Spesifikasi Teknikal LED SMD 12-22/BHR6C-A01/2C - 1.2x2.2x1.1mm - Biru (2.7-3.1V) & Merah (1.7-2.2V) - 40-60mW - Dokumen Teknikal MS

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LED SMD 12-22 ialah peranti permukaan-pasang padat yang direka untuk aplikasi PCB berketumpatan tinggi. Ia boleh didapati dalam konfigurasi pelbagai warna, khususnya menggabungkan LED biru (cip BH) dan LED merah terang (cip R6) dalam satu pakej tunggal. Komponen ini jauh lebih kecil daripada LED jenis bingkai plumbum tradisional, membolehkan pengurangan saiz papan yang ketara, peningkatan ketumpatan peletakan, keperluan penyimpanan yang diminimumkan, dan akhirnya menyumbang kepada pembangunan peralatan pengguna akhir yang lebih kecil. Pembinaan ringannya menjadikannya sangat sesuai untuk aplikasi miniatur dan terhad ruang.

1.1 Kelebihan Teras

• Pengecilan:Tapak kecil (1.2mm x 2.2mm) membolehkan peletakan berketumpatan tinggi pada PCB.
• Keserasian:Dibungkus dalam pita 8mm pada gegelung diameter 7 inci, menjadikannya serasi sepenuhnya dengan peralatan penempatan automatik (pick-and-place) standard.
• Pembuatan Teguh:Serasi dengan kedua-dua proses pematerian reflow inframerah (IR) dan fasa wap.
• Pematuhan Alam Sekitar:Produk ini bebas plumbum, mematuhi piawaian RoHS, EU REACH, dan bebas halogen (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.2 Aplikasi Sasaran

• Automotif/Perindustrian:Pencahayaan belakang untuk panel instrumen, papan pemuka, dan suis.
• Telekomunikasi:Penunjuk status dan pencahayaan belakang kekunci dalam telefon dan mesin faks.
• Elektronik Pengguna:Pencahayaan belakang rata untuk LCD, pencahayaan suis, dan pencahayaan simbol.
• Kegunaan Am:Mana-mana aplikasi yang memerlukan lampu penunjuk padat yang boleh dipercayai.

2. Analisis Parameter Teknikal Mendalam

Bahagian berikut memberikan pecahan terperinci spesifikasi elektrik, optik, dan terma peranti. Semua parameter diukur pada suhu persekitaran (Ta) 25°C melainkan dinyatakan sebaliknya.

2.1 Rating Mutlak Maksimum

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

Parameter	Simbol	Kod	Rating	Unit
Voltan Songsang	VR	-	5	V
Arus Ke Hadapan	IF	BH	10	mA
		R6	25	mA
Arus Ke Hadapan Puncak (Duty 1/10 @1KHz)	IFP	BH	40	mA
		R6	50	mA
Pelesapan Kuasa	Pd	BH	40	mW
		R6	60	mW
Nyahcas Elektrostatik (HBM)	ESD	BH	150	V
		R6	2000	V
Suhu Operasi	Topr	-	-40 ~ +85	°C
Suhu Penyimpanan	Tstg	-	-40 ~ +90	°C
Suhu Pematerian	Tsol	Reflow	260°C selama 10 saat.	-
		Tangan	350°C selama 3 saat.	-

Pemerhatian Utama:Cip merah (R6) mempunyai keupayaan pengendalian arus dan kuasa yang lebih tinggi berbanding cip biru (BH). Perlu diingat, kepekaan ESD berbeza dengan ketara, dengan cip BH (biru) sangat sensitif (150V HBM), memerlukan perlindungan ESD yang ketat semasa pengendalian, manakala cip R6 (merah) lebih teguh (2000V HBM).

2.2 Ciri-ciri Elektro-Optik

Ini adalah parameter prestasi tipikal di bawah keadaan operasi biasa.

Parameter	Simbol	Kod	Min.	Typ.	Max.	Unit	Keadaan
Keamatan Pencahayaan	Iv	BH	18.0	26.0	-----	mcd	IF=5mA
		R6	22.5	30.0	-----	mcd	IF=5mA
Sudut Pandangan (2θ1/2)	-	-	-----	120	-----	deg	-
Panjang Gelombang Puncak	λp	BH	-----	468	-----	nm	-
		R6	-----	632	-----	nm	-
Panjang Gelombang Dominan	λd	BH	-----	470	-----	nm	-
		R6	-----	624	-----	nm	-
Lebar Jalur Spektrum (Δλ)	-	BH	-----	25	-----	nm	-
		R6	-----	20	-----	nm	-
Voltan Ke Hadapan	VF	BH	2.7	-----	3.1	V	-
		R6	1.7	-----	2.2	V	-
Arus Songsang	IR	BH	-----	-----	50	μA	VR=5V
		R6	-----	-----	10	μA	VR=5V

Nota:

1. Toleransi Keamatan Pencahayaan ialah ±11%.
2. Toleransi Voltan Ke Hadapan ialah ±0.05V.

Analisis:LED biru (BH) beroperasi pada voltan ke hadapan yang lebih tinggi (2.7-3.1V) tipikal untuk cip berasaskan InGaN, manakala LED merah (R6) mempunyai voltan ke hadapan yang lebih rendah (1.7-2.2V) ciri teknologi AlGaInP. Keamatan pencahayaan dinyatakan pada arus pacuan rendah 5mA, menunjukkan kecekapan tinggi. Sudut pandangan lebar 120 darjah memberikan corak pancaran luas yang sesuai untuk aplikasi penunjuk.

3. Analisis Lengkung Prestasi

Spesifikasi ini menyediakan lengkung ciri tipikal untuk kedua-dua cip BH (Biru) dan R6 (Merah), yang penting untuk memahami tingkah laku peranti di bawah pelbagai keadaan.

3.1 Keamatan Pencahayaan Relatif vs. Suhu Persekitaran

Lengkung menunjukkan bahawa output pencahayaan berkurangan apabila suhu persekitaran meningkat. Kesan pemadaman terma ini ialah sifat asas semikonduktor LED. Pereka bentuk mesti mengambil kira penurunan ini apabila beroperasi pada suhu persekitaran tinggi untuk memastikan output cahaya yang mencukupi.

3.2 Keamatan Pencahayaan Relatif vs. Arus Ke Hadapan

Plot ini menggambarkan hubungan sub-linear antara arus pacuan dan output cahaya. Meningkatkan arus menghasilkan pulangan berkurangan dalam kecerahan sambil menjana lebih banyak haba. Beroperasi berhampiran rating arus maksimum mutlak adalah tidak cekap dan mengurangkan jangka hayat peranti.

3.3 Lengkung Penurunan Arus Ke Hadapan

Graf kritikal ini mentakrifkan arus ke hadapan berterusan maksimum yang dibenarkan sebagai fungsi suhu persekitaran. Apabila suhu meningkat, arus maksimum yang dibenarkan mesti dikurangkan untuk mengelakkan melebihi had pelesapan kuasa peranti dan menyebabkan pelarian terma.

3.4 Voltan Ke Hadapan vs. Arus Ke Hadapan (Lengkung I-V)

Lengkung I-V menunjukkan hubungan eksponen tipikal diod. Voltan "lutut" ialah voltan ke hadapan anggaran (V_F). Cerun lengkung dalam kawasan pengaliran berkaitan dengan rintangan dinamik LED.

3.5 Gambar Rajah Sinaran

Plot kutub menggambarkan taburan ruang keamatan cahaya, mengesahkan sudut pandangan 120 darjah. Corak ini biasanya Lambertian atau hampir-Lambertian untuk jenis pakej LED ini.

3.6 Taburan Spektrum

Plot spektrum menunjukkan profil pancaran:

• BH (Biru):Panjang gelombang puncak ~468nm, panjang gelombang dominan ~470nm, dengan lebar jalur spektrum (FWHM) ~25nm.
• R6 (Merah):Panjang gelombang puncak ~632nm, panjang gelombang dominan ~624nm, dengan lebar jalur spektrum lebih sempit ~20nm.

Ciri-ciri ini menentukan ketulenan warna yang dirasakan LED.

4. Maklumat Mekanikal dan Pakej

4.1 Dimensi Pakej

LED SMD 12-22 mempunyai pakej segi empat tepat padat. Dimensi utama (dalam mm, toleransi ±0.1mm melainkan dinyatakan) termasuk:

• Panjang keseluruhan: 2.2 mm
• Lebar keseluruhan: 1.2 mm
• Ketinggian keseluruhan: 1.1 mm
• Dimensi dan jarak terminal mengikut lukisan terperinci.

Spesifikasi ini termasuk lukisan berdimensi terperinci yang menentukan semua panjang, lebar, ketinggian, dan kedudukan pad yang diperlukan untuk reka bentuk tapak kaki PCB.

4.2 Pengenalpastian Polarity

Komponen ini mempunyai penanda polarity, biasanya takuk atau titik pada pakej atau sudut potong pada poket pita pembawa, untuk menunjukkan katod. Orientasi yang betul adalah penting untuk operasi litar.

5. Garis Panduan Pematerian dan Pemasangan

Pengendalian yang betul adalah kritikal untuk kebolehpercayaan. Peranti ini sensitif kelembapan (MSL) dan memerlukan profil pematerian khusus.

5.1 Penyimpanan dan Kepekaan Kelembapan

• Sebelum Dibuka:Simpan pada ≤30°C dan ≤90% RH.
• Selepas Dibuka (Jangka Hayat Lantai):1 tahun pada ≤30°C dan ≤60% RH. Bahagian yang tidak digunakan mesti dimeterai semula dalam pembungkusan kalis lembap dengan bahan pengering.
• Pembakaran:Jika bahan pengering menunjukkan penyerapan lembapan atau masa penyimpanan terlampaui, bakar pada 60 ±5°C selama 24 jam sebelum digunakan.

5.2 Profil Pematerian Reflow (Bebas Plumbum)

Profil yang disyorkan adalah untuk pateri bebas plumbum (cth., SAC305):

• Pemanasan Awal:Kenaikan beransur-ansur untuk mengaktifkan fluks.
• Zon Rendaman:Untuk memanaskan papan dan komponen secara sekata.
• Reflow:Suhu puncak 260°C untuk maksimum 10 saat.
• Penyejukan:Penyejukan terkawal untuk mengurangkan tekanan terma.

Penting:Pematerian reflow tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali. Elakkan tekanan mekanikal pada LED semasa pemanasan dan jangan meledingkan PCB selepas pematerian.

5.3 Pematerian Tangan

Jika pematerian manual tidak dapat dielakkan:

• Gunakan besi pemateri dengan suhu hujung <350°C.
• Hadkan masa sentuhan kepada ≤3 saat setiap terminal.
• Gunakan besi dengan kuasa ≤25W.
• Benarkan ≥2 saat antara pematerian setiap terminal untuk mengelakkan terlalu panas.
• Pematerian tangan membawa risiko kerosakan yang lebih tinggi.

5.4 Kerja Baik Semula dan Pembaikan

Pembaikan selepas pematerian sangat tidak digalakkan. Jika benar-benar perlu:

• Gunakan besi pemateri berkepala dua khusus yang direka untuk penyingkiran SMD untuk memberikan haba serentak dan seimbang kepada kedua-dua terminal.
• Sentiasa sahkan bahawa proses pembaikan tidak menjejaskan ciri-ciri LED.

6. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

6.1 Pembungkusan Standard

LED dibekalkan dalam pembungkusan tahan lembap:

• Pita Pembawa:Pita lebar 8mm.
• Gegelung:Diameter 7 inci (178mm).
• Kuantiti:2000 keping setiap gegelung.
• Pembungkusan termasuk bahan pengering dan dimeterai dalam beg kalis lembap aluminium.

6.2 Penjelasan Label

Label gegelung mengandungi beberapa kod:

• CPN:Nombor Produk Pelanggan.
• P/N:Nombor Produk (cth., 12-22/BHR6C-A01/2C).
• QTY:Kuantiti Pembungkusan.
• CAT:Peringkat Keamatan Pencahayaan.
• HUE:Koordinat Kromatisiti & Peringkat Panjang Gelombang Dominan.
• REF:Peringkat Voltan Ke Hadapan.
• LOT No:Nombor Lot Pembuatan untuk kebolehjejakan.

7. Pertimbangan Reka Bentuk Aplikasi

7.1 Had Arus Adalah Wajib

LED ialah peranti pacuan arus.Perintang had arus luaran (atau pemacu arus malar) mutlak diperlukan untuk setiap cip (BH dan R6).Voltan ke hadapan (V_F) mempunyai toleransi dan pekali suhu negatif (berkurang apabila suhu meningkat). Menyambungkan LED terus ke sumber voltan, walaupun yang hampir dengan V nominalnya_F, boleh menyebabkan peningkatan voltan kecil untuk memacu lonjakan arus besar yang tidak terkawal, membawa kepada kegagalan serta-merta (terbakar). Nilai perintang dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (V_bekalan- V_F) / I_F.

7.2 Pengurusan Terma

Walaupun pakej kecil, pelesapan kuasa (40mW untuk BH, 60mW untuk R6) menjana haba. Untuk operasi jangka panjang yang boleh dipercayai:

• Patuhi lengkung penurunan arus ke hadapan pada suhu persekitaran tinggi.
• Pastikan kawasan kuprum PCB yang mencukupi (pad pelepasan terma) untuk mengalirkan haba dari sendi pateri LED.
• Elakkan meletakkan LED berhampiran komponen lain yang menjana haba.

7.3 Perlindungan ESD

Cip biru (BH) sangat sensitif ESD (150V HBM). Laksanakan langkah keselamatan ESD sepanjang proses pengeluaran:

• Gunakan stesen kerja dan gelang tangan berasaskan bumi semasa pengendalian dan pemasangan.
• Pertimbangkan untuk menambah diod penindasan voltan sementara (TVS) atau litar perlindungan lain pada PCB jika LED disambungkan ke antara muka luar yang terdedah kepada kejadian ESD.

8. Perbandingan dan Penentuan Kedudukan Teknikal

12-22/BHR6C-A01/2C menawarkan gabungan ciri khusus:

• berbanding LED SMD Lebih Besar (cth., 3528, 5050):Ia menyediakan tapak kaki yang jauh lebih kecil untuk reka bentuk ultra-padat tetapi dengan output cahaya maksimum dan pengendalian kuasa yang lebih rendah.
• berbanding LED 12-22 Warna Tunggal:Konfigurasi pelbagai warna (biru+merah) dalam satu pakej menjimatkan ruang papan berbanding menggunakan dua LED warna tunggal berasingan, memudahkan pemasangan dan inventori.
• berbanding LED Berplumbum:Ia menghapuskan keperluan untuk lubang tembus, membolehkan pemasangan automatik, dan mengurangkan saiz dan berat produk keseluruhan.

Kelebihan utamanya ialah membolehkan pengecilan dalam aplikasi penunjuk dan pencahayaan belakang yang sensitif kos dan terhad ruang.

9. Soalan Lazim (FAQ)

9.1 Bolehkah saya menghidupkan cip biru dan merah secara serentak dari sumber kuasa yang sama?

Tidak secara langsung dalam konfigurasi siri atau selari mudah kerana voltan ke hadapan (V_F) mereka yang berbeza. Cip biru memerlukan ~3V, manakala cip merah memerlukan ~2V. Jika disambung secara selari ke sumber 3V, cip merah akan mengalami arus berlebihan. Jika disambung secara siri, sumber 5V+ akan diperlukan, dan padanan arus akan lemah. Pendekatan yang disyorkan ialah menggunakan perintang had arus berasingan untuk setiap cip, walaupun mereka berkongsi rel voltan biasa, atau menghidupkannya secara berasingan.

9.2 Mengapakah rating ESD begitu berbeza antara cip biru dan merah?

Ini disebabkan oleh perbezaan asas dalam teknologi bahan semikonduktor. LED biru menggunakan struktur InGaN (Indium Gallium Nitride) yang ditumbuhkan pada substrat seperti nilam atau silikon karbida, yang boleh lebih terdedah kepada kerosakan nyahcas elektrostatik pada tahap persimpangan mikroskopik. LED merah menggunakan struktur AlGaInP (Aluminum Gallium Indium Phosphide), yang secara semula jadi lebih teguh terhadap ESD. Ini memerlukan penjagaan tambahan semasa mengendalikan komponen biru.

9.3 Apakah maksud "A01/2C" dalam nombor bahagian?

Walaupun pengekodan dalaman penuh tidak terperinci dalam petikan ini, akhiran seperti ini biasanya menandakan tong khas untuk parameter utama seperti keamatan pencahayaan (CAT), panjang gelombang dominan/kromatisiti (HUE), dan voltan ke hadapan (REF). "A01" dan "2C" kemungkinan menentukan tong prestasi tepat untuk cip biru dan merah masing-masing, memastikan konsistensi warna dan kecerahan dalam satu pusingan pengeluaran.

10. Contoh Reka Bentuk Praktikal

Senario:Reka bentuk penunjuk status dwi-warna menggunakan 12-22/BHR6C-A01/2C. LED akan dikuasakan dari pin GPIO mikropengawal 5V. Matlamatnya ialah memacu setiap cip pada kira-kira 5mA.

Pengiraan untuk Perintang Had Arus:

• Untuk Cip Biru (BH, V_F≈ 2.9V tip): R_biru= (5V - 2.9V) / 0.005A = 420 Ω. Gunakan perintang standard 430 Ω. Pelesapan kuasa dalam perintang: P = I²R = (0.005)²* 430 = 0.01075W (perintang 1/10W atau 1/8W mencukupi).
• Untuk Cip Merah (R6, V_F≈ 1.95V tip): R_merah= (5V - 1.95V) / 0.005A = 610 Ω. Gunakan perintang standard 620 Ω. Pelesapan kuasa: (0.005)²* 620 = 0.0155W.

Litar:Sambungkan anod setiap cip LED ke bekalan 5V melalui perintang yang dikira masing-masing. Sambungkan katod ke pin GPIO berasingan mikropengawal yang dikonfigurasikan sebagai output terbuka-lurah/rendah. Untuk menyala LED biru, tetapkan pin GPIO sepadannya rendah. Untuk menyala merah, tetapkan pinnya rendah. Pastikan pin mikropengawal boleh menyerap arus 5mA.

11. Prinsip Operasi

Diod Pemancar Cahaya (LED) ialah peranti persimpangan p-n semikonduktor. Apabila voltan ke hadapan melebihi potensi terbina dalam persimpangan dikenakan, elektron dari rantau jenis-n bergabung semula dengan lubang dari rantau jenis-p dalam lapisan aktif. Proses penggabungan semula ini membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Panjang gelombang khusus (warna) cahaya yang dipancarkan ditentukan oleh tenaga jurang jalur bahan semikonduktor yang digunakan dalam rantau aktif. LED biru (BH) menggunakan sebatian InGaN, yang mempunyai jurang jalur lebih besar, memancarkan foton tenaga lebih tinggi dalam spektrum biru. LED merah (R6) menggunakan sebatian AlGaInP, yang mempunyai jurang jalur lebih kecil, memancarkan foton tenaga lebih rendah dalam spektrum merah. Kanta resin epoksi membentuk output cahaya dan memberikan perlindungan mekanikal dan persekitaran.

Terminologi Spesifikasi LED

Penjelasan lengkap istilah teknikal LED