

2.2 Ciri-ciri Elektro-Optik

Ciri-ciri elektro-optik diukur pada Ta=25°C dan IF 20 mA, mewakili prestasi tipikal peranti di bawah keadaan operasi piawai.

• Keamatan Pencahayaan (Iv):Nilai tipikal tidak ditentukan sebagai nombor tunggal; sebaliknya, peranti ini dibin. Julatnya merangkumi dari minimum 45.0 mcd hingga maksimum 112.0 mcd. Sudut pandangan (2θ1/2) biasanya 120 darjah, memberikan corak pancaran lebar.
• Panjang Gelombang Puncak (λp):Biasanya 468 nm, menunjukkan panjang gelombang di mana pancaran spektrum paling kuat.
• Panjang Gelombang Dominan (λd):Julat dari 464.5 nm hingga 476.5 nm. Ini adalah panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia dan juga tertakluk kepada pembin.
• Lebar Jalur Sinaran Spektrum (Δλ):Biasanya 25 nm, menentukan lebar spektrum yang dipancarkan pada separuh keamatan maksimum (FWHM).
• Voltan Hadapan (VF):Julat dari 2.7 V hingga 3.7 V pada IF=20mA. Parameter ini mempunyai toleransi ±0.1V dan juga dibin.
• Arus Songsang (IR):Maksimum 50 μA apabila voltan songsang (VR) 5V dikenakan. Keadaan ujian ini adalah untuk pencirian sahaja.

Nota Penting:Toleransi ditentukan untuk parameter utama: Keamatan Pencahayaan (±11%), Panjang Gelombang Dominan (±1 nm), dan Voltan Hadapan (±0.1 V). Peranti ini secara eksplisit tidak direka untuk operasi songsang; penarafan VR hanya terpakai untuk ujian IR.

3. Penjelasan Sistem Pembin

Untuk memastikan warna dan kecerahan yang konsisten dalam pengeluaran, LED disusun ke dalam bin berdasarkan keamatan pencahayaan dan panjang gelombang dominan.

3.1 Pembin Keamatan Pencahayaan

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

• Bin P1:45.0 mcd (Min) hingga 57.0 mcd (Maks)
• Bin P2:57.0 mcd hingga 72.0 mcd
• Bin Q1:72.0 mcd hingga 90.0 mcd
• Bin Q2:90.0 mcd hingga 112.0 mcd

3.2 Pembin Panjang Gelombang Dominan

Bin panjang gelombang ditakrifkan oleh kod alfanumerik (A9, A10, A11, A12), setiap satu meliputi julat panjang gelombang dominan tertentu yang diukur dalam nanometer (nm) pada IF=20mA.

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

Pembin ini membolehkan pereka memilih komponen yang memenuhi keperluan ketepatan kecerahan dan konsistensi warna untuk aplikasi mereka.

4. Analisis Keluk Prestasi

Dokumen data menyediakan beberapa keluk ciri tipikal yang menggambarkan tingkah laku peranti di bawah pelbagai keadaan. Ini adalah penting untuk memahami prestasi dalam senario dunia sebenar.

• Keamatan Pencahayaan Relatif lwn. Suhu Ambien:Keluk ini menunjukkan bagaimana output cahaya berkurangan apabila suhu ambien meningkat melebihi 25°C. Ia adalah penting untuk reka bentuk pengurusan haba untuk mengekalkan tahap kecerahan yang dikehendaki.
• Keamatan Pencahayaan Relatif lwn. Arus Hadapan:Graf ini menggambarkan hubungan bukan linear antara arus pacuan dan output cahaya. Beroperasi melebihi 20mA yang disyorkan mungkin menghasilkan pulangan kecerahan yang berkurangan sambil meningkatkan haba dan tekanan pada peranti.
• Arus Hadapan lwn. Voltan Hadapan (Keluk IV):Keluk asas ini menunjukkan hubungan eksponen antara voltan dan arus dalam diod. Julat VF yang ditentukan (2.7V-3.7V pada 20mA) dibaca dari keluk ini.
• Keluk Penurunan Arus Hadapan:Keluk ini menentukan arus hadapan maksimum yang dibenarkan sebagai fungsi suhu ambien. Apabila suhu meningkat, arus selamat maksimum berkurangan untuk mencegah pemanasan berlebihan.
• Taburan Spektrum:Plot keamatan relatif lwn. panjang gelombang, berpusat di sekitar panjang gelombang puncak tipikal 468 nm dengan lebar jalur kira-kira 25 nm.
• Diagram Sinaran:Plot kutub yang menggambarkan taburan ruang keamatan cahaya, mengesahkan sudut pandangan tipikal 120 darjah.

5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

5.1 Dimensi Pakej

Dokumen data termasuk lukisan mekanikal terperinci pakej LED. Lukisan itu menentukan semua dimensi kritikal termasuk panjang, lebar, tinggi, saiz pad, dan kedudukannya. Melainkan dinyatakan sebaliknya, toleransi dimensi ialah ±0.1 mm. Maklumat ini adalah penting untuk reka bentuk tapak kaki PCB (corak tanah) untuk memastikan pateri dan penjajaran yang betul.

5.2 Dimensi Gegelung dan Pita

Produk ini dibekalkan dalam pembungkusan tahan lembapan. Dimensi pita pembawa ditentukan untuk memegang komponen dengan selamat. Setiap gegelung mengandungi 3000 keping. Lukisan terperinci gegelung (diameter 7 inci), pita pembawa, dan pita penutup disediakan, semua dengan toleransi piawai ±0.1 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Ini memastikan keserasian dengan peralatan pemasangan automatik.

5.3 Penjelasan Label

Label pembungkusan mengandungi maklumat kritikal untuk kebolehjejakan dan aplikasi yang betul:

• CPN:Nombor Produk Pelanggan.
• P/N:Nombor Produk (cth., 19-213/BHC-AP1Q2/3T).
• QTY:Kuantiti Pembungkusan.
• CAT:Pangkat Keamatan Pencahayaan (Kod bin untuk keamatan).
• HUE:Koordinat Kromatisiti & Pangkat Panjang Gelombang Dominan (Kod bin untuk panjang gelombang).
• REF:Pangkat Voltan Hadapan.
• LOT No:Nombor Lot Pembuatan untuk kebolehjejakan.

Beg kalis lembapan termasuk penyerap lembapan dan kad penunjuk kelembapan untuk melindungi komponen daripada penyerapan lembapan semasa penyimpanan dan pengangkutan.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

6.1 Penyimpanan dan Pengendalian

LED ini sensitif kepada lembapan. Beg kalis lembapan tidak boleh dibuka sehingga komponen sedia untuk digunakan. Selepas dibuka:

• LED harus disimpan pada ≤30°C dan ≤60% Kelembapan Relatif.
• Ia mesti digunakan dalam masa 168 jam (7 hari).
• LED yang tidak digunakan harus dimeterai semula dalam pakej kalis lembapan dengan penyerap lembapan baru.
• Jika masa penyimpanan dilampaui atau penyerap lembapan menunjukkan kelembapan tinggi, rawatan pembakaran pada 60 ±5°C selama 24 jam diperlukan sebelum dipateri.

6.2 Profil Pateri Alir Semula

Profil suhu pateri alir semula bebas plumbum ditentukan:

• Pra-pemanasan:150-200°C selama 60-120 saat.
• Masa Melebihi Likuidus (217°C):60-150 saat.
• Suhu Puncak:Maksimum 260°C.
• Masa di Puncak:Maksimum 10 saat.
• Kadar Pemanasan:Maksimum 6°C/saat sehingga 255°C, kemudian maksimum 3°C/saat ke puncak.

Langkah Berjaga-jaga Kritikal:Pateri alir semula tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali. Tiada tekanan harus dikenakan pada LED semasa pemanasan, dan PCB tidak boleh meleding selepas pateri.

6.3 Pateri Tangan dan Pembaikan

Jika pateri tangan tidak dapat dielakkan:

• Gunakan besi pateri dengan suhu hujung<350°C.
• Hadkan masa pateri kepada ≤3 saat setiap terminal.
• Gunakan besi dengan kuasa ≤25W.
• Benarkan selang minimum 2 saat antara pateri setiap terminal.

Pembaikan selepas pateri sangat tidak digalakkan. Jika benar-benar perlu, besi pateri berkepala dua harus digunakan untuk memanaskan kedua-dua terminal secara serentak dan mengelakkan tekanan mekanikal. Potensi untuk merosakkan ciri-ciri LED semasa pembaikan mesti dinilai terlebih dahulu.

7. Cadangan Aplikasi

7.1 Senario Aplikasi Biasa

Berdasarkan dokumen data, LED biru SMD ini sesuai untuk pelbagai aplikasi penunjuk dan lampu latar kuasa rendah hingga sederhana, termasuk:

• Lampu Latar:Untuk papan pemuka, suis, dan simbol dalam elektronik pengguna, bahagian dalam automotif (bukan kritikal), dan panel kawalan perindustrian.
• Peralatan Telekomunikasi:Penunjuk status dan lampu latar kekunci dalam telefon dan mesin faks.
• Lampu Latar LCD:Sebagai sumber lampu latar rata untuk paparan LCD monokrom atau berpetak kecil.
• Penunjuk Umum:Status kuasa, pemilihan mod, dan penunjuk antara muka pengguna lain dalam pelbagai peranti elektronik.

7.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Pembatasan Arus:Perintang pembatasan arus luaran adalahwajib. Voltan hadapan mempunyai julat (2.7V-3.7V), dan perubahan kecil dalam voltan bekalan boleh menyebabkan perubahan besar, berpotensi merosakkan, dalam arus hadapan disebabkan oleh ciri IV eksponen diod. Nilai perintang mesti dikira berdasarkan VF kes terburuk (minimum) untuk memastikan arus tidak pernah melebihi penarafan mutlak maksimum 20mA berterusan.
• Pengurusan Haba:Walaupun pakejnya kecil, penyerakan kuasa (75mW maks) dan keluk penurunan mesti dipertimbangkan, terutamanya dalam persekitaran suhu ambien tinggi atau ruang tertutup. Luas tembaga PCB yang mencukupi (pad pelepasan haba) boleh membantu menyerakkan haba.
• Perlindungan ESD:Penarafan ESD HBM 150V agak rendah. Laksanakan langkah perlindungan ESD pada PCB yang mengendalikan LED ini, dan sentiasa ikut protokol ESD yang betul semasa pemasangan dan pengendalian.

7.3 Sekatan Aplikasi

Dokumen data menyatakan dengan jelas bahawa produk initidak disyorkan untuk aplikasi kebolehpercayaan tinggiseperti sistem ketenteraan/aeroangkasa atau sistem keselamatan/sekuriti automotif (cth., lampu brek, penunjuk beg udara). Untuk aplikasi sedemikian, LED dengan kelayakan automotif (AEC-Q101) atau ketenteraan yang sepadan harus dipilih.

8. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S1: Mengapakah perintang pembatasan arus mutlak diperlukan?

J1: LED adalah peranti berpacuan arus. Voltan hadapan (VF) mereka mempunyai toleransi pengeluaran dan berbeza dengan suhu. Tanpa perintang siri, arus ditentukan semata-mata oleh voltan bekalan kuasa dan rintangan dinamik LED, yang sangat rendah. Peningkatan sedikit dalam voltan bekalan atau penurunan VF (disebabkan kenaikan suhu) boleh menyebabkan arus melonjak melebihi maksimum 20mA, membawa kepada pemanasan berlebihan dan kegagalan yang cepat. Perintang menyediakan arus yang stabil, boleh diramal, dan selamat.

S2: Bagaimanakah saya memilih bin yang betul untuk aplikasi saya?

J2: Pilihan bergantung pada keperluan anda untuk keseragaman kecerahan dan konsistensi warna. Jika berbilang LED digunakan bersebelahan (cth., dalam tatasusunan atau graf bar), memilih LED dari bin keamatan pencahayaan (CAT) dan bin panjang gelombang dominan (HUE) yang sama adalah kritikal untuk mengelakkan perbezaan yang kelihatan dalam kecerahan atau warna biru. Untuk aplikasi penunjuk tunggal yang kurang kritikal, bin yang lebih luas mungkin boleh diterima dan lebih menjimatkan kos.

S3: Bolehkah saya memacu LED ini dengan arus berdenyut lebih tinggi daripada 20mA untuk menjadikannya lebih terang?

J3: Ya, tetapi hanya dalam had yang ketat. Dokumen data menentukan Arus Hadapan Puncak (IFP) 40mA pada kitar tugas 1/10 dan frekuensi 1kHz. Pemberdenyutan boleh mencapai kecerahan yang dirasakan lebih tinggi. Walau bagaimanapun, anda mesti memastikan arus purata dari masa ke masa tidak melebihi penarafan berterusan, dan suhu simpang tidak melebihi hadnya. Keluk penurunan dan penarafan penyerakan kuasa masih mesti dihormati.

S4: Apakah yang berlaku jika saya melebihi jangka hayat lantai 7 hari selepas membuka beg kalis lembapan?

J4: Pakej SMD plastik boleh menyerap lembapan dari udara. Semasa pateri alir semula, lembapan yang terperangkap ini cepat bertukar menjadi wap, yang boleh menyebabkan pengelupasan dalaman, keretakan pakej, atau kegagalan sambungan pateri ("popcorning"). Jika jangka hayat lantai dilampaui, komponen mesti dibakar (60°C selama 24 jam) untuk mengeluarkan lembapan sebelum ia boleh dipateri dengan selamat.

9. Pengenalan Prinsip Kerja

LED ini berdasarkan struktur diod semikonduktor yang dibuat dari bahan Indium Gallium Nitride (InGaN), seperti yang ditunjukkan dalam Panduan Pemilihan Peranti. Apabila voltan hadapan melebihi ambang hidup diod (kira-kira 2.7-3.7V) dikenakan, elektron dan lubang disuntik ke dalam kawasan aktif semikonduktor. Pembawa cas ini bergabung semula, membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi khusus aloi InGaN menentukan tenaga jurang jalur semikonduktor, yang secara langsung menentukan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan. Dalam kes ini, aloi direka untuk menghasilkan foton dalam kawasan biru spektrum cahaya nampak, dengan panjang gelombang puncak sekitar 468 nm. Enkapsulan resin jernih air melindungi cip semikonduktor dan bertindak sebagai kanta, membentuk cahaya yang dipancarkan menjadi sudut pandangan lebar 120 darjah.

10. Trend Teknologi

19-213/BHC-AP1Q2/3T mewakili teknologi LED SMD yang matang. Trend umum dalam industri LED yang mengkontekstualisasikan komponen ini termasuk dorongan berterusan untukkecekapan meningkat(lebih lumen per watt), yang membolehkan sama ada output lebih terang pada arus yang sama atau kecerahan yang sama dengan penggunaan kuasa lebih rendah dan kurang haba. Terdapat juga trend ke arahkonsistensi warna lebih tinggi dan pembin lebih ketatuntuk memenuhi permintaan aplikasi paparan dan pencahayaan. Tambahan pula,peminiaturanberterusan, dengan tapak kaki pakej yang lebih kecil (cth., 0402, 0201 metrik) menjadi biasa untuk aplikasi terhad ruang. Akhirnya,kebolehpercayaan dan ketahanan dipertingkatkan, termasuk penarafan ESD lebih tinggi dan ketahanan lembapan yang diperbaiki, adalah bidang pembangunan utama untuk mengembangkan penggunaan LED ke persekitaran yang lebih mencabar seperti pencahayaan automotif.