Dokumen Teknikal LED Biru SMD 12-11 - Saiz 1.2x1.0x0.6mm - Voltan 2.7-3.2V - Kuasa 40mW

1. Gambaran Keseluruhan Produk

12-11/BHC-ZL1M2QY/2C ialah LED biru permukaan-pasang yang padat, direka untuk aplikasi elektronik moden yang memerlukan penempatan komponen berketumpatan tinggi. Peranti ini menggunakan teknologi semikonduktor InGaN (Indium Gallium Nitride) untuk menghasilkan cahaya biru dengan panjang gelombang dominan tipikal 468 nm. Kelebihan utamanya terletak pada jejak pakej 12-11 yang mini, yang jauh lebih kecil daripada LED berwayar tradisional, membolehkan pereka mengurangkan saiz papan keseluruhan dan mencipta produk akhir yang lebih padat.

Kelebihan teras komponen ini termasuk keserasiannya dengan peralatan pemasangan pick-and-place automatik standard dan proses pateri reflow fasa wap atau inframerah (IR) standard. Ini menjadikannya sesuai untuk pembuatan volum tinggi. Ia adalah peranti satu warna (biru) dan dihasilkan tanpa Pb, mematuhi arahan EU RoHS dan REACH, serta memenuhi keperluan bebas halogen (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Saiz kecil dan sifat ringan menjadikannya sesuai untuk aplikasi terhad ruang dan mudah alih.

2. Penerangan Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Mengoperasikan peranti melebihi had ini boleh menyebabkan kerosakan kekal. Penarafan maksimum mutlak dinyatakan pada suhu ambien (Ta) 25°C.

• Voltan Songsang (VR):5 V. Melebihi voltan ini dalam bias songsang boleh merosakkan simpang semikonduktor LED.
• Arus Ke Hadapan Berterusan (IF):10 mA. Ini adalah arus DC maksimum yang boleh digunakan secara berterusan.
• Arus Ke Hadapan Puncak (IFP):100 mA. Ini dibenarkan hanya di bawah keadaan berdenyut dengan kitar tugas 1/10 pada 1 kHz. Ia adalah penting untuk aplikasi yang memerlukan kilasan intensiti tinggi yang singkat.
• Pelesapan Kuasa (Pd):40 mW. Ini adalah kuasa maksimum yang boleh dipancarkan oleh pakej sebagai haba, dikira sebagai Voltan Ke Hadapan (VF) didarab dengan Arus Ke Hadapan (IF).
• Nyahcas Elektrostatik (ESD) Model Badan Manusia (HBM):2000 V. Penarafan ini menunjukkan kepekaan LED terhadap elektrik statik; prosedur pengendalian ESD yang betul adalah wajib.
• Suhu Operasi (Topr):-40°C hingga +85°C. Peranti dijamin berfungsi dalam julat suhu ambien ini.
• Suhu Penyimpanan (Tstg):-40°C hingga +90°C.
• Suhu Pateri (Tsol):Untuk pateri reflow, suhu puncak tidak boleh melebihi 260°C untuk maksimum 10 saat. Untuk pateri tangan, suhu hujung besi pateri hendaklah di bawah 350°C untuk maksimum 3 saat setiap terminal.

2.2 Ciri-ciri Elektro-Optik

Prestasi tipikal diukur pada Ta=25°C dengan arus ke hadapan (IF) 5 mA, iaitu keadaan ujian standard.

• Keamatan Bercahaya (Iv):Julat dari minimum 11.5 mcd hingga maksimum 28.5 mcd. Nilai khusus ditentukan oleh kod bin (L1, L2, M1, M2). Toleransi ialah ±11%.
• Sudut Pandangan (2θ1/2):120 darjah. Sudut pandangan lebar ini menjadikan LED sesuai untuk aplikasi yang memerlukan pencahayaan luas atau keterlihatan dari pelbagai sudut.
• Panjang Gelombang Puncak (λp):Biasanya 468 nm. Ini adalah panjang gelombang di mana taburan kuasa spektrum adalah maksimum.
• Panjang Gelombang Dominan (λd):Julat dari 465.0 nm hingga 475.0 nm, dibin kepada kod X (465-470 nm) dan Y (470-475 nm). Toleransi ialah ±1 nm. Ini adalah panjang gelombang yang dilihat oleh mata manusia.
• Lebar Jalur Spektrum (Δλ):Biasanya 25 nm. Ini mentakrifkan lebar spektrum yang dipancarkan pada separuh keamatan maksimumnya (Lebar Penuh pada Separuh Maksimum - FWHM).
• Voltan Ke Hadapan (VF):Julat dari 2.7 V hingga 3.2 V pada IF=5mA, dibin kepada kod 29 hingga 33. Toleransi ialah ±0.05V. Parameter ini adalah kritikal untuk mereka bentuk litar had semasa.

3. Penjelasan Sistem Pembin

Untuk memastikan konsistensi dalam pengeluaran, LED disusun (dibin) berdasarkan parameter optik dan elektrik utama. Ini membolehkan pereka memilih komponen yang memenuhi keperluan aplikasi khusus untuk kecerahan dan warna.

3.1 Pembin Keamatan Bercahaya

LED dikategorikan kepada empat bin berdasarkan keamatan bercahaya yang diukur pada 5 mA:

- L1:11.5 - 14.5 mcd

- L2:14.5 - 18.0 mcd

- M1:18.0 - 22.5 mcd

- M2:22.5 - 28.5 mcd

Kod produk "M2" dalam "BHC-ZL1M2QY/2C" menunjukkan peranti ini tergolong dalam bin keamatan M2.

3.2 Pembin Panjang Gelombang Dominan

LED disusun kepada dua bin panjang gelombang untuk mengawal warna biru:

- X:465 - 470 nm (panjang gelombang lebih pendek, sedikit lebih biru-ungu)

- Y:470 - 475 nm (panjang gelombang lebih panjang, sedikit lebih biru-sian)

Kod produk "QY" menunjukkan peranti ini tergolong dalam bin panjang gelombang Y.

3.3 Pembin Voltan Ke Hadapan

LED juga dibin oleh susutan voltan ke hadapan untuk membantu dalam reka bentuk litar, terutamanya untuk sambungan selari atau pengurusan kuasa tepat:

- 29:2.70 - 2.80 V

- 30:2.80 - 2.90 V

- 31:2.90 - 3.00 V

- 32:3.00 - 3.10 V

- 33:3.10 - 3.20 V

"2C" dalam nombor bahagian mungkin sepadan dengan bin voltan tertentu, walaupun pemetaan tepat perlu disahkan dengan panduan kod bin terperinci pengilang.

4. Analisis Keluk Prestasi

Walaupun PDF merujuk kepada keluk ciri elektro-optik tipikal, graf khusus tidak disediakan dalam teks. Berdasarkan tingkah laku LED standard, keluk berikut biasanya dianalisis:

• Keluk Arus vs. Voltan (I-V):Menunjukkan hubungan eksponen antara arus ke hadapan dan voltan ke hadapan. Keluk akan mempunyai voltan hidup sekitar 2.7V dan cerun yang agak curam di kawasan operasi, menekankan keperluan untuk pengawalan arus.
• Keamatan Bercahaya vs. Arus Ke Hadapan (Iv-IF):Keluk ini secara amnya linear pada arus yang lebih rendah tetapi mungkin menunjukkan tepu atau penurunan kecekapan pada arus yang lebih tinggi, menekankan mengapa operasi dalam had 10 mA yang ditentukan adalah penting.
• Keamatan Bercahaya vs. Suhu Ambien (Iv-Ta):Output cahaya LED biasanya berkurangan apabila suhu ambien meningkat. Memahami penurunan taraf ini adalah penting untuk aplikasi yang beroperasi dalam persekitaran suhu tinggi.
• Taburan Spektrum:Plot keamatan relatif berbanding panjang gelombang, menunjukkan puncak pada ~468 nm dan FWHM ~25 nm, mengesahkan output biru monokromatik.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

LED SMD 12-11 mempunyai pakej segi empat tepat yang padat. Dimensi utama (dalam mm, toleransi ±0.1mm melainkan dinyatakan) termasuk:

- Panjang Pakej: Kira-kira 1.2 mm (disimpulkan dari penamaan "12-11").

- Lebar Pakej: Kira-kira 1.0 mm.

- Tinggi Pakej: Kira-kira 0.6 mm.

- Dimensi pad elektrod dan jarak direka untuk pembentukan sendi pateri yang boleh dipercayai. Katod ditanda untuk pengenalpastian polarity, yang penting untuk orientasi yang betul semasa pemasangan.

5.2 Pengenalpastian Polarity

Tanda katod yang jelas terdapat pada pakej. Polarity yang betul mesti diperhatikan semasa susun atur PCB dan pemasangan untuk memastikan fungsi yang betul dan mencegah kerosakan dari bias songsang.

6. Panduan Pateri dan Pemasangan

6.1 Profil Pateri Reflow

Peranti ini serasi dengan proses pateri reflow tanpa plumbum (Pb-free). Profil suhu yang disyorkan adalah kritikal untuk mencegah kerosakan haba:

- Pemanasan Awal:150-200°C selama 60-120 saat.

- Kadar Peningkatan:Maksimum 3°C/saat ke suhu puncak.

- Masa Atas Cecair (217°C):60-150 saat.

- Suhu Puncak:Maksimum 260°C.

- Masa Dalam 5°C dari Puncak:Maksimum 10 saat.

- Masa Atas 255°C:Maksimum 30 saat.

- Kadar Penyejukan:Maksimum 6°C/saat.

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

6.2 Pateri Tangan

Jika pateri tangan diperlukan, penjagaan yang sangat teliti mesti diambil:

- Gunakan besi pateri dengan suhu hujung di bawah 350°C.

- Hadkan masa sentuhan kepada maksimum 3 saat setiap terminal.

- Gunakan besi dengan penarafan kuasa 25W atau kurang.

- Benarkan selang minimum 2 saat antara pateri setiap terminal untuk menguruskan input haba.

- Elakkan menggunakan tekanan mekanikal pada badan LED semasa atau selepas pateri.

6.3 Penyimpanan dan Kepekaan Kelembapan

LED dibungkus dalam beg penghalang tahan kelembapan dengan desikan untuk mencegah penyerapan kelembapan, yang boleh menyebabkan "popcorning" semasa reflow.

- Sebelum Membuka:Simpan pada ≤30°C dan ≤90% Kelembapan Relatif (RH).

- Selepas Membuka:"Jangka hayat lantai" ialah 1 tahun pada ≤30°C dan ≤60% RH. Komponen yang tidak digunakan hendaklah dimeterai semula dalam beg kalis lembap.

- Pembakaran:Jika penunjuk desikan menunjukkan penyerapan kelembapan atau masa penyimpanan terlampaui, bakar LED pada 60 ±5°C selama 24 jam sebelum digunakan.

7. Pembungkusan dan Maklumat Pesanan

LED dibekalkan pada pita pembawa timbul untuk pemasangan automatik.

- Lebar Pita:8 mm.

- Saiz Gegelung:Diameter 7 inci.

- Kuantiti per Gegelung:2000 keping.

Label gegelung termasuk maklumat kritikal: Nombor Bahagian Pelanggan (CPN), Nombor Bahagian Pengilang (P/N), Kuantiti (QTY), dan kod bin untuk Keamatan Bercahaya (CAT), Panjang Gelombang Dominan (HUE), dan Voltan Ke Hadapan (REF).

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Biasa

• Pencahayaan Belakang:Sesuai untuk pencahayaan belakang penunjuk, suis, simbol, dan paparan LCD kecil dalam elektronik pengguna, papan pemuka automotif, dan panel kawalan industri.
• Penunjuk Status:Sempurna untuk penunjuk status kuasa, sambungan, atau fungsi dalam peralatan telekomunikasi (telefon, faks), periferal komputer, dan peranti rangkaian.
• Pencahayaan Tujuan Umum:Sesuai untuk sebarang aplikasi yang memerlukan sumber cahaya biru padat, boleh dipercayai, dan berkuasa rendah.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Had Semasa:Perintang had semasa luaran adalahsangat wajib. Voltan ke hadapan LED mempunyai pekali suhu negatif, bermakna ia berkurangan apabila suhu meningkat. Tanpa perintang, peningkatan kecil dalam voltan boleh membawa kepada peningkatan besar, berpotensi merosakkan, dalam arus (pelarian haba). Nilai perintang boleh dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (Vsupply - VF) / IF.
• Pengurusan Haba:Walaupun kuasa rendah, pastikan susun atur PCB tidak memerangkap haba di sekitar LED, terutamanya jika berbilang LED digunakan rapat bersama atau jika suhu ambien tinggi.
• Perlindungan ESD:Laksanakan langkah perlindungan ESD dalam proses pengendalian dan pemasangan, kerana peranti ini dinilai untuk 2000V HBM.
• Pembaikan:Elakkan membaiki LED yang dipateri. Jika benar-benar perlu, gunakan besi pateri berkepala dua khusus untuk memanaskan kedua-dua terminal secara serentak dan mengangkat komponen tanpa memusing, yang boleh merosakkan ikatan dalaman.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Pembezaan utama LED 12-11 terletak pada saiz pakejnya. Berbanding dengan LED SMD yang lebih besar (contohnya, 3528, 5050) atau LED melalui lubang, ia menawarkan pengurangan ketara dalam jejak dan ketinggian, membolehkan ultra-miniaturisasi. Berbanding dengan LED bersaiz 1206 lain, pembin khususnya untuk keamatan (M2), panjang gelombang (Y), dan voltan menyediakan prestasi yang boleh diramal untuk pereka yang memerlukan konsistensi. Pematuhannya dengan piawaian alam sekitar moden (RoHS, REACH, Bebas Halogen) juga merupakan kelebihan utama untuk produk yang mensasarkan pasaran global.

10. Soalan Lazim (FAQ)

S: Mengapa perintang had semasa diperlukan?

J: LED adalah peranti didorong arus, bukan didorong voltan. Ciri I-V mereka adalah eksponen. Perintang dalam siri menetapkan arus operasi tetap, mencegah pelarian haba dan memastikan operasi stabil, jangka panjang dalam had yang ditentukan.

S: Bolehkah saya memacu LED ini terus dari bekalan logik 3.3V atau 5V?

J: Tidak. Anda mesti sentiasa menggunakan perintang siri. Untuk bekalan 3.3V dan arus sasaran 5mA dengan VF 3.0V, perintang akan menjadi R = (3.3V - 3.0V) / 0.005A = 60 Ohm. Sentiasa gunakan VF maksimum dari bin untuk mengira nilai perintang kes terburuk.

S: Apakah yang ditandakan oleh "12-11" dalam nama bahagian?

J: Ia biasanya merujuk kepada dimensi pakej dalam persepuluh milimeter: 1.2 mm panjang dengan 1.0 mm lebar. Ketinggian adalah parameter berasingan.

S: Bagaimanakah saya mentafsir kod bin pada label gegelung?

J: Kod CAT, HUE, dan REF sepadan dengan bin Keamatan Bercahaya, Panjang Gelombang Dominan, dan Voltan Ke Hadapan yang diterangkan dalam bahagian 3.1, 3.2, dan 3.3. Ini memastikan anda menerima LED dengan ciri prestasi khusus yang anda pesan.

11. Kes Reka Bentuk Praktikal

Senario:Mereka bentuk penunjuk status padat untuk peranti USB. Peranti berjalan pada kuasa USB 5V dan memerlukan penunjuk biru yang jelas kelihatan.

Langkah Reka Bentuk:

1. Pemilihan Komponen:Pilih LED 12-11/BHC-ZL1M2QY/2C untuk saiz kecil dan output biru terangnya (bin M2).

2. Penetapan Arus:Tentukan arus operasi. Untuk penunjuk status, 5mA (keadaan ujian) memberikan keterlihatan yang baik tanpa penggunaan kuasa berlebihan.

3. Pengiraan Perintang:Gunakan VF maksimum dari bin voltan (contohnya, 3.2V untuk bin 33) untuk reka bentuk yang teguh. R = (5.0V - 3.2V) / 0.005A = 360 Ohm. Nilai standard terdekat ialah 360Ω atau 390Ω. Menggunakan 390Ω memberikan arus yang sedikit lebih rendah, selamat: I = (5.0V - 3.2V) / 390Ω ≈ 4.6 mA.

4. Susun Atur PCB:Letakkan jejak perintang 1206 bersebelahan dengan pad anod LED. Pastikan pad katod berorientasi dengan betul kepada penandaan katod PCB.

5. Pemasangan:Ikuti profil pateri reflow dalam bahagian 6.1. Saiz kecil membolehkan penempatan sangat dekat dengan komponen lain, menjimatkan ruang papan.

12. Prinsip Operasi

LED ini adalah peranti fotonik semikonduktor. Ia berdasarkan struktur hetero InGaN (Indium Gallium Nitride). Apabila voltan ke hadapan melebihi voltan hidup diod (~2.7V) digunakan, elektron dan lubang disuntik ke kawasan aktif dari lapisan semikonduktor jenis-n dan jenis-p, masing-masing. Pembawa cas ini bergabung semula secara radiatif, membebaskan tenaga dalam bentuk foton. Komposisi khusus aloi InGaN menentukan tenaga jurang jalur, yang secara langsung mentakrifkan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, cahaya biru dengan puncak sekitar 468 nm. Enkapsulan resin jernih air melindungi die semikonduktor dan bertindak sebagai kanta, membentuk sudut pandangan 120 darjah.

13. Trend Teknologi

Pembangunan LED SMD seperti pakej 12-11 mengikuti trend yang lebih luas dalam elektronik: miniaturisasi, peningkatan kecekapan, dan peningkatan kebolehpercayaan. Penggunaan teknologi InGaN untuk LED biru adalah pencapaian asas dalam pencahayaan keadaan pepejal, membolehkan LED putih (melalui penukaran fosfor) dan paparan warna penuh. Trend semasa dalam industri termasuk mendorong untuk kecekapan bercahaya yang lebih tinggi (lebih banyak output cahaya per watt), peningkatan konsistensi warna melalui pembin yang lebih ketat, dan pembangunan format pakej novel untuk aplikasi khusus seperti paparan mini-LED dan mikro-LED. Pematuhan alam sekitar (bebas Pb, bebas halogen) yang diserlahkan dalam dokumen teknikal ini mencerminkan peralihan seluruh industri ke arah proses pembuatan yang lebih mampan.

14. Penafian Sekatan Aplikasi

Produk ini direka untuk aplikasi komersial dan industri umum. Ia tidak direka atau diperakui khusus untuk aplikasi kebolehpercayaan tinggi di mana kegagalan boleh membawa kepada kecederaan peribadi, kehilangan nyawa, atau kerosakan harta benda yang ketara. Aplikasi sedemikian termasuk, tetapi tidak terhad kepada:

- Sistem ketenteraan dan aeroangkasa (contohnya, kawalan penerbangan).

- Sistem keselamatan dan keselamatan automotif (contohnya, kawalan beg udara, sistem brek).

- Peralatan perubatan sokongan hayat atau kritikal hayat.

Untuk digunakan dalam ini atau sebarang aplikasi lain di luar spesifikasi yang diterbitkan, perundingan dengan pengilang komponen adalah penting untuk menentukan sama ada produk yang berbeza, diperakui khas diperlukan.