Dokumen Teknikal SMD LED 27-21 Putih Tulen - Pakej 2.7x2.1mm - Voltan 2.7-3.15V - Kuasa 40mW

1. Gambaran Keseluruhan Produk

SMD LED 27-21 ialah diod pemancar cahaya permukaan pasang yang padat, direka untuk aplikasi elektronik moden yang memerlukan peminikroan dan kebolehpercayaan tinggi. Komponen ini mewakili kemajuan ketara berbanding LED jenis bingkai plumbum tradisional, membolehkan pengurangan ruang papan yang ketara, peningkatan ketumpatan pembungkusan, dan akhirnya menyumbang kepada pembangunan peralatan pengguna akhir yang lebih kecil dan cekap. Pembinaan ringannya menjadikannya amat sesuai untuk aplikasi di mana ruang dan berat adalah kekangan kritikal.

LED ini memancarkan cahaya putih tulen, dicapai melalui bahan cip InGaN (Indium Gallium Nitride) yang disalut dalam resin kuning resap. Gabungan ini menyediakan output cahaya yang konsisten dan resap sesuai untuk pelbagai fungsi penunjuk dan backlighting. Produk ini mematuhi sepenuhnya piawaian alam sekitar dan keselamatan kontemporari, termasuk RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya), peraturan EU REACH, dan dihasilkan sebagai komponen bebas halogen, dengan kandungan bromin dan klorin dikekalkan di bawah had yang ditetapkan.

2. Spesifikasi Teknikal dan Tafsiran Objektif

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Penarafan ini mentakrifkan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di bawah atau pada keadaan ini tidak dijamin dan harus dielakkan dalam reka bentuk litar.

• Voltan Songsang (V_R):5V. Melebihi voltan ini dalam bias songsang boleh menyebabkan kerosakan simpang.
• Arus Ke Hadapan (I_F):10mA (berterusan). Ini adalah arus DC maksimum yang disyorkan untuk operasi jangka panjang yang boleh dipercayai.
• Arus Ke Hadapan Puncak (I_FP):100mA. Ini hanya dibenarkan di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10 @ 1kHz) dan tidak boleh digunakan untuk pacuan berterusan.
• Pelesapan Kuasa (P_d):40mW. Ini adalah kuasa maksimum yang boleh dipelesapkan oleh pakej tanpa melebihi had termanya, dikira sebagai Voltan Ke Hadapan (V_F) * Arus Ke Hadapan (I_F).
• Nyahcas Elektrostatik (ESD) Model Badan Manusia (HBM):150V. Ini menunjukkan kepekaan sederhana kepada ESD; prosedur pengendalian yang betul (cth., stesen kerja dibumikan, pembungkusan selamat ESD) adalah penting.
• 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 Pateri (T_sol):Serasi dengan profil semula alir standard (puncak 260°C selama 10 saat) dan pateri tangan (350°C selama maksimum 3 saat setiap terminal).

2.2 Ciri-ciri Elektro-Optik

Parameter ini diukur pada keadaan ujian standard suhu ambien 25°C dan arus ke hadapan 5mA, yang berfungsi sebagai titik rujukan biasa untuk perbandingan dan pembin.

• Keamatan Pencahayaan (I_v):57.0 - 112 mcd (millicandela). Julat luas ini mencerminkan proses pembin, di mana LED disusun ke dalam kumpulan output tertentu (P2, Q1, Q2). Nilai tipikal tidak dinyatakan, berada dalam julat bin ini.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):140 darjah (tipikal). Sudut pandangan luas ini adalah ciri resin kuning resap, yang menyerakkan cahaya, menjadikan LED sesuai untuk aplikasi yang memerlukan pencahayaan luas berbanding pancaran fokus.
• Voltan Ke Hadapan (V_F):2.70V - 3.15V. Ini adalah susut voltan merentasi LED apabila dipacu pada 5mA. LED juga dibin ke dalam julat voltan tertentu (kod 15, 16, 17). Toleransi ±0.1V diperhatikan.
• Arus Songsang (I_R):50 µA (maks) pada V_R=5V. Parameter ini adalah untuk tujuan ujian sahaja; peranti tidak bertujuan untuk beroperasi dalam bias songsang.

Nota Penting:Dokumen data dengan jelas memberi amaran bahawa keadaan voltan songsang adalah untuk ujian sahaja dan LED tidak boleh beroperasi secara songsang. Pereka bentuk mesti memastikan polarity yang betul dalam litar.

3. Penjelasan Sistem Pembin

Untuk memastikan konsistensi dalam pengeluaran besar-besaran, LED diuji dan disusun ke dalam "bin" berdasarkan parameter prestasi utama. Ini membolehkan pereka bentuk memilih komponen dengan ciri-ciri yang dikawal ketat untuk keperluan aplikasi khusus mereka.

3.1 Pembin Keamatan Pencahayaan

LED dikategorikan kepada tiga bin berdasarkan output cahaya mereka pada 5mA:

• Bin P2:57.0 - 72.0 mcd
• Bin Q1:72.0 - 90.0 mcd
• Bin Q2:90.0 - 112 mcd

Toleransi umum ±11% pada keamatan pencahayaan juga ditetapkan.

3.2 Pembin Voltan Ke Hadapan

Untuk membantu reka bentuk pengawalan arus, LED juga dibin mengikut susut voltan ke hadapan mereka:

• Bin 15:2.70V - 2.85V
• Bin 16:2.85V - 3.00V
• Bin 17:3.00V - 3.15V

Toleransi ±0.1V diperhatikan untuk voltan ke hadapan.

3.3 Pembin Koordinat Kekromaan

Untuk konsistensi warna, output cahaya putih dibin mengikut koordinatnya pada rajah kekromaan CIE 1931. Dokumen data mentakrifkan enam bin (1 hingga 6), setiap satu menentukan kawasan segi empat pada plot koordinat warna x,y dengan toleransi ±0.01. Pembin tepat ini memastikan semua LED dalam bin yang dipilih akan mempamerkan titik warna putih yang hampir sama, yang kritikal untuk aplikasi seperti tatasusunan backlighting di mana keseragaman warna adalah utama.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Walaupun PDF merujuk kepada "Lengkung Ciri-ciri Elektro-Optik Tipikal," graf khusus (cth., I_Vlwn. I_F, I_Vlwn. Suhu, Taburan Spektrum) tidak terperinci dalam teks yang disediakan. Biasanya, lengkung sedemikian akan menunjukkan:

• Keamatan Pencahayaan lwn. Arus Ke Hadapan (I_V-I_F):Hubungan tak linear di mana output cahaya meningkat dengan arus tetapi mungkin tepu atau merosot pada arus lebih tinggi melebihi maksimum dinilai.
• Keamatan Pencahayaan lwn. Suhu Ambien (I_V-T_a):Output cahaya umumnya berkurangan apabila suhu simpang meningkat. Lengkung ini mengkuantifikasi penurunan nilai ini, yang penting untuk pengurusan haba dalam aplikasi.
• Voltan Ke Hadapan lwn. Suhu Simpang (V_F-T_j): V_Fbiasanya mempunyai pekali suhu negatif, berkurangan apabila suhu meningkat.
• Taburan Kuasa Spektrum:Plot yang menunjukkan keamatan relatif cahaya merentasi spektrum panjang gelombang boleh dilihat, mentakrifkan kualiti warna "putih" (cth., putih sejuk, putih suam).

Pereka bentuk harus merujuk lengkung ini apabila mengendalikan LED di luar keadaan ujian standard 5mA/25°C untuk meramal prestasi dengan tepat.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

SMD LED 27-21 mempunyai tapak yang padat. Lukisan dimensi menunjukkan saiz pakej dengan toleransi ±0.1mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Ciri utama yang kelihatan dalam lukisan termasuk garis besar komponen, lokasi pad elektrod, dan penanda polarity (kemungkinan penunjuk katod). Dimensi tepat (panjang, lebar, tinggi) adalah kritikal untuk reka bentuk corak tanah PCB dan memastikan penempatan yang betul oleh peralatan automatik.

5.2 Pengenalpastian Polarity

Pakej termasuk penanda untuk mengenal pasti terminal katod (negatif). Polarity yang betul mesti dipatuhi semasa pemasangan untuk mengelakkan bias songsang, yang boleh merosakkan peranti.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

6.1 Profil Pateri Semula Alir

LED ini serasi dengan proses semula alir inframerah dan fasa wap. Profil semula alir bebas plumbum yang disyorkan disediakan:

• Pemanasan Awal:150-200°C selama 60-120 saat.
• Masa Melebihi Likuidus (217°C):60-150 saat.
• Suhu Puncak:260°C maksimum, dipegang tidak lebih daripada 10 saat.
• Kadar Pemanasan:Maksimum 6°C/saat.
• Masa Melebihi 255°C:Maksimum 30 saat.
• Kadar Penyejukan:Maksimum 3°C/saat.

Peraturan Kritikal:Pateri semula alir tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali pada pemasangan LED yang sama.

6.2 Pateri Tangan

Jika pateri tangan diperlukan:

• Gunakan besi pateri dengan suhu hujung kurang daripada 350°C.
• Hadkan masa sentuhan kepada 3 saat setiap terminal.
• Gunakan besi dengan kapasiti 25W atau kurang.
• Benarkan selang sekurang-kurangnya 2 saat antara pateri setiap terminal untuk menguruskan tekanan haba.

Dokumen data memberi amaran bahawa kerosakan sering berlaku semasa pateri tangan, jadi penjagaan tambahan diperlukan.

6.3 Penyimpanan dan Kepekaan Kelembapan

LED dibungkus dalam bahan tahan kelembapan (pita pembawa dalam beg kalis lembapan aluminium dengan penyerap lembapan).

• Sebelum Dibuka:Simpan pada ≤30°C dan ≤90% Kelembapan Relatif (RH).
• Selepas Dibuka:"Jangka hayat lantai" ialah 1 tahun di bawah keadaan ≤30°C dan ≤60% RH. Komponen yang tidak digunakan harus dimeterai semula dalam pakej kalis lembapan.
• Pembakaran:Jika penyerap lembapan menunjukkan tepu atau masa penyimpanan dilebihi, bakar LED pada 60 ±5°C selama 24 jam sebelum digunakan untuk membuang kelembapan yang diserap dan mengelakkan "popcorning" semasa semula alir.

7. Pembungkusan dan Maklumat Pesanan

7.1 Spesifikasi Gegelung dan Pita

LED dibekalkan dalam pembungkusan standard industri untuk pemasangan automatik:

• Pita:Pita lebar 8mm pada gegelung diameter 7 inci.
• Kuantiti:3000 keping setiap gegelung.
• Lukisan dimensi terperinci untuk pita pembawa dan gegelung disediakan, dengan toleransi standard ±0.1mm.

7.2 Penjelasan Label

Label gegelung mengandungi beberapa kod utama untuk kebolehjejakan dan spesifikasi:

• P/N:Nombor Produk (cth., 27-21/T3D-AP2Q2HY/3C).
• QTY:Kuantiti Pembungkusan.
• CAT:Pangkat Keamatan Pencahayaan (cth., P2, Q1, Q2).
• HUE:Koordinat Kekromaan & Pangkat Panjang Gelombang Dominan (cth., Bin 1-6).
• REF:Pangkat Voltan Ke Hadapan (cth., 15, 16, 17).
• LOT No:Nombor Lot Pembuatan untuk kebolehjejakan.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Biasa

Dokumen data menyenaraikan beberapa aplikasi utama, memanfaatkan saiz kecil, cahaya resap, dan kebolehpercayaan LED:

• Backlighting:Untuk papan pemuka panel instrumen, suis, dan kekunci.
• Peralatan Telekomunikasi:Sebagai penunjuk status dan backlight dalam telefon dan mesin faks.
• Paparan LCD:Menyediakan backlighting rata dan sekata untuk panel LCD kecil, legenda suis, dan simbol.
• Penggunaan Penunjuk Umum:Mana-mana aplikasi yang memerlukan lampu penunjuk putih, terang, dan padat.

8.2 Pertimbangan dan Langkah Berjaga-jaga Reka Bentuk

Dokumen data termasuk amaran kritikal untuk operasi yang boleh dipercayai:

• Pembatasan Arus Adalah Wajib:Perintang pembatas arus luaran mesti sentiasa digunakan secara bersiri dengan LED. Voltan ke hadapan mempunyai pekali suhu negatif yang sedikit, bermakna apabila LED memanas, V_Fturun sedikit. Tanpa perintang, ini boleh membawa kepada peningkatan ketara dalam arus (pelarian haba), berpotensi membakar LED. Perintang menstabilkan arus.
• Elakkan Tekanan Mekanikal:Jangan kenakan tekanan pada badan LED semasa pateri atau dalam pemasangan akhir. Elakkan meledingkan PCB selepas pateri.
• Pembaikan:Membaiki atau mengerjakan semula papan selepas LED dipateri sangat tidak digalakkan. Jika benar-benar perlu, besi pateri berkepala dua khusus harus digunakan untuk memanaskan kedua-dua terminal secara serentak, meminimumkan tekanan haba. Pemanasan semula satu titik boleh menyebabkan kerosakan.
• Perlindungan ESD:Laksanakan langkah berjaga-jaga ESD standard semasa pengendalian dan pemasangan kerana penarafan HBM 150V peranti.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Walaupun perbandingan langsung dengan model LED khusus lain tidak disediakan dalam dokumen data, pakej 27-21 menawarkan kelebihan jelas dalam konteks tertentu:

• lwn. LED Berplumbum:Kelebihan utama ialah pengurangan dramatik dalam ruang papan dan berat, membolehkan elektronik moden dan diminikan. Ia juga menghapuskan keperluan untuk membengkokkan dan memasukkan plumbum, melancarkan pemasangan automatik.
• lwn. SMD LED Lebih Besar (cth., 3528, 5050):27-21 menawarkan tapak yang lebih kecil untuk reka bentuk ultra-padat, walaupun berpotensi mengorbankan jumlah output cahaya atau keupayaan pelesapan haba berbanding pakej lebih besar.
• lwn. LED Kanta Jelas:Resin kuning resap menyediakan sudut pandangan yang lebih luas (140°) dan penampilan yang lebih lembut dan seragam, menjadikannya lebih unggul untuk aplikasi di mana LED dilihat secara langsung, berbanding kanta jelas yang menghasilkan pancaran lebih fokus.

Pematuhannya kepada piawaian RoHS, REACH, dan bebas halogen adalah jangkaan asas untuk komponen moden tetapi kekal sebagai pembeza utama berbanding stok lama yang tidak mematuhi.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

10.1 Mengapakah perintang siri amat diperlukan?

LED adalah peranti dipacu arus, bukan dipacu voltan. Lengkung V-I mereka sangat curam. Perubahan kecil dalam voltan ke hadapan (yang boleh berlaku disebabkan perubahan suhu atau variasi pembuatan) menyebabkan perubahan besar dalam arus. Perintang siri bertindak sebagai pengawal arus linear yang mudah, menstabilkan titik operasi dan mencegah pelarian haba dan kemusnahan LED.

10.2 Apakah maksud kod bin (P2, Q1, 15, 16, dsb.) untuk reka bentuk saya?

Pembin memastikan konsistensi. Jika reka bentuk anda memerlukan kecerahan seragam merentasi pelbagai LED (cth., dalam tatasusunan backlighting), anda harus menentukan LED dari bin keamatan pencahayaan yang sama (CAT). Jika bekalan kuasa anda mempunyai margin voltan ketat, menentukan bin voltan ke hadapan yang lebih ketat (REF) boleh membantu. Untuk aplikasi kritikal warna, menentukan bin kekromaan (HUE) adalah penting. Menggunakan LED tidak dibin atau bin campuran boleh mengakibatkan variasi kecerahan atau warna yang boleh dilihat dalam produk akhir.

10.3 Bolehkah saya memacu LED ini pada 10mA secara berterusan?

Ya, 10mA adalah arus ke hadapan berterusan maksimum dinilai. Walau bagaimanapun, beroperasi pada penarafan maksimum mutlak boleh mengurangkan kebolehpercayaan jangka panjang dan meningkatkan suhu simpang. Untuk jangka hayat dan kestabilan optimum, memacu LED pada atau di bawah arus ujian 5mA adalah disyorkan, terutamanya jika pengurusan haba adalah terhad.

10.4 Sudut pandangan ialah 140 darjah. Adakah output cahaya seragam merentasi sudut ini?

"Sudut pandangan" (2θ_1/2) ditakrifkan sebagai sudut di mana keamatan pencahayaan adalah separuh daripada keamatan pada 0 darjah (terus pada paksi). Resin kuning resap mencipta corak pancaran seperti Lambertian, di mana keamatan adalah tertinggi pada paksi dan berkurangan ke arah tepi. Ia menyediakan keseragaman yang sangat baik untuk pandangan sudut luas berbanding LED kanta jelas, tetapi keseragaman sempurna merentasi keseluruhan 140° tidak dicapai.

11. Kes Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Senario: Mereka bentuk panel suis membran berbacklight.

1. Pemilihan:LED 27-21 dipilih untuk saiz kecilnya (muat di belakang ikon suis), cahaya resap (pencahayaan sekata), dan keserasian permukaan pasang (sesuai untuk pemasangan automatik ke PCB suis).
2. Reka Bentuk Litar:Arus malar 5mA dipilih untuk keseimbangan kecerahan dan jangka hayat. Menggunakan bekalan 3.3V dan mengandaikan V_Fdari Bin 16 (tip. 2.93V), perintang siri dikira: R = (V_bekalan- V_F) / I_F= (3.3V - 2.93V) / 0.005A = 74 Ohm. Perintang standard 75-ohm dipilih.
3. Susun Atur PCB:Corak tanah direka tepat mengikut lukisan dimensi pakej. Jarak yang mencukupi dikekalkan antara LED dan lapisan membran.
4. Perolehan:LED dipesan dengan menentukan Bin Q1 untuk kecerahan dan Bin 2 atau 3 untuk titik warna putih yang konsisten merentasi semua suis pada panel.
5. Pemasangan:Komponen disimpan dalam beg tertutup sehingga digunakan. PCB menjalani satu laluan semula alir menggunakan profil yang ditetapkan. Tekanan pada LED dielakkan semasa pengendalian.

12. Pengenalan Prinsip Operasi

LED 27-21 ialah sumber cahaya keadaan pepejal berdasarkan simpang p-n semikonduktor. Kawasan aktif menggunakan semikonduktor sebatian InGaN (Indium Gallium Nitride). Apabila voltan ke hadapan melebihi ambang hidup diod (voltan ke hadapan, V_F) dikenakan, elektron dan lubang disuntik ke dalam kawasan aktif di mana mereka bergabung semula. Dalam semikonduktor jurang jalur langsung seperti InGaN, penggabungan semula ini membebaskan tenaga terutamanya dalam bentuk foton (cahaya). Tenaga jurang jalur khusus aloi InGaN menentukan panjang gelombang cahaya yang dipancarkan. Untuk menghasilkan cahaya putih dari cip InGaN yang memancar biru/UV, fosfor kuning (terkandung dalam salutan resin kuning resap) digunakan. Sebahagian cahaya biru dari cip diserap oleh fosfor dan dipancarkan semula sebagai cahaya kuning. Campuran cahaya biru yang tinggal dan cahaya kuning yang ditukar dilihat oleh mata manusia sebagai putih. Resin resap mengandungi zarah penyerak yang merawak arah foton yang dipancarkan, mencipta sudut pandangan yang luas dan seragam.

13. Trend dan Perkembangan Teknologi

SMD LED seperti 27-21 mewakili teknologi matang dan diterima pakai secara meluas. Trend semasa dalam industri memberi tumpuan kepada beberapa bidang utama yang dibina atas asas ini:

• Peningkatan Kecekapan (Lumen per Watt):Penambahbaikan berterusan dalam pertumbuhan epitaksial, reka bentuk cip, dan teknologi fosfor terus mendorong keberkesanan pencahayaan lebih tinggi, membolehkan output cahaya lebih terang pada arus yang sama atau output cahaya sama dengan penggunaan kuasa lebih rendah dan penjanaan haba kurang.
• Peningkatan Kualiti dan Konsistensi Warna:Kemajuan dalam formulasi fosfor dan teknik pembin lebih tepat (cth., menggunakan elips MacAdam 3-5 langkah untuk kawalan warna lebih ketat) membolehkan LED dengan Indeks Penghasilan Warna (CRI) unggul dan titik warna lebih konsisten dari kelompok ke kelompok.
• Peminikroan:Daya tarik untuk peranti lebih kecil berterusan, membawa kepada saiz pakej lebih kecil (cth., 2016, 1515) sambil mengekalkan atau meningkatkan prestasi optik.
• Peningkatan Kebolehpercayaan dan Jangka Hayat:Penyelidikan ke dalam bahan pembungkusan dan teknik pengurusan haba yang lebih baik bertujuan untuk meningkatkan jangka hayat operasi dan kestabilan LED, terutamanya di bawah keadaan suhu tinggi atau kelembapan tinggi.
• Penyelesaian Bersepadu:Trend bergerak ke arah LED dengan pemacu terbina dalam, pengawal, atau malah cip pelbagai warna (RGB) dalam satu pakej, memudahkan reka bentuk litar untuk pengguna akhir.

LED 27-21, dengan pakej piawai dan ciri-ciri yang ditakrifkan dengan baik, berfungsi sebagai komponen kerja keras yang boleh dipercayai dalam landskap teknologi yang berkembang ini.