Spesifikasi Teknikal LED SMD Biru 27-21 - Dimensi 2.7x2.1x1.2mm - Voltan 3.3V - Kuasa 0.095W

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LED SMD 27-21 ialah peranti permukaan-pasang yang padat, direka untuk aplikasi elektronik moden yang memerlukan fungsi penunjuk atau lampu latar yang boleh dipercayai. Kelebihan utamanya terletak pada tapaknya yang jauh lebih kecil berbanding LED berbingkai plumbum tradisional, membolehkan ketumpatan komponen yang lebih tinggi pada papan litar bercetak (PCB), mengurangkan keperluan penyimpanan, dan akhirnya menyumbang kepada pengecilan peralatan akhir. Pembinaan ringan ini meningkatkan lagi kesesuaiannya untuk aplikasi yang mempunyai ruang terhad dan mudah alih.

LED biru satu warna ini dibina menggunakan cip semikonduktor InGaN (Indium Gallium Nitride), disalut dalam resin jernih air. Ia adalah produk bebas Pb yang mematuhi arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya), peraturan EU REACH, dan piawaian bebas halogen, memastikan keselamatan alam sekitar dan penerimaan pasaran yang luas.

2. Penerangan Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Had Maksimum Mutlak

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

• Voltan Songsang (V_R):5V. Melebihi voltan ini dalam bias songsang boleh menyebabkan kerosakan simpang.
• Arus Hadapan Berterusan (I_F):25 mA. Arus DC maksimum untuk operasi yang boleh dipercayai.
• Arus Hadapan Puncak (I_FP):100 mA. Ini dibenarkan hanya di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10 pada 1 kHz) untuk mengendalikan lonjakan sementara.
• Pelesapan Kuasa (P_d):95 mW. Kuasa maksimum yang boleh dipancarkan oleh pakej pada suhu ambien (T_a) 25°C. Pengurangan kuasa adalah perlu pada suhu yang lebih tinggi.
• Nyahcas Elektrostatik (ESD):150V (Model Badan Manusia). Prosedur pengendalian ESD yang betul adalah wajib semasa pemasangan dan pengendalian.
• Suhu Operasi (T_opr):-40°C hingga +85°C. Julat suhu ambien untuk operasi peranti normal.
• Suhu Penyimpanan (T_stg):-40°C hingga +90°C.
• Suhu Pematerian:Peranti ini boleh menahan pematerian reflow dengan suhu puncak 260°C sehingga 10 saat, atau pematerian tangan pada 350°C sehingga 3 saat setiap terminal.

2.2 Ciri-ciri Elektro-Optik

Parameter ini diukur pada T_a=25°C dan I_F=20mA, mewakili keadaan operasi biasa.

• Keamatan Pencahayaan (I_v):Julat dari 28.5 mcd (min) hingga 72.0 mcd (maks), dengan toleransi biasa ±11%. Ini mentakrifkan kecerahan yang dilihat pada LED.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):130 darjah (biasa). Sudut lebar ini memastikan keterlihatan yang baik dari kedudukan luar paksi.
• Panjang Gelombang Puncak (λ_p):468 nm (biasa). Panjang gelombang di mana pancaran spektrum paling kuat.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):Julat dari 464.50 nm hingga 476.50 nm. Ini mentakrifkan warna cahaya yang dilihat, dengan toleransi ketat ±1 nm.
• Lebar Jalur Spektrum (Δλ):25 nm (biasa). Lebar spektrum yang dipancarkan pada separuh keamatan maksimum (FWHM).
• Voltan Hadapan (V_F):Julat dari 2.70V (min) hingga 3.70V (maks), dengan nilai biasa 3.30V pada 20mA. Ini adalah kritikal untuk mereka bentuk litar pembatas arus.
• Arus Songsang (I_R):Maksimum 50 µA pada V_R=5V. Parameter ini adalah untuk tujuan ujian sahaja; peranti tidak boleh dikendalikan dalam bias songsang.

3. Penjelasan Sistem Binning

Untuk memastikan konsistensi warna dan kecerahan dalam pengeluaran, LED disusun ke dalam bin berdasarkan parameter utama.

3.1 Binning Keamatan Pencahayaan

LED dikategorikan kepada empat bin (N1, N2, P1, P2) berdasarkan keamatan pencahayaan yang diukur pada I_F=20mA. Ini membolehkan pereka memilih gred kecerahan yang sesuai untuk aplikasi mereka, memastikan rupa seragam dalam tatasusunan pelbagai LED.

• Bin N1:28.5 – 36.0 mcd
• Bin N2:36.0 – 45.0 mcd
• Bin P1:45.0 – 57.0 mcd
• Bin P2:57.0 – 72.0 mcd

3.2 Binning Panjang Gelombang Dominan

LED juga dibin mengikut panjang gelombang dominan kepada empat kod (A9, A10, A11, A12). Kawalan ketat ini (≈3 nm setiap bin) adalah penting untuk aplikasi yang memerlukan padanan warna yang tepat.

• Bin A9:464.5 – 467.5 nm
• Bin A10:467.5 – 470.5 nm
• Bin A11:470.5 – 473.5 nm
• Bin A12:473.5 – 476.5 nm

4. Analisis Lengkung Prestasi

Walaupun graf khusus dirujuk dalam lembaran data, implikasinya adalah kritikal untuk reka bentuk.

4.1 Arus Hadapan vs. Voltan Hadapan (Lengkung I-V)

Ciri I-V adalah eksponen. Peningkatan kecil dalam voltan hadapan melebihi nilai biasa 3.3V boleh membawa kepada peningkatan besar, yang berpotensi merosakkan, dalam arus hadapan. Ini menekankan keperluan mutlak untuk menggunakan perintang pembatas arus luaran atau pemacu arus malar secara bersiri dengan LED.

4.2 Keamatan Pencahayaan vs. Arus Hadapan

Keamatan pencahayaan adalah lebih kurang berkadar dengan arus hadapan dalam had yang dinilai. Mengendalikan di bawah 20mA akan mengurangkan output, manakala melebihi 25mA berisiko mempercepatkan degradasi dan mengurangkan jangka hayat, walaupun seketika berada dalam penarafan arus puncak.

4.3 Kebergantungan Suhu

Prestasi LED adalah sensitif kepada suhu. Apabila suhu simpang meningkat, voltan hadapan biasanya menurun sedikit, manakala keamatan pencahayaan boleh menurun dengan ketara. Pengurusan haba yang mencukupi pada PCB adalah penting untuk mengekalkan kecerahan yang konsisten, terutamanya dalam aplikasi berketumpatan tinggi atau tertutup.

5. Maklumat Mekanikal & Pembungkusan

5.1 Dimensi Pakej

Pakej 27-21 mempunyai dimensi nominal 2.7mm (panjang) x 2.1mm (lebar) x 1.2mm (tinggi), dengan toleransi piawai ±0.1mm melainkan dinyatakan sebaliknya. Lukisan dimensi terperinci memberikan ukuran kritikal untuk reka bentuk corak tanah PCB, termasuk saiz pad, jarak, dan orientasi komponen.

5.2 Pengenalpastian Polarity

Katod biasanya ditunjukkan oleh penanda visual pada pakej LED, seperti takuk, titik hijau, atau sudut terpotong. Polarity yang betul mesti diperhatikan semasa penempatan untuk memastikan operasi yang betul.

5.3 Pembungkusan Pita dan Gegelung

Peranti dibekalkan dalam pita pembawa 8mm pada gegelung diameter 7 inci, serasi dengan peralatan pick-and-place automatik piawai. Setiap gegelung mengandungi 3000 keping. Pembungkusan termasuk bahan tahan lembapan: beg kalis lembapan aluminium dengan bahan pengering dan kad penunjuk kelembapan untuk melindungi LED daripada kelembapan ambien semasa penyimpanan dan pengangkutan.

6. Garis Panduan Pematerian & Pemasangan

6.1 Profil Pematerian Reflow

Profil reflow bebas plumbum (Pb-free) ditentukan. Parameter utama termasuk: peringkat pemanasan awal antara 150-200°C selama 60-120 saat; masa di atas likuidus (217°C) 60-150 saat; suhu puncak tidak melebihi 260°C untuk maksimum 10 saat; dan kadar pemanjatan dan penyejukan terkawal untuk mengurangkan kejutan terma. Reflow tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali.

6.2 Pematerian Tangan

Jika pematerian tangan diperlukan, penjagaan yang melampau diperlukan. Gunakan besi pemateri dengan suhu hujung di bawah 350°C, gunakan haba pada setiap terminal tidak lebih daripada 3 saat, dan benarkan selang penyejukan sekurang-kurangnya 2 saat antara terminal. Kuasa besi hendaklah 25W atau kurang untuk mengelakkan pemanasan setempat yang berlebihan.

6.3 Kepekaan Kelembapan dan Penyimpanan

LED adalah sensitif kepada kelembapan. Beg kalis lembapan yang dimeterai tidak boleh dibuka sehingga sejurus sebelum digunakan. Selepas dibuka, LED yang tidak digunakan mesti disimpan dalam persekitaran 30°C atau kurang dan kelembapan relatif 60% atau kurang. "Jangkahayat lantai" selepas beg dibuka ialah 168 jam (7 hari). Jika masa ini dilebihi atau bahan pengering menunjukkan tepu, rawatan pembakaran pada 60°C ±5°C selama 24 jam diperlukan sebelum digunakan.

7. Cadangan Aplikasi

7.1 Senario Aplikasi Biasa

• Lampu Latar:Sesuai untuk penunjuk papan pemuka, pencahayaan suis, dan lampu latar simbol kerana saiznya yang padat dan output biru yang konsisten.
• Peralatan Telekomunikasi:Berfungsi sebagai penunjuk status atau lampu latar kekunci dalam peranti seperti telefon dan mesin faks.
• Lampu Latar Rata LCD:Boleh digunakan dalam tatasusunan untuk paparan LCD kecil berkuasa rendah.
• Kegunaan Penunjuk Umum:Sesuai untuk status kuasa, penunjuk mod, dan fungsi isyarat lain dalam elektronik pengguna dan industri.

7.2 Pertimbangan Reka Bentuk

• Pembatas Arus:Sentiasa gunakan perintang bersiri yang dikira berdasarkan voltan bekalan (V_CC), voltan hadapan LED (V_F), dan arus hadapan yang dikehendaki (I_F). Formula: R = (V_CC- V_F) / I_F. Gunakan V_Fmaksimum dari lembaran data untuk reka bentuk yang konservatif.
• Pengurusan Haba:Pastikan PCB mempunyai kawasan kuprum yang mencukupi yang disambungkan ke pad LED untuk bertindak sebagai penyerap haba, terutamanya apabila beroperasi pada atau berhampiran penarafan arus maksimum.
• Perlindungan ESD:Laksanakan langkah perlindungan ESD pada talian input sensitif jika LED boleh diakses oleh pengguna.

8. Perbandingan & Pembezaan Teknikal

LED SMD 27-21 menawarkan beberapa kelebihan utama dalam kelasnya. Tapak 2.7x2.1mm adalah lebih kecil daripada banyak LED lubang-lalu 3mm atau 5mm tradisional, menjimatkan ruang papan yang ketara. Sudut pandangan lebar 130° memberikan keterlihatan luar paksi yang lebih baik berbanding LED sudut sempit. Penggunaan teknologi InGaN menghasilkan warna biru terang dan tepu dengan kecekapan tinggi. Tambahan pula, pematuhannya kepada piawaian RoHS, REACH, dan bebas halogen menjadikannya pilihan yang tahan masa untuk pasaran global dengan peraturan alam sekitar yang ketat. Sistem binning terperinci memberikan pereka ramalan yang diperlukan untuk pengeluaran volum tinggi yang memerlukan konsistensi visual.

9. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

9.1 Mengapakah perintang pembatas arus adalah wajib?

Ciri I-V LED adalah tidak linear. Tanpa perintang, peningkatan kecil dalam voltan bekalan menyebabkan lonjakan arus yang besar dan tidak terkawal, dengan cepat melebihi Had Maksimum Mutlak 25mA dan membawa kepada kegagalan serta-merta. Perintang menetapkan titik operasi yang stabil.

9.2 Bolehkah saya mengendalikan LED ini dengan bekalan 5V?

Ya, tetapi anda mesti menggunakan perintang bersiri. Sebagai contoh, dengan bekalan 5V (V_CC=5V), V_Fbiasa 3.3V, dan sasaran I_F20mA, nilai perintang akan menjadi R = (5V - 3.3V) / 0.020A = 85 Ohm. Perintang piawai 82 atau 100 Ohm akan sesuai, dengan penarafan kuasa P = I²R = (0.02)²* 85 = 0.034W, jadi perintang 1/8W atau 1/10W adalah mencukupi.

9.3 Apakah perbezaan antara Panjang Gelombang Puncak dan Dominan?

Panjang Gelombang Puncak (λ_p) ialah panjang gelombang fizikal di mana output spektrum tertinggi. Panjang Gelombang Dominan (λ_d) ialah nilai yang dikira yang sepadan dengan warna yang dilihat oleh mata manusia, dengan mengambil kira keseluruhan spektrum pancaran dan kepekaan mata. Untuk LED monokromatik seperti biru ini, mereka sering hampir, tetapi λ_dlebih relevan untuk spesifikasi warna.

9.4 Mengapakah terdapat "jangkahayat lantai" yang ketat selepas beg dibuka?

LED SMD boleh menyerap kelembapan dari atmosfera melalui pembungkusan plastik mereka. Semasa proses pematerian reflow suhu tinggi, kelembapan yang terperangkap ini boleh mengembang dengan cepat, menyebabkan pengelupasan dalaman atau "popcorning," yang merekah pakej dan memusnahkan peranti. Jangkahayat lantai dan prosedur pembakaran menguruskan kandungan kelembapan ini.

10. Prinsip Operasi

LED ini ialah peranti fotonik semikonduktor. Apabila voltan hadapan melebihi potensi simpangnya (lebih kurang 3.3V) dikenakan, elektron dan lubang disuntik ke dalam kawasan aktif cip InGaN. Pembawa cas ini bergabung semula, membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi khusus aloi InGaN menentukan tenaga jurang jalur, yang secara langsung menentukan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, biru pada sekitar 468 nm. Salutan resin jernih air melindungi cip dan bertindak sebagai kanta, membentuk cahaya yang dipancarkan kepada sudut pandangan 130 darjah yang ditentukan.

11. Trend & Konteks Industri

Pakej 27-21 mewakili faktor bentuk yang matang dan diterima secara meluas dalam pasaran LED SMD, mengimbangi saiz, prestasi, dan kebolehhasilan. Industri terus mendorong ke arah pakej yang lebih kecil (contohnya, 2016, 1608) untuk ultra-pengecilan, dan pakej berkuasa lebih tinggi untuk pencahayaan. Trend utama yang mempengaruhi komponen seperti ini termasuk: peningkatan permintaan untuk ketepatan warna tinggi dan binning konsisten untuk aplikasi paparan; integrasi IC papan untuk LED pintar; dan fokus yang tidak henti-henti untuk meningkatkan kecekapan pencahayaan (lumen per watt) dan kebolehpercayaan. Tambahan pula, pematuhan alam sekitar (RoHS, bebas halogen) telah beralih daripada pembeza kepada keperluan asas untuk kebanyakan komponen elektronik dalam rantaian bekalan global.