Spesifikasi SMD LED 19-117/BHC-ZL1M2RY/3T - Biru 468nm - 2.8x3.5x0.8mm - 3.1V - 40mW - Dokumen Teknikal MS

1. Gambaran Keseluruhan Produk

19-117/BHC-ZL1M2RY/3T ialah LED biru permukaan-mount yang padat, direka untuk aplikasi elektronik moden yang memerlukan kebolehpercayaan tinggi dan pemasangan yang cekap. Komponen ini mewakili kemajuan yang ketara berbanding LED bingkai plumbum tradisional, menawarkan faedah besar dari segi penggunaan ruang papan dan kecekapan pembuatan.

1.1 Kelebihan Teras dan Penentududukan Produk

Kelebihan utama LED ini ialah saiz tapaknya yang mini, yang secara langsung membolehkan reka bentuk papan litar bercetak (PCB) yang lebih kecil. Pengurangan saiz ini menyumbang kepada ketumpatan pek komponen yang lebih tinggi, membolehkan fungsi yang lebih kompleks dalam ruang yang terhad. Tambahan pula, keperluan penyimpanan yang dikurangkan untuk kedua-dua komponen dan peralatan terpasang akhir membawa kepada penjimatan kos keseluruhan dalam logistik dan perumahan produk.

Pembinaannya yang ringan menjadikannya sangat sesuai untuk peranti elektronik mudah alih dan mini di mana berat adalah faktor reka bentuk kritikal. Komponen ini dibekalkan pada pita standard industri 8mm yang dipasang pada reel diameter 7 inci, memastikan keserasian penuh dengan peralatan pemasangan pick-and-place automatik berkelajuan tinggi, yang penting untuk pengeluaran besar-besaran.

1.2 Aplikasi Sasaran dan Pasaran

LED ini serba boleh dan digunakan dalam beberapa bidang aplikasi utama. Kes penggunaan utama ialah lampu latar untuk panel instrumen, penunjuk papan pemuka, dan suis membran, di mana output birunya yang konsisten memberikan pencahayaan yang jelas. Dalam sektor telekomunikasi, ia berfungsi sebagai penunjuk status dan lampu latar kekunci dalam peranti seperti telefon dan mesin faks.

Ia juga digunakan untuk penyelesaian lampu latar rata di belakang paparan kristal cecair (LCD), simbol, dan pelbagai antara muka suis. Sifatnya yang serba guna bermakna ia boleh disesuaikan untuk pelbagai aplikasi penunjuk pengguna, industri, dan automotif di mana sumber cahaya biru yang boleh dipercayai diperlukan.

2. Spesifikasi Teknikal dan Tafsiran Mendalam

Memahami penarafan maksimum mutlak adalah penting untuk memastikan kebolehpercayaan jangka panjang dan mencegah kegagalan pramatang LED dalam litar aplikasi.

2.1 Penarafan Maksimum Mutlak

Peranti ini dinilai untuk arus ke hadapan berterusan (IF) 10 mA. Melebihi nilai ini akan menghasilkan haba yang berlebihan, merosakkan simpang semikonduktor dalaman dan membawa kepada penurunan pesat output bercahaya dan akhirnya kegagalan bencana. Untuk operasi berdenyut, arus ke hadapan puncak (IFP) 40 mA dibenarkan, tetapi hanya di bawah kitar tugas ketat 1/10 pada frekuensi 1 kHz. Ini membolehkan momen singkat kecerahan yang lebih tinggi tanpa terlalu panas.

Pelesapan kuasa keseluruhan (Pd) tidak boleh melebihi 40 mW, yang merupakan fungsi arus ke hadapan dan voltan. Julat suhu operasi dan penyimpanan ditetapkan masing-masing dari -40°C hingga +85°C dan -40°C hingga +90°C, menunjukkan kesesuaian untuk persekitaran yang keras. Komponen ini menawarkan tahap perlindungan terhadap nyahcas elektrostatik (ESD), dinilai pada 2000V mengikut Model Badan Manusia (HBM), yang merupakan tahap standard untuk pengendalian dalam persekitaran terkawal tetapi masih memerlukan langkah berjaga-jaga ESD yang betul semasa pemasangan.

2.2 Ciri-ciri Elektro-Optik

Di bawah keadaan ujian standard (suhu persekitaran Ta=25°C dan arus ke hadapan 5 mA), LED mempamerkan parameter prestasi utama. Keamatan bercahaya (Iv) mempunyai julat tipikal, dengan nilai minimum dan maksimum ditakrifkan oleh sistem binning yang diterangkan kemudian. Sudut pandangan (2θ1/2) ialah 120 darjah yang luas, memberikan corak pancaran yang luas dan meresap sesuai untuk pencahayaan kawasan dan bukannya pancaran fokus.

Ciri-ciri spektrum adalah teras kepada warna birunya. Panjang gelombang puncak (λp) biasanya 468 nanometer (nm), manakala panjang gelombang dominan (λd) jatuh antara 465.0 nm dan 475.0 nm. Lebar jalur spektrum (Δλ) adalah kira-kira 25 nm, mentakrifkan ketulenan warna biru. Voltan ke hadapan (VF) yang diperlukan untuk mencapai arus ujian 5 mA adalah antara 2.50V hingga 3.10V. Parameter ini adalah kritikal untuk reka bentuk litar, kerana ia menentukan penurunan voltan merentasi LED dan nilai perintang had arus yang diperlukan.

3. Penjelasan Sistem Binning

Untuk memastikan konsistensi dalam pengeluaran besar-besaran, LED disusun ke dalam bin prestasi. Sistem ini membolehkan pereka memilih komponen yang memenuhi kriteria minimum tertentu untuk aplikasi mereka.

3.1 Binning Keamatan Bercahaya

Output bercahaya dikategorikan kepada empat bin berbeza: L1, L2, M1, dan M2. Bin L1 mewakili julat output terendah (11.5 - 14.5 mcd), manakala bin M2 mewakili yang tertinggi (22.5 - 28.5 mcd). Pereka boleh menentukan kod bin untuk menjamin tahap kecerahan minimum untuk produk mereka, yang penting untuk aplikasi yang memerlukan pencahayaan panel seragam atau memenuhi piawaian keterlihatan tertentu.

3.2 Binning Panjang Gelombang Dominan

Warna cahaya biru dikawal melalui binning panjang gelombang dominan. Dua bin ditakrifkan: 'X' (465.0 - 470.0 nm) dan 'Y' (470.0 - 475.0 nm). Bin 'X' menghasilkan panjang gelombang yang sedikit lebih pendek, biru lebih dalam, manakala bin 'Y' adalah panjang gelombang yang sedikit lebih panjang, condong ke arah warna biru-sian. Ini membolehkan padanan warna antara LED yang berbeza dalam tatasusunan atau memastikan nada biru tertentu atas sebab jenama atau estetik.

3.3 Binning Voltan Ke Hadapan

Voltan ke hadapan dibin kepada tiga kategori: 9 (2.50 - 2.70V), 10 (2.70 - 2.90V), dan 11 (2.90 - 3.10V). Mengetahui bin voltan adalah penting untuk mereka bentuk litar pemacu yang cekap. Menggunakan LED dari bin voltan yang sama atau diketahui meminimumkan variasi dalam arus dan kecerahan apabila berbilang LED disambung secara selari tanpa pengawalan arus individu.

4. Analisis Keluk Prestasi

Keluk ciri yang disediakan menawarkan pandangan mendalam tentang tingkah laku LED di bawah keadaan operasi yang berbeza, yang diperlukan untuk reka bentuk sistem yang teguh.

4.1 Keamatan Bercahaya Relatif vs. Arus Ke Hadapan

Keluk yang menunjukkan keamatan bercahaya relatif sebagai fungsi arus ke hadapan biasanya tidak linear. Output meningkat dengan arus tetapi akhirnya akan tepu. Lebih penting lagi, beroperasi di atas arus yang disyorkan membawa kepada suhu simpang yang berlebihan, yang bukan sahaja mengurangkan kecekapan tetapi juga memendekkan jangka hayat peranti. Keluk ini membantu pereka mencari keseimbangan optimum antara kecerahan yang diingini dan jangka hayat operasi.

4.2 Keamatan Bercahaya Relatif vs. Suhu Persekitaran

Prestasi LED sangat bergantung pada suhu. Apabila suhu persekitaran meningkat, output bercahaya umumnya berkurangan. Keluk ini mengukur penurunan itu. Untuk aplikasi yang tertakluk kepada suhu tinggi (cth., di dalam papan pemuka automotif atau berhampiran komponen lain yang menjana haba), data ini adalah penting untuk memastikan LED kekal cukup terang di bawah semua keadaan operasi. Ia mungkin memerlukan reka bentuk untuk bin kecerahan yang lebih tinggi atau melaksanakan strategi pengurusan haba.

4.3 Keluk Penurunan Arus Ke Hadapan

Ini boleh dikatakan keluk yang paling kritikal untuk kebolehpercayaan. Ia mentakrifkan arus ke hadapan berterusan maksimum yang dibenarkan pada mana-mana suhu persekitaran yang diberikan. Apabila suhu meningkat, arus selamat maksimum berkurangan. Mematuhi keluk penurunan ini menghalang pelarian haba dan memastikan LED beroperasi dalam kawasan operasi selamatnya (SOA), yang asas untuk mencapai jangka hayat yang ditetapkan.

4.4 Taburan Spektrum dan Corak Sinaran

Plot taburan spektrum menunjukkan keamatan cahaya yang dipancarkan merentasi panjang gelombang yang berbeza, berpusat sekitar 468 nm. Gambarajah corak sinaran (sering plot kutub) menggambarkan bagaimana cahaya dipancarkan secara spatial dari pakej. Sudut pandangan luas 120 darjah mengesahkan corak pancaran Lambertian atau hampir-Lambertian, di mana keamatan adalah tertinggi berserenjang dengan cip dan berkurangan pada sudut yang lebih luas.

5. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

5.1 Dimensi Pakej dan Toleransi

LED ini mempunyai pakej SMD standard. Dimensi kritikal termasuk saiz badan, yang menentukan corak tanah PCB, dan penempatan terminal anod dan katod. Lukisan dimensi menentukan semua ukuran utama dengan toleransi standard ±0.1 mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Maklumat ini digunakan untuk mencipta tapak kaki PCB, memastikan pematerian dan penjajaran yang betul.

5.2 Pengenalpastian Pola dan Reka Bentuk Pad

Pola yang betul adalah penting untuk operasi LED. Lukisan pakej datasheet dengan jelas menunjukkan anod dan katod. Biasanya, satu pad mungkin ditanda atau mempunyai bentuk yang berbeza (cth., takuk atau tepi serong) pada komponen itu sendiri untuk pengenalpastian visual di bawah pembesaran. Susun atur pad PCB yang disyorkan memastikan sambungan pateri yang boleh dipercayai dan sambungan haba dan elektrik yang betul.

6. Panduan Pematerian dan Pemasangan

Pengendalian dan pematerian yang betul adalah kritikal untuk mengekalkan prestasi dan kebolehpercayaan LED.

6.1 Parameter Pematerian Alir Semula

Komponen ini serasi dengan proses alir semula inframerah dan fasa wap. Profil suhu pematerian bebas plumbum tertentu disediakan. Parameter utama termasuk peringkat pemanasan awal (150-200°C selama 60-120 saat), masa di atas likuidus (217°C) 60-150 saat, dan suhu puncak tidak melebihi 260°C selama maksimum 10 saat. Kadar pemanasan dan penyejukan maksimum juga ditentukan untuk mencegah kejutan haba. Amat disyorkan agar pematerian alir semula tidak dilakukan lebih daripada dua kali untuk mengelakkan kerosakan pada ikatan wayar dalaman atau kanta epoksi.

6.2 Langkah Berjaga-jaga Pematerian Tangan dan Kerja Semula

Jika pematerian tangan tidak dapat dielakkan, penjagaan yang melampau mesti diambil. Suhu hujung besi pemateri mestilah di bawah 350°C, dan masa sentuhan dengan setiap terminal tidak boleh melebihi 3 saat. Besi pemateri kuasa rendah (≤25W) adalah disyorkan. Amaran penting diberikan: kerosakan sering berlaku semasa pematerian tangan. Untuk kerja semula, besi pemateri berkepala dua khusus yang direka untuk komponen SMD harus digunakan untuk memanaskan kedua-dua terminal secara serentak dan mengangkat komponen tanpa memberi tekanan pada sambungan pateri atau badan LED.

6.3 Penyimpanan dan Kepekaan Kelembapan

LED dibungkus dalam beg penghalang tahan lembapan dengan desikan untuk mencegah penyerapan kelembapan atmosfera. Beg itu tidak boleh dibuka sehingga komponen sedia untuk digunakan dalam pengeluaran. Setelah dibuka, LED harus digunakan dalam masa 168 jam (7 hari) jika disimpan dalam keadaan ≤30°C dan ≤60% kelembapan relatif. Jika masa pendedahan ini dilebihi, rawatan pembakaran (60 ±5°C selama 24 jam) diperlukan untuk mengeluarkan kelembapan dan mencegah "popcorning" atau delaminasi semasa proses alir semula suhu tinggi.

7. Pembungkusan dan Maklumat Pesanan

7.1 Spesifikasi Reel dan Pita

Produk ini dibekalkan dalam format pita-dan-reel untuk pemasangan automatik. Dimensi pita pembawa, saiz poket, dan dimensi reel ditentukan. Setiap reel mengandungi 3000 keping. Bahan reel dan pita direka untuk tahan lembapan, melindungi komponen semasa penyimpanan dan pengangkutan.

7.2 Penjelasan Label dan Penomboran Model

Label pembungkusan mengandungi beberapa medan utama: nombor bahagian pelanggan (CPN), nombor bahagian pengilang (P/N), kuantiti pembungkusan (QTY), dan kod bin khusus untuk keamatan bercahaya (CAT), panjang gelombang dominan (HUE), dan voltan ke hadapan (REF). Nombor lot (LOT No.) juga disediakan untuk kebolehjejakan. Memahami pelabelan ini adalah penting untuk mengesahkan bahawa komponen yang diterima sepadan dengan spesifikasi yang dipesan.

8. Pertimbangan Reka Bentuk Aplikasi

8.1 Reka Bentuk Litar dan Had Arus

Peraturan reka bentuk yang paling kritikal ialah penggunaan mandatori perintang had arus bersiri (atau pemacu arus malar untuk aplikasi lanjutan). Voltan ke hadapan LED mempunyai pekali suhu negatif dan toleransi pembuatan. Peningkatan sedikit dalam voltan bekalan tanpa had arus boleh menyebabkan peningkatan besar, berpotensi merosakkan, dalam arus. Nilai perintang dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (V_bekalan- V_F) / I_F, di mana V_Fdan I_Fadalah titik operasi sasaran.

8.2 Pengurusan Haba dalam Penggunaan Akhir

Walaupun LED itu sendiri kecil, menguruskan habanya adalah penting untuk prestasi dan jangka hayat. Pereka harus mempertimbangkan laluan haba dari pad pateri LED ke PCB dan berpotensi ke penyejuk haba. Menggunakan PCB dengan kawasan kuprum yang mencukupi (pad pelepasan haba) di sekitar tapak kaki LED boleh membantu menyebarkan haba. Keluk penurunan mesti dirujuk untuk aplikasi dengan suhu persekitaran yang tinggi.

8.3 Integrasi Optik

Untuk aplikasi lampu latar atau penunjuk, pertimbangkan laluan optik. Sudut pandangan yang luas adalah bermanfaat untuk menerangi penyebar atau panduan cahaya secara sekata. Jarak antara LED dan permukaan yang diterangi, serta penggunaan pemantul atau kanta, akan mempengaruhi kecerahan dan keseragaman akhir. Warna biru juga boleh ditukar kepada putih atau warna lain menggunakan kanta bersalut fosfor atau teknik fosfor jauh dalam beberapa aplikasi.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan teknologi LED lubang-lalu yang lebih lama, SMD LED ini menawarkan prestasi yang lebih baik dalam bidang utama. Ketidakhadiran plumbum menghapuskan induktansi parasit dan membolehkan pensuisan frekuensi yang lebih tinggi jika digunakan dalam mod berdenyut, walaupun ini bukan aplikasi tipikal. Jisim haba yang lebih kecil pakej SMD boleh membolehkan tindak balas haba yang lebih pantas, tetapi ia juga bermakna haba mesti dikeluarkan dengan lebih cekap melalui PCB.

Dalam kategori SMD LED biru, 19-117 membezakannya dengan gabungan khusus saiz pakej (membolehkan susun atur yang sangat padat), sudut pandangan luas (untuk pencahayaan luas), dan sistem binning yang komprehensif (untuk fleksibiliti dan konsistensi reka bentuk). Pematuhannya kepada piawaian RoHS, REACH, dan bebas halogen menjadikannya sesuai untuk pasaran global dengan peraturan alam sekitar yang ketat.

10. Soalan Lazim (FAQ) Berdasarkan Parameter Teknikal

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

Menggunakan voltan ke hadapan maksimum (3.10V dari bin 11) dan arus sasaran 5 mA untuk kecerahan standard: R = (5V - 3.10V) / 0.005A = 380 Ohm. Nilai standard terdekat ialah 390 Ohm. Pengiraan semula dengan 390 Ohm memberikan I_F= (5V - 3.10V) / 390 = ~4.87 mA, yang selamat. Sentiasa gunakan V_Fmaksimum dari bin yang anda pilih untuk pengiraan ini untuk memastikan arus tidak pernah melebihi had.

10.2 Bolehkah saya mengendalikan LED ini pada 20 mA untuk kecerahan yang lebih tinggi?

Tidak. Penarafan arus ke hadapan berterusan maksimum mutlak ialah 10 mA. Beroperasi pada 20 mA akan melebihi penarafan ini, menyebabkan terlalu panas yang teruk, penyusutan bercahaya yang cepat, dan hampir pasti kegagalan. Untuk mencapai kecerahan yang lebih tinggi, pilih LED dari bin keamatan bercahaya yang lebih tinggi (M1 atau M2) atau gunakan berbilang LED, bukan arus yang lebih tinggi.

10.3 Bagaimana saya mentafsir kod bin pada label?

Medan label CAT, HUE, dan REF sepadan dengan bin. Sebagai contoh, label yang menunjukkan CAT: M2, HUE: X, REF: 10 bermakna LED pada reel itu mempunyai keamatan bercahaya antara 22.5 dan 28.5 mcd (M2), panjang gelombang dominan antara 465.0 dan 470.0 nm (X), dan voltan ke hadapan antara 2.70 dan 2.90V (10).

11. Contoh Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

11.1 Kluster Penunjuk Papan Pemuka

Dalam papan pemuka automotif, berbilang LED 19-117 mungkin digunakan di belakang kanta polikarbonat untuk menerangi simbol amaran (cth., lampu tinggi, isyarat belok). Pereka akan memilih bin kecerahan tertentu (cth., M1) untuk memastikan keterlihatan di bawah keadaan siang hari yang terang. LED akan didorong oleh sistem 12V kenderaan melalui rangkaian perintang had arus atau IC pemacu LED khusus. Sudut pandangan yang luas memastikan simbol diterangi secara sekata. Julat suhu operasi tinggi (-40 hingga +85°C) adalah penting untuk persekitaran yang keras ini.

11.2 Penunjuk Status Kuasa Rendah

Untuk peranti pengguna berkuasa dinding seperti penghala atau pengecas, satu LED 19-117 memberikan petunjuk kuasa-hidup/status yang jelas. Didorong pada 5 mA dari rel USB 5V atau rel logik 3.3V (dengan perintang yang dikira dengan betul), ia menggunakan kuasa yang sangat sedikit. Warna biru sering dikaitkan dengan status "aktif" atau "bersambung". Saiznya yang kecil membolehkannya muat dalam profil peranti elektronik moden yang semakin nipis.

12. Prinsip Operasi

LED 19-117 ialah sumber cahaya semikonduktor. Terasnya ialah cip yang terdiri daripada bahan seperti indium galium nitrida (InGaN), yang membentuk simpang p-n. Apabila voltan ke hadapan melebihi potensi terbina dalam simpang dikenakan, elektron dan lubang disuntik merentasi simpang. Apabila pembawa cas ini bergabung semula, tenaga dibebaskan dalam bentuk foton (cahaya). Tenaga jurang jalur khusus bahan InGaN menentukan panjang gelombang foton yang dipancarkan, dalam kes ini, sekitar 468 nm, yang dilihat sebagai cahaya biru. Kanta epoksi melindungi cip, memberikan perlindungan mekanikal, dan membentuk cahaya yang dipancarkan menjadi corak sinaran yang dikehendaki.

13. Trend dan Konteks Teknologi

LED 19-117 berada dalam trend yang lebih luas pengecilan elektronik dan peralihan dari teknologi lubang-lalu ke permukaan-mount. Peralihan ini membolehkan pemasangan automatik, volum tinggi, mengurangkan kos pembuatan dan meningkatkan kebolehpercayaan dengan menghapuskan langkah pematerian manual. Dalam industri LED khususnya, perkembangan berterusan memberi tumpuan kepada peningkatan keberkesanan bercahaya (lebih banyak output cahaya per watt input elektrik), meningkatkan konsistensi dan ketepuan warna, dan meningkatkan kebolehpercayaan di bawah keadaan suhu tinggi dan arus tinggi. Walaupun ini adalah LED biru standard, sains bahan asas dan teknik pembungkusan terus berkembang, mendorong peningkatan prestasi dalam generasi komponen seterusnya.