Spesifikasi SMD LED 42-21/BHC-AUW/1T - Biru - 2.1x2.1x1.2mm - 3.3V - 20mA - Dokumen Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

42-21/BHC-AUW/1T ialah LED permukaan pasang padat yang direka untuk aplikasi elektronik moden yang memerlukan penyelesaian penunjuk atau lampu latar yang boleh dipercayai dan berkuasa rendah. LED biru ini menggunakan teknologi cip InGaN, disalut dalam resin lutsinar, untuk memberikan prestasi konsisten dalam saiz mini. Kelebihan utamanya termasuk penjimatan ruang yang ketara pada PCB, ketumpatan pembungkusan yang tinggi, dan kesesuaian untuk proses pemasangan automatik, menjadikannya sesuai untuk pengeluaran volum tinggi.

Komponen ini mematuhi sepenuhnya piawaian RoHS, EU REACH, dan bebas halogen, memastikan tanggungjawab alam sekitar dan penerimaan pasaran yang luas. Pembinaannya yang ringan dan saiz kecil membolehkan reka bentuk peralatan yang lebih kecil dan mudah alih.

2. Penerangan Mendalam Spesifikasi Teknikal

2.1 Had Maksimum Mutlak

Had operasi peranti ditakrifkan untuk memastikan kebolehpercayaan jangka panjang. Melebihi had ini boleh menyebabkan kerosakan kekal.

• Voltan Songsang (V_R):5V. Litar perlindungan disyorkan jika keadaan voltan songsang mungkin berlaku.
• Arus Hadapan Berterusan (I_F):25mA. Keadaan operasi biasa ialah 20mA.
• Arus Hadapan Puncak (I_FP):100mA (Duty 1/10 @1KHz). Sesuai untuk operasi berdenyut tetapi bukan untuk DC.
• Pelesapan Kuasa (P_d):95mW. Had ini mengambil kira kekangan elektrik dan terma.
• Suhu Operasi & Penyimpanan:-40°C hingga +85°C / -40°C hingga +90°C. Julat luas ini menyokong aplikasi perindustrian.
• Nyahcas Elektrostatik (ESD):150V (HBM). Langkah berjaga-jaga ESD standard semasa pengendalian adalah perlu.
• Suhu Pematerian:Reflow: 260°C selama 10 saat; Tangan: 350°C selama 3 saat. Pematuhan adalah kritikal untuk mengelakkan kerosakan terma.

2.2 Ciri-Ciri Elektro-Optik (T_a=25°C)

Parameter ini mentakrifkan prestasi LED di bawah keadaan ujian piawai (I_F=20mA).

• Keamatan Bercahaya (I_v):450 hingga 1800 mcd (millicandela). Julat luas ini diuruskan melalui sistem pembin.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):30 darjah (biasa). Ini mentakrifkan penyebaran sudut cahaya yang dipancarkan.
• Panjang Gelombang Puncak (λ_p):468 nm (biasa). Panjang gelombang di mana kuasa spektrum adalah maksimum.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):464.5 hingga 476.5 nm. Ini adalah warna cahaya yang dilihat, dengan toleransi ±1nm.
• Lebar Jalur Spektrum (Δλ):25 nm (biasa). Lebar spektrum yang dipancarkan pada separuh keamatan maksimum.
• Voltan Hadapan (V_F):2.7V hingga 3.7V, dengan nilai biasa 3.3V pada 20mA.
• Arus Songsang (I_R):Maksimum 50 µA pada V_R=5V.

Nota Reka Bentuk Kritikal:Voltan hadapan mempunyai julat. Perintang had arus adalahsangat wajibuntuk mengelakkan pelarian terma dan terbakar akibat turun naik voltan bekalan kecil. Nilai perintang mesti dikira berdasarkan voltan bekalan sebenar dan V_Fjangkaan maksimum untuk memastikan I_Ftidak melebihi 25mA.

3. Penjelasan Sistem Pembin

Untuk memastikan konsistensi warna dan kecerahan dalam pengeluaran, LED disusun ke dalam bin. 42-21 menggunakan dua sistem pembin bebas.

3.1 Pembin Keamatan Bercahaya

LED dikategorikan mengikut output cahaya yang diukur pada I_F=20mA. Kod bin ditanda untuk pengenalan.

• Bin U:450 – 715 mcd
• Bin V:715 – 1120 mcd
• Bin W:1120 – 1800 mcd

Toleransi: ±11%

3.2 Pembin Panjang Gelombang Dominan

LED juga disusun mengikut warna biru tepat mereka untuk mengekalkan keseragaman warna dalam tatasusunan.

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

Toleransi: ±1nm

Implikasi Reka Bentuk:Untuk aplikasi yang memerlukan kecerahan atau warna yang sepadan (cth., lampu latar pelbagai LED, bar status), menetapkan satu bin atau meminta pembin ketat daripada pembekal adalah penting.

4. Maklumat Mekanikal dan Pembungkusan

4.1 Dimensi Fizikal

LED mempunyai pakej SMD padat. Dimensi utama (toleransi ±0.1mm melainkan dinyatakan):

• Saiz Pakej: Kira-kira 2.1mm x 2.1mm.
• Ketinggian: Kira-kira 1.2mm.
• Katod dikenal pasti oleh tanda tertentu pada badan pakej.

4.2 Pengenalpastian Polarity

Polariti yang betul adalah penting. Terminal katod ditunjukkan dengan jelas pada badan komponen. Corak pendaratan PCB (footprint) yang disyorkan harus mencerminkan reka bentuk ini untuk memastikan penjajaran yang betul semasa pematerian reflow.

4.3 Spesifikasi Pembungkusan

LED dibekalkan dalam pembungkusan piawai industri untuk pemasangan automatik:

• Pita Pembawa:Lebar 8mm, pada gegelung diameter 7 inci.
• Kuantiti per Gegelung:1000 keping.
• Kepekaan Kelembapan:Dibungkus dalam beg aluminium tahan lembap dengan desikan untuk mengelakkan penyerapan kelembapan, yang boleh menyebabkan keretakan "popcorn" semasa reflow.

Label gegelung mengandungi maklumat kritikal: Nombor Produk (P/N), kuantiti (QTY), bin keamatan bercahaya (CAT), bin panjang gelombang dominan (HUE), pangkat voltan hadapan (REF), dan nombor lot (LOT No).

5. Panduan Pematerian dan Pemasangan

5.1 Profil Pematerian Reflow

Komponen ini serasi dengan proses reflow inframerah dan fasa wap. Profil pematerian bebas plumbum (Pb-free) diperlukan:

• Suhu Puncak:260°C maksimum.
• Masa Atas Likuidus:Disyorkan 30-60 saat.
• Pemanasan Awal:Peningkatan beransur untuk mengaktifkan fluks dan mengurangkan kejutan terma.

Kritikal:Pematerian reflow tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali pada pemasangan LED yang sama.

5.2 Pematerian Tangan

Jika pembaikan manual tidak dapat dielakkan, penjagaan yang sangat teliti mesti diambil:

• Suhu Besi Pemateri:Kurang daripada 350°C.
• Masa Sentuhan:3 saat atau kurang per terminal.
• Kuasa Besi Pemateri:Kurang daripada 25W.
• Kaedah:Gunakan besi pemateri berkepala dua untuk memanaskan kedua-dua terminal serentak dan elakkan tekanan mekanikal pada sambungan pateri. Sahkan fungsi LED selepas sebarang pembaikan.

5.3 Penyimpanan dan Pengendalian

• Sebelum Membuka Beg:Simpan pada ≤30°C dan ≤90% RH.
• Selepas Membuka Beg (Jangka Hayat Lantai):1 tahun pada ≤30°C dan ≤60% RH. Bahagian yang tidak digunakan mesti dimeterai semula dalam beg kalis lembap dengan desikan baru.
• Pembakaran:Jika beg dibuka melebihi jangka hayat lantai atau desikan tepu, bakar pada 60±5°C selama 24 jam sebelum reflow untuk mengeluarkan kelembapan.
• Jangan bengkokkan atau lengkungkan PCB selepas pematerian, kerana ini boleh memberi tekanan pada sambungan pateri LED dan menyebabkan kegagalan.

6. Nota Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

6.1 Aplikasi Biasa

• Lampu Latar Panel Instrumen:Pencahayaan untuk penunjuk dan suis papan pemuka.
• Peranti Telekomunikasi:Penunjuk status dan lampu latar kekunci dalam telefon dan mesin faks.
• Lampu Latar LCD:Lampu latar tepi atau langsung untuk LCD monokrom atau warna kecil.
• Penunjuk Umum:Status kuasa, penunjuk mod, dan elemen antara muka pengguna lain.

6.2 Reka Bentuk Litar

Aspek paling kritikal dalam litar pemacu ialah perintang had arus bersiri. Nilainya (R_s) boleh dikira menggunakan Hukum Ohm: R_s= (V_bekalan- V_F) / I_F.

Contoh:Untuk bekalan 5V dan menggunakan V_Fmaksimum 3.7V untuk memastikan arus selamat di bawah semua keadaan pada I_F=20mA:
R_s= (5V - 3.7V) / 0.020A = 65 Ohm.
Nilai piawai terdekat (cth., 68 Ohm) akan dipilih, dan kadar kuasa perintang harus diperiksa: P = I²R = (0.02)²* 68 = 0.0272W. Perintang piawai 1/10W (0.1W) adalah lebih daripada mencukupi.

6.3 Pengurusan Terma

Walaupun pelesapan kuasa rendah (95mW maks), susun atur PCB yang betul membantu jangka hayat. Pastikan kawasan kuprum yang mencukupi di sekitar pad LED untuk bertindak sebagai penyerap haba, terutamanya jika beroperasi pada suhu ambien tinggi atau berhampiran arus maksimum.

6.4 Sekatan Aplikasi

LED gred komersial standard ini tidak direka atau diperakui khusus untuk aplikasi kebolehpercayaan tinggi di mana kegagalan boleh membawa kepada risiko keselamatan atau kerosakan harta benda yang ketara. Ini termasuk, tetapi tidak terhad kepada:

• Sistem keselamatan tentera, aeroangkasa, atau penerbangan.
• Sistem keselamatan kritikal automotif (cth., lampu brek, penunjuk beg udara).
• Peralatan sokongan hayat atau diagnostik perubatan.

Untuk aplikasi sedemikian, komponen dengan kelayakan automotif, tentera, atau perubatan yang sesuai mesti diperoleh. Prestasi dijamin hanya dalam spesifikasi yang digariskan dalam dokumen ini.

7. Perbandingan dan Kedudukan Teknikal

Pakej 42-21 mewakili keseimbangan antara saiz, prestasi, dan kebolehhasilan. Berbanding dengan LED rangka plumbum yang lebih besar (cth., jenis lubang melalui 3mm atau 5mm), ia menawarkan pengurangan drastik dalam ruang papan dan berat, membolehkan reka bentuk miniatur moden. Berbanding dengan pakej skala cip (CSP) yang lebih kecil, ia menawarkan pengendalian yang lebih mudah dengan peralatan SMT piawai dan menyediakan kanta acuan untuk pengedaran cahaya terkawal (sudut pandangan 30 darjah). Arus pemacu 20mA dan V_Fbiasa 3.3V menjadikannya serasi terus dengan bekalan logik 3.3V dan 5V biasa dengan perintang mudah.

8. Soalan Lazim (FAQ)

8.1 Mengapakah perintang had arus adalah wajib?

LED adalah peranti berasaskan arus. Ciri V-I mereka adalah eksponen. Peningkatan kecil dalam voltan melebihi V_Fnominal menyebabkan peningkatan besar, berpotensi merosakkan, dalam arus. Perintang bersiri menyediakan hubungan linear dan boleh diramal antara voltan bekalan dan arus LED, memastikan operasi stabil dan selamat.

8.2 Bolehkah saya memacu LED ini terus daripada pin GPIO mikropengawal?

Mungkin, tetapi dengan berhati-hati. Banyak pin GPIO hanya boleh membekal atau menyerap 10-25mA. Anda mesti menyemak datasheet mikropengawal anda. Walaupun dalam had, anda masih memerlukan perintang bersiri. Selalunya lebih selamat menggunakan GPIO untuk mengawal transistor (BJT atau MOSFET) yang kemudiannya memacu LED, mengasingkan MCU daripada beban arus LED.

8.3 Apakah maksud resin "water clear"?

Ia bermaksud kanta plastik pelindung adalah lutsinar, tidak tersebar atau berwarna. Ini membolehkan warna sebenar cip InGaN biru dilihat, memberikan output cahaya tertinggi yang mungkin dan sudut pandangan yang jelas dan sempit.

8.4 Bagaimanakah saya mentafsir kod bin pada label gegelung?

Kod "CAT" (U, V, W) memberitahu anda julat kecerahan. Kod "HUE" (cth., A10) memberitahu anda julat panjang gelombang dominan. Untuk penampilan konsisten dalam produk, pesan LED daripada bin CAT dan HUE yang sama. Kod "REF" menunjukkan pangkat voltan hadapan, yang boleh berguna untuk reka bentuk pengawalan arus tepat.

9. Kajian Kes Reka Bentuk Praktikal

Senario:Mereka bentuk peranti berkuasa USB padat dengan empat LED status biru.

1. Sumber Kuasa:USB menyediakan 5V.
2. Pemilihan LED:42-21/BHC-AUW/1T, Bin V untuk kecerahan sederhana, Bin A11 untuk warna biru konsisten.
3. Pengiraan Arus:Sasaran I_F= 18mA (sedikit di bawah maks untuk margin). Gunakan V_Fmaks = 3.7V untuk kes terburuk.
   R_s= (5V - 3.7V) / 0.018A ≈ 72.2Ω. Gunakan perintang piawai 75Ω.
4. Kuasa per LED: P_LED= 3.3V(biasa) * 0.018A ≈ 59.4mW. Jauh dalam had 95mW.
5. Jumlah Arus:4 LED * 18mA = 72mA. Jauh dalam keupayaan 500mA port USB standard.
6. Susun Atur PCB:Letakkan LED dengan polarity yang betul. Gunakan tuangan tanah kecil di bawah dan di sekitar pad LED untuk penyebaran haba. Pastikan profil reflow sepadan dengan puncak 260°C yang disyorkan.
7. Keputusan:Sistem penunjuk yang boleh dipercayai, konsisten terang dengan ruang papan dan penggunaan kuasa minimum.

10. Prinsip Operasi dan Teknologi

LED ini berdasarkan heterostruktur semikonduktor yang diperbuat daripada Indium Gallium Nitride (InGaN). Apabila voltan hadapan dikenakan merentasi simpang p-n, elektron dan lubang disuntik ke dalam kawasan aktif. Penggabungan semula mereka membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi khusus aloi InGaN menentukan tenaga jurang jalur, yang secara langsung mentakrifkan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, biru (~468 nm). Resin epoksi lutsinar melindungi cip semikonduktor, bertindak sebagai kanta untuk membentuk pancaran output cahaya (sudut pandangan 30 darjah), dan memberikan kestabilan mekanikal.

11. Trend Industri

Pasaran untuk SMD LED seperti 42-21 terus didorong oleh miniaturisasi semua peranti elektronik. Terdapat trend berterusan ke arah kecekapan yang lebih tinggi (lebih banyak lumen per watt), yang membolehkan sama ada output yang lebih terang pada arus yang sama atau kecerahan yang sama pada kuasa yang lebih rendah, memanjangkan hayat bateri dalam peranti mudah alih. Selain itu, permintaan untuk pembin warna dan kecerahan yang lebih ketat semakin meningkat kerana aplikasi seperti paparan warna penuh dan pencahayaan ambien memerlukan keseragaman yang luar biasa. Teknologi InGaN asas untuk LED biru adalah matang tetapi terus melihat peningkatan beransur dalam kecekapan dan kebolehpercayaan. Teknologi pembungkusan juga berkembang, dengan trend ke arah profil yang lebih nipis dan bahan pengurusan terma yang lebih baik untuk mengendalikan ketumpatan kuasa yang lebih tinggi dalam ruang padat.