Dokumen Teknikal SMD LED 19-21/G6C-FP1Q1L/3T - Saiz 2.0x1.25x0.8mm - Voltan 1.7-2.3V - Kuasa 60mW - Warna Kuning-Hijau Gemilang

1. Gambaran Keseluruhan Produk

SMD LED 19-21 ialah peranti permukaan pasang padat yang direka untuk aplikasi elektronik moden yang memerlukan penempatan komponen berketumpatan tinggi. LED ini menggunakan cip AlGaInP (Aluminium Gallium Indium Phosphide) untuk menghasilkan output cahaya Kuning-Hijau Gemilang, dibungkus dalam pakej resin jernih air. Kelebihan utamanya terletak pada tapaknya yang jauh berkurangan berbanding LED bingkai plumbum tradisional, membolehkan reka bentuk PCB yang lebih padat, ketumpatan pek yang lebih tinggi, dan akhirnya peralatan pengguna akhir yang lebih kecil. Pembinaan ringan ini menjadikannya sesuai untuk aplikasi miniatur dan mudah alih.

1.1 Ciri Teras dan Pematuhan

Peranti ini dibekalkan pada pita 8mm yang dipasang pada reel berdiameter 7 inci, memastikan keserasian dengan peralatan pemasangan pick-and-place automatik standard. Ia direka untuk digunakan dengan kedua-dua proses pematerian reflow inframerah dan fasa wap. Produk ini adalah jenis satu warna, bebas plumbum (Pb-free), dan mematuhi peraturan alam sekitar dan keselamatan utama termasuk RoHS, EU REACH, dan piawaian bebas halogen (Bromin <900 ppm, Klorin <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.2 Aplikasi Sasaran

LED ini sesuai untuk pelbagai tujuan pencahayaan dan penunjuk. Aplikasi biasa termasuk lampu latar untuk panel instrumen, suis, dan simbol; penunjuk status dan lampu latar kekunci dalam peranti telekomunikasi seperti telefon dan mesin faks; lampu latar rata untuk paparan LCD; dan penggunaan penunjuk tujuan am di mana sumber cahaya terang dan boleh dipercayai diperlukan.

2. Penerangan Mendalam Spesifikasi Teknikal

Bahagian ini menyediakan analisis objektif terperinci tentang parameter elektrik, optik, dan haba peranti seperti yang ditakrifkan dalam jadual rating maksimum mutlak dan ciri elektro-optik.

2.1 Rating Maksimum Mutlak

Rating maksimum mutlak mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Ini bukan keadaan operasi yang disyorkan.

• Voltan Songsang (V_R):5V. Melebihi voltan ini dalam bias songsang boleh menyebabkan kerosakan simpang.
• Arus Ke Hadapan (I_F):25 mA (berterusan).
• Arus Ke Hadapan Puncak (I_FP):60 mA, dibenarkan hanya di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10 @ 1kHz).
• Pelesapan Kuasa (P_d):60 mW. Ini adalah kuasa maksimum yang dibenarkan yang boleh dipancarkan oleh pakej sebagai haba, dikira sebagai V_F* I_F.
• Nyahcas Elektrostatik (ESD) HBM:2000V. Rating Model Badan Manusia ini menunjukkan tahap kepekaan ESD sederhana; prosedur pengendalian yang betul adalah perlu.
• Suhu Operasi (T_opr):-40°C hingga +85°C. Peranti ini dinilai untuk julat suhu perindustrian.
• Suhu Penyimpanan (T_stg):-40°C hingga +90°C.
• Suhu Pematerian (T_sol):Profil reflow puncak pada 260°C untuk maksimum 10 saat; suhu hujung besi pematerian tangan <350°C untuk maksimum 3 saat setiap terminal.

2.2 Ciri Elektro-Optik

Diukur pada keadaan ujian standard suhu ambien 25°C dan arus ke hadapan (I_F) 20 mA, melainkan dinyatakan sebaliknya.

• Keamatan Bercahaya (I_v):Julat dari 45.0 mcd (min) hingga 90.0 mcd (maks), dengan toleransi tipikal ±11%. Parameter ini mentakrifkan kecerahan yang dirasakan LED.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):Kira-kira 100 darjah (tipikal). Sudut pandangan lebar ini adalah ciri kanta kubah jernih air, menyediakan corak pancaran yang luas.
• Panjang Gelombang Puncak (λ_p):Biasanya 575 nm. Ini adalah panjang gelombang di mana taburan kuasa spektrum adalah maksimum.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):Julat dari 570.0 nm hingga 574.5 nm, dengan toleransi ±1 nm. Ini adalah panjang gelombang tunggal yang dirasakan oleh mata manusia, mentakrifkan warna (kuning-hijau).
• Lebar Jalur Spektrum (Δλ):Biasanya 20 nm. Ini menunjukkan ketulenan spektrum cahaya yang dipancarkan.
• Voltan Ke Hadapan (V_F):Julat dari 1.70 V hingga 2.30 V pada I_F=20mA, dengan toleransi ±0.05V. Ini adalah susutan voltan merentasi LED apabila mengalirkan arus.
• Arus Songsang (I_R):Maksimum 10 μA pada V_R=5V. Peranti ini tidak direka untuk beroperasi dalam bias songsang; parameter ini adalah untuk ujian arus bocor sahaja.

3. Penjelasan Sistem Binning

Produk ini dikelaskan kepada bin berdasarkan tiga parameter utama: Keamatan Bercahaya, Panjang Gelombang Dominan, dan Voltan Ke Hadapan. Binning ini memastikan konsistensi dalam lot pengeluaran dan membolehkan pereka memilih LED yang memadani kriteria prestasi tertentu.

3.1 Binning Keamatan Bercahaya

Dibin pada I_F= 20 mA. Kod bin (P1, P2, Q1) mengkategorikan nilai keamatan bercahaya minimum dan maksimum.

• P1:45.0 - 57.0 mcd
• P2:57.0 - 72.0 mcd
• Q1:72.0 - 90.0 mcd

3.2 Binning Panjang Gelombang Dominan

Dibin pada I_F= 20 mA. Kod bin (CC2, CC3, CC4) mentakrifkan julat sempit panjang gelombang dominan untuk mengawal konsistensi warna.

• CC2:570.0 - 571.5 nm
• CC3:571.5 - 573.0 nm
• CC4:573.0 - 574.5 nm

3.3 Binning Voltan Ke Hadapan

Dibin pada I_F= 20 mA. Kod bin (19, 20, 21, 22, 23, 24) mengkategorikan susutan voltan ke hadapan dalam langkah 0.1V. Ini adalah kritikal untuk mereka bentuk rangkaian perintang had arus, terutamanya apabila berbilang LED disambung secara bersiri, untuk memastikan pengagihan arus seragam.

• 19:1.70 - 1.80 V
• 20:1.80 - 1.90 V
• 21:1.90 - 2.00 V
• 22:2.00 - 2.10 V
• 23:2.10 - 2.20 V
• 24:2.20 - 2.30 V

Nombor bahagian "19-21/G6C-FP1Q1L/3T" menggabungkan kod bin tertentu, menunjukkan prestasi produk yang dihantar dalam julat yang ditakrifkan ini.

4. Analisis Keluk Prestasi

Walaupun data grafik khusus dirujuk dalam datasheet, trend prestasi tipikal untuk LED AlGaInP boleh disimpulkan dan adalah penting untuk reka bentuk.

4.1 Arus Ke Hadapan vs. Voltan Ke Hadapan (Keluk I-V)

Voltan ke hadapan (V_F) mempamerkan hubungan logaritma dengan arus ke hadapan (I_F). Peningkatan kecil dalam voltan yang dikenakan melebihi ambang hidup (~1.7V) mengakibatkan peningkatan arus yang besar dan berpotensi merosakkan. Ini menekankan keperluan kritikal untuk pemacu arus malar atau perintang had arus bersiri dengan LED.

4.2 Kebergantungan Suhu

Parameter utama bergantung pada suhu. Biasanya, voltan ke hadapan (V_F) berkurangan dengan peningkatan suhu simpang (pekali suhu negatif). Sebaliknya, keamatan bercahaya umumnya berkurangan apabila suhu meningkat. Pereka mesti mengambil kira variasi ini, terutamanya dalam aplikasi dengan ayunan suhu ambien yang luas atau penjanaan haba dalaman yang tinggi.

4.3 Ciri Spektrum

Spektrum yang dipancarkan berpusat sekitar 575 nm (kuning-hijau). Lebar jalur spektrum tipikal 20 nm menunjukkan pancaran warna yang agak tulen. Panjang gelombang dominan mungkin beralih sedikit (biasanya ke arah panjang gelombang lebih panjang) dengan peningkatan suhu simpang dan arus pacuan.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

SMD LED 19-21 mempunyai pakej segi empat tepat padat. Dimensi utama (dalam mm, toleransi ±0.1mm melainkan dinyatakan) termasuk panjang badan 2.0 mm, lebar 1.25 mm, dan ketinggian 0.8 mm. Lukisan terperinci menentukan jarak pad dan cadangan corak land yang penting untuk susun atur PCB untuk memastikan pematerian yang betul dan kestabilan mekanikal.

5.2 Pengenalpastian Polarity

Katod ditanda dengan jelas pada pakej. Orientasi polarity yang betul adalah wajib semasa pemasangan, kerana menggunakan voltan songsang melebihi 5V boleh memusnahkan peranti serta-merta.

6. Panduan Pematerian dan Pemasangan

Pematuhan kepada panduan ini adalah kritikal untuk kebolehpercayaan dan mencegah kerosakan semasa proses pembuatan.

6.1 Profil Pematerian Reflow

Profil reflow bebas plumbum (Pb-free) ditentukan:

• Pemanasan Awal: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.
• Masa Melebihi 255°C:Maksimum 30 saat.
• Kadar Penyejukan:Maksimum 3°C/saat.

Pematerian reflow tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali pada peranti yang sama.

6.2 Pematerian Tangan

Jika pematerian tangan tidak dapat dielakkan, gunakan besi pematerian dengan suhu hujung kurang daripada 350°C. Masa sentuhan setiap terminal tidak boleh melebihi 3 saat. Gunakan besi berkuasa rendah (<25W) dan benarkan selang penyejukan sekurang-kurangnya 2 saat antara pematerian setiap terminal untuk mencegah kejutan haba.

6.3 Penyimpanan dan Kepekaan Kelembapan

LED dibungkus dalam beg penghalang tahan lembap dengan penyerap lembapan.

• Jangan buka beg sehingga sedia untuk digunakan.
• Selepas dibuka, LED yang tidak digunakan mesti disimpan pada ≤30°C dan ≤60% Kelembapan Relatif.
• "Jangka hayat lantai" selepas pembukaan beg ialah 168 jam (7 hari).
• Jika masa pendedahan terlampaui atau penunjuk penyerap lembapan menunjukkan tepu, rawatan pembakaran 60°C ±5°C selama 24 jam diperlukan sebelum pematerian reflow.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Spesifikasi Reel dan Pita

Peranti dibekalkan dalam pita pembawa timbul pada reel berdiameter 7 inci. Kuantiti muatan standard ialah 3000 keping setiap reel. Dimensi reel, pita, dan pita penutup disediakan untuk memastikan keserasian dengan feeder automatik.

7.2 Penjelasan Label

Label reel mengandungi maklumat kritikal untuk kebolehjejakan dan pengesahan:

• CPN:Nombor Produk Pelanggan.
• P/N:Nombor Produk Pengilang (cth., 19-21/G6C-FP1Q1L/3T).
• QTY:Kuantiti Pembungkusan.
• CAT:Pangkat Keamatan Bercahaya (Kod Bin).
• HUE:Koordinat Kromatisiti & Pangkat Panjang Gelombang Dominan (Kod Bin).
• REF:Pangkat Voltan Ke Hadapan (Kod Bin).
• No LOT:Nombor Lot Pembuatan untuk kebolehjejakan.

8. Pertimbangan Reka Bentuk Aplikasi

8.1 Had Arus Adalah Wajib

Mekanisme had arus luaran adalah mutlak diperlukan. Kaedah paling mudah ialah perintang bersiri. Nilai perintang (R_s) boleh dikira menggunakan Hukum Ohm: R_s= (V_bekalan- V_F) / I_F. Gunakan V_Fmaksimum dari bin atau datasheet untuk memastikan I_Ftidak melebihi 25 mA di bawah keadaan paling teruk. Untuk ketepatan atau kestabilan, litar pemacu arus malar adalah disyorkan.

8.2 Pengurusan Haba

Walaupun pakej kecil, penyingkiran haba berkesan melalui pad PCB adalah penting untuk mengekalkan prestasi dan jangka hayat, terutamanya apabila beroperasi berhampiran rating maksimum. Pastikan susun atur PCB menyediakan kawasan kuprum yang mencukupi di sekeliling pad LED untuk bertindak sebagai penyebar haba.

8.3 Perlindungan ESD

Dengan rating ESD HBM 2000V, peranti mempunyai kepekaan sederhana. Laksanakan langkah berjaga-jaga ESD standard semasa pengendalian, pemasangan, dan dalam reka bentuk litar jika LED disambungkan ke antara muka luaran.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

LED 19-21 membezakan dirinya terutamanya melalui tapak padat 2.0x1.25mm, yang lebih kecil daripada banyak LED SMD tradisional seperti saiz 0603 atau 0805, membolehkan susun atur ketumpatan lebih tinggi. Penggunaan teknologi AlGaInP menyediakan kecekapan tinggi dan output terang dalam spektrum kuning-hijau. Sudut pandangan lebar 100 darjah dari kanta jernih air menawarkan pencahayaan luas dan sekata berbanding peranti dengan kanta tersebar atau sudut sempit. Pematuhannya kepada piawaian bebas halogen dan alam sekitar lain menjadikannya sesuai untuk reka bentuk moden yang sedar ekologi.

10. Soalan Lazim (FAQ)

10.1 Apakah nilai perintang yang perlu saya gunakan dengan bekalan 5V?

Menggunakan V_Fmaksimum 2.30V (Bin 24) dan sasaran I_F20 mA: R = (5V - 2.30V) / 0.020A = 135 Ohm. Nilai standard lebih tinggi terdekat (cth., 150 Ohm) akan menjadi pilihan selamat, menghasilkan I_F≈ 18 mA. Sentiasa sahkan dengan V_Fsebenar bin khusus anda.

10.2 Bolehkah saya memacu LED ini tanpa perintang menggunakan sumber voltan malar?

No.Pekali suhu negatif V_Fboleh membawa kepada pelarian haba. Peningkatan sedikit suhu menurunkan V_F, yang seterusnya meningkatkan arus jika didorong oleh voltan malar, menyebabkan pemanasan lanjut dan berpotensi kegagalan bencana. Sentiasa gunakan skim had arus.

10.3 Bagaimana saya mentafsir nombor bahagian 19-21/G6C-FP1Q1L/3T?

"19-21" menandakan keluarga pakej dan saiz. Kod seterusnya (G6C, FP1Q1L, 3T) adalah kod binning dan produk dalaman yang menentukan keamatan bercahaya, panjang gelombang dominan, dan ciri voltan ke hadapan mengikut jadual bin yang disediakan dalam datasheet.

10.4 Adakah LED ini sesuai untuk pencahayaan dalaman automotif?

Walaupun ia mungkin digunakan dalam beberapa aplikasi dalaman bukan kritikal (seperti lampu latar suis), datasheet termasuk nota sekatan aplikasi. Untuk sistem keselamatan/sekuriti automotif kebolehpercayaan tinggi (cth., lampu amaran papan pemuka), peralatan perubatan, atau aplikasi ketenteraan/aeroangkasa, produk yang khususnya layak untuk persekitaran keras tersebut perlu dicari. Sentiasa sahkan kesesuaian untuk kes penggunaan yang dimaksudkan.

11. Kajian Kes Reka Bentuk Praktikal

Senario:Mereka bentuk panel penunjuk status dengan 10 LED kuning-hijau seragam terang dikuasakan dari rel 3.3V.

Langkah Reka Bentuk:

1. Pemilihan Arus:Pilih I_F= 15 mA untuk keseimbangan kecerahan dan penggunaan kuasa.
2. Pertimbangan Bin Voltan:Untuk memastikan kecerahan seragam, tentukan LED dari bin V_Fyang sama atau bersebelahan (cth., Bin 20: 1.80-1.90V). Menggunakan V_Fmaksimum 1.90V untuk pengiraan memastikan semua LED akan menyala walaupun dengan variasi kes terburuk.
3. Pengiraan Perintang: R_s= (3.3V - 1.90V) / 0.015A ≈ 93.3 Ohm. Gunakan perintang standard 100 Ohm. I_Fsebenar akan julat dari ~14 mA (untuk LED 1.90V) hingga ~15.6 mA (untuk LED 1.75V, mengandaikan bin lebih rendah), memberikan keseragaman boleh diterima.
4. Susun Atur PCB:Letakkan setiap LED dengan perintang bersiri 100Ωnya dekat dengan pad anodnya. Sediakan tuangan kuprum kecil yang disambungkan ke pad katod untuk pelesapan haba kecil.
5. Pemasangan:Ikuti profil reflow yang ditentukan. Simpan beg tertutup sehingga barisan pengeluaran sedia, dan lengkapkan pematerian dalam jangka hayat lantai 7 hari selepas dibuka.

12. Prinsip Operasi

LED beroperasi berdasarkan prinsip elektroluminesens dalam simpang p-n semikonduktor. Kawasan aktif terdiri daripada bahan semikonduktor AlGaInP (Aluminium Gallium Indium Phosphide). Apabila voltan bias ke hadapan melebihi potensi terbina dalam simpang dikenakan, elektron dari rantau jenis-n dan lubang dari rantau jenis-p disuntik ke dalam kawasan aktif. Di sana, mereka bergabung semula secara radiatif, membebaskan tenaga dalam bentuk foton. Tenaga jurang jalur khusus aloi AlGaInP menentukan panjang gelombang cahaya yang dipancarkan, yang dalam kes ini berada dalam bahagian kuning-hijau spektrum boleh lihat (sekitar 575 nm). Resin epoksi jernih air bertindak sebagai kanta, membentuk output cahaya dan memberikan perlindungan mekanikal dan alam sekitar untuk cip semikonduktor.

13. Trend Teknologi

Trend umum dalam SMD LED seperti 19-21 adalah ke arah peminaturan berterusan, peningkatan kecekapan bercahaya (lebih banyak output cahaya per watt elektrik), dan kebolehpercayaan lebih tinggi. Terdapat juga dorongan kuat untuk penerimaan lebih luas bahan dan proses pembuatan mesra alam, seperti yang dibuktikan oleh pematuhan produk ini kepada piawaian RoHS, REACH, dan bebas halogen. Dari segi pembungkusan, kemajuan bertujuan untuk meningkatkan pengurusan haba dari cip ke PCB untuk menyokong arus pacuan lebih tinggi dalam tapak lebih kecil. Konsistensi warna dan toleransi binning lebih ketat juga adalah bidang pembangunan berterusan untuk memenuhi permintaan aplikasi yang memerlukan padanan warna tepat.