Dokumen Teknikal SMD LED 19-118/BHC-ZL1M2QY/3T - Biru 468nm - 2.7-3.2V - 25mA - 95mW

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini menyediakan spesifikasi teknikal lengkap untuk peranti pemasangan permukaan (SMD) LED yang dikenal pasti sebagai 19-118/BHC-ZL1M2QY/3T. Ini adalah LED biru satu warna yang direka untuk pemasangan elektronik berketumpatan tinggi.

1.1 Kelebihan Teras dan Penentududukan Produk

Kelebihan utama komponen ini ialah pakej SMDnya yang padat, yang membolehkan pengurangan ketara dalam saiz papan dan ruang peralatan berbanding LED jenis bingkai plumbum tradisional. Pengecilan ini menyokong ketumpatan pek yang lebih tinggi pada PCB dan mengurangkan keperluan ruang penyimpanan. Sifat pakej yang ringan menjadikannya sangat sesuai untuk aplikasi miniatur dan ruang terhad. Produk ini mematuhi proses pembuatan bebas plumbum dan direka untuk kekal dalam piawaian pematuhan RoHS.

1.2 Aplikasi Sasaran

LED ini serba boleh dan digunakan dalam beberapa bidang aplikasi utama:

• Pencahayaan Latar Belakang:Sesuai untuk penunjuk papan pemuka dan pencahayaan suis.
• Telekomunikasi:Berfungsi sebagai penunjuk status dan pencahayaan latar belakang untuk peranti seperti telefon dan mesin faks.
• Teknologi Paparan:Digunakan untuk pencahayaan latar belakang rata LCD, suis, dan simbol.
• Kegunaan Am:Sesuai untuk pelbagai tugas penunjuk dan pencahayaan dalam elektronik pengguna dan perindustrian.

2. Analisis Mendalam Parameter Teknikal

Bahagian ini memberikan analisis objektif terperinci tentang parameter prestasi utama LED di bawah keadaan ujian piawai (Ta=25°C).

2.1 Pemilihan Peranti dan Komposisi Bahan

Cip LED dibina menggunakan bahan semikonduktor Indium Gallium Nitride (InGaN), yang bertanggungjawab untuk memancarkan cahaya biru. Resin pengkapsul adalah jernih air, mengoptimumkan keluaran cahaya dan ketulenan warna.

2.2 Had Maksimum Mutlak

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

• Voltan Songsang (V_R):5 V - Melebihi voltan ini dalam bias songsang boleh merosakkan simpang LED.
• Arus Ke Hadapan Berterusan (I_F):25 mA - Arus DC maksimum untuk operasi yang boleh dipercayai.
• Arus Ke Hadapan Puncak (I_FP):100 mA (Duti 1/10 @1KHz) - Sesuai untuk operasi berdenyut tetapi bukan untuk penggunaan berterusan.
• Pelesapan Kuasa (P_d):95 mW - Kuasa maksimum yang boleh dipancarkan oleh pakej sebagai haba.
• Nyahcas Elektrostatik (ESD) Model Badan Manusia (HBM):2000 V - Menunjukkan tahap kepekaan ESD sederhana; prosedur pengendalian yang betul adalah perlu.
• Suhu Operasi (T_opr):-40°C hingga +85°C - Julat suhu ambien untuk operasi normal.
• Suhu Penyimpanan (T_stg):-40°C hingga +90°C.
• Suhu Pematerian:Peranti ini boleh menahan pematerian refluks pada 260°C selama 10 saat atau pematerian tangan pada 350°C selama 3 saat.

2.3 Ciri Elektro-Optik

Parameter ini mentakrifkan keluaran cahaya dan tingkah laku elektrik di bawah arus ujian piawai 5mA.

• Keamatan Pencahayaan (I_v):Julat dari minimum 11.5 mcd hingga maksimum 28.5 mcd. Nilai tipikal tidak dinyatakan, menunjukkan prestasi diuruskan melalui sistem binning.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):120 darjah (tipikal). Sudut pandangan yang luas ini menjadikannya sesuai untuk aplikasi yang memerlukan pencahayaan luas atau kebolehlihatan dari pelbagai sudut.
• Panjang Gelombang Puncak (λ_p):468 nm (tipikal). Ini adalah panjang gelombang di mana taburan kuasa spektrum adalah maksimum.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):Julat dari 465 nm hingga 475 nm. Ini adalah panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia, berkait rapat dengan titik warna.
• Lebar Jalur Spektrum (Δλ):35 nm (tipikal). Ini mentakrifkan penyebaran spektrum yang dipancarkan di sekitar panjang gelombang puncak.
• Voltan Ke Hadapan (V_F):Julat dari 2.7 V hingga 3.2 V pada 5mA. Pereka bentuk mesti mengambil kira julat voltan ini apabila memilih perintang pembatas arus.

Nota tentang Toleransi:Lembaran data menentukan toleransi pembuatan: Keamatan Pencahayaan (±11%), Panjang Gelombang Dominan (±1nm), dan Voltan Ke Hadapan (±0.05V). Ini adalah kritikal untuk memahami variasi antara unit individu.

3. Penjelasan Sistem Binning

Untuk memastikan konsistensi dalam aplikasi, LED disusun (dibin) berdasarkan parameter utama. Peranti ini menggunakan sistem binning tiga dimensi.

3.1 Binning Keamatan Pencahayaan

LED dikategorikan kepada empat bin (L1, L2, M1, M2) berdasarkan keamatan pencahayaan yang diukur pada I_F=5mA. Ini membolehkan pereka bentuk memilih gred kecerahan yang diperlukan untuk aplikasi mereka, memastikan penampilan seragam dalam reka bentuk pelbagai LED.

3.2 Binning Panjang Gelombang Dominan

Warna (hue) dikawal dengan menyusun kepada dua bin panjang gelombang: X (465-470 nm) dan Y (470-475 nm). Ini meminimumkan variasi warna dalam pemasangan.

3.3 Binning Voltan Ke Hadapan

LED dibin kepada lima kumpulan (29 hingga 33) berdasarkan kejatuhan voltan ke hadapan pada I_F=5mA. Mengetahui bin V_Fboleh membantu dalam mereka bentuk litar pemacu arus yang lebih konsisten, terutamanya apabila LED disambung secara selari.

4. Analisis Keluk Prestasi

Lembaran data termasuk beberapa keluk ciri yang menggambarkan tingkah laku peranti di bawah keadaan yang berbeza. Ini adalah penting untuk reka bentuk litar yang teguh.

• Keamatan Pencahayaan Relatif vs. Arus Ke Hadapan:Menunjukkan bagaimana keluaran cahaya meningkat dengan arus. Ia adalah tidak linear, dan beroperasi di atas arus yang disyorkan membawa kepada pulangan yang berkurangan dan peningkatan haba.
• Voltan Ke Hadapan vs. Arus Ke Hadapan:Menunjukkan ciri IV diod. Voltan meningkat secara logaritma dengan arus.
• Keluk Penurunan Arus Ke Hadapan:Menunjukkan bagaimana arus ke hadapan berterusan maksimum yang dibenarkan mesti dikurangkan apabila suhu ambien meningkat melebihi 25°C untuk mengelakkan terlalu panas.
• Keamatan Pencahayaan vs. Suhu Ambien:Menunjukkan bahawa keluaran cahaya biasanya berkurangan apabila suhu simpang meningkat, pertimbangan utama untuk pengurusan terma.
• Taburan Spektrum:Graf keamatan relatif berbanding panjang gelombang, berpusat sekitar 468 nm dengan lebar jalur tipikal 35 nm.
• Diagram Sinaran:Plot kutub yang menggambarkan taburan ruang keamatan cahaya, mengesahkan sudut pandangan 120 darjah.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

Lembaran data menyediakan lukisan dimensi terperinci pakej LED. Dimensi kritikal termasuk panjang keseluruhan, lebar, dan tinggi, serta penempatan dan saiz terminal yang boleh dipateri. Semua toleransi yang tidak dinyatakan adalah ±0.1mm.

5.2 Reka Bentuk Pad Pateri yang Disyorkan

Susun atur pad pateri yang dicadangkan disediakan untuk reka bentuk PCB. Lembaran data menyatakan dengan jelas ini adalah untuk rujukan sahaja dan harus diubah suai berdasarkan proses pembuatan individu dan keperluan terma. Reka bentuk pad yang betul adalah penting untuk pematerian yang boleh dipercayai dan kekuatan mekanikal.

6. Panduan Pematerian dan Pemasangan

Pematuhan kepada panduan ini adalah kritikal untuk mengekalkan kebolehpercayaan dan prestasi peranti.

6.1 Keserasian Proses Pematerian

LED ini serasi dengan kedua-dua proses pematerian refluks inframerah dan fasa wap. Profil suhu pematerian refluks bebas plumbum terperinci disediakan, menentukan pemanasan awal, masa di atas likuidus (217°C), suhu puncak (260°C maksimum selama 10 saat maksimum), dan kadar penyejukan. Pematerian refluks tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali.

6.2 Langkah Berjaga-jaga Pematerian Tangan

Jika pematerian tangan diperlukan, suhu hujung besi pemateri mestilah di bawah 350°C, digunakan tidak lebih daripada 3 saat setiap terminal. Besi pemateri berkuasa rendah (<25W) disyorkan, dengan selang lebih daripada 2 saat antara pematerian setiap terminal untuk mengelakkan kejutan terma.

6.3 Penyimpanan dan Kepekaan Kelembapan

LED dibungkus dalam beg tahan kelembapan dengan bahan pengering.

• Sebelum dibuka:Simpan pada ≤30°C dan ≤90% RH.
• Selepas dibuka:"Jangka hayat lantai" adalah 1 tahun pada ≤30°C dan ≤60% RH. Bahagian yang tidak digunakan harus ditutup semula.
• Pembakaran:Jika penunjuk bahan pengering berubah atau masa penyimpanan dilebihi, bakar pada 60±5°C selama 24 jam sebelum digunakan dalam proses refluks.

6.4 Nota Aplikasi Kritikal

• Pembatas Arus:Perintang pembatas arus luaran adalahwajib. Ciri IV eksponen LED bermaksud perubahan voltan kecil menyebabkan perubahan arus besar, yang boleh membawa kepada kegagalan serta-merta (terbakar).
• Elakkan Tekanan:Jangan gunakan tekanan mekanikal pada LED semasa pemanasan (pematerian) atau dengan meledingkan PCB selepas itu.
• Pembaikan:Pembaikan selepas pematerian tidak digalakkan. Jika tidak dapat dielakkan, besi pemateri berkepala dua mesti digunakan untuk memanaskan kedua-dua terminal secara serentak dan mengelakkan tekanan terma yang merosakkan. Kesan pada ciri LED mesti dinilai terlebih dahulu.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Spesifikasi Reel dan Pita

Peranti ini dibekalkan dalam pita 8mm pada reel diameter 7 inci, serasi dengan peralatan pick-and-place automatik piawai. Setiap reel mengandungi 3000 keping. Lukisan dimensi terperinci untuk pita pembawa dan reel disediakan.

7.2 Penjelasan Label

Label reel mengandungi beberapa kod:

• P/N:Nombor Produk.
• CAT:Pangkat Keamatan Pencahayaan (kod bin).
• HUE:Koordinat Kromatisiti & Pangkat Panjang Gelombang Dominan (kod bin).
• REF:Pangkat Voltan Ke Hadapan (kod bin).
• No LOT:Nombor lot kebolehkesanan.

8. Pertimbangan Reka Bentuk Aplikasi

8.1 Reka Bentuk Litar

Sentiasa gunakan perintang siri untuk menetapkan arus ke hadapan. Kira nilai perintang menggunakan voltan ke hadapan maksimum dari lembaran data (3.2V) dan voltan bekalan sasaran untuk memastikan arus tidak pernah melebihi 25mA di bawah keadaan paling teruk. Pertimbangkan binning voltan ke hadapan jika mereka bentuk tatasusunan selari untuk memastikan perkongsian arus.

8.2 Pengurusan Terma

Walaupun pakejnya kecil, pelesapan kuasa (sehingga 95mW) menjana haba. Gunakan keluk penurunan untuk menghadkan arus pada suhu ambien tinggi. Pastikan kawasan kuprum PCB yang mencukupi atau via terma digunakan jika beroperasi pada arus tinggi atau dalam persekitaran hangat untuk mengekalkan suhu simpang dalam had dan mengekalkan keluaran pencahayaan dan jangka hayat.

8.3 Integrasi Optik

Sudut pandangan 120 darjah memberikan pancaran luas. Untuk aplikasi yang memerlukan cahaya fokus, kanta luaran atau pemantul akan diperlukan. Resin jernih air sesuai untuk digunakan dengan optik sekunder.

9. Perbandingan dan Penentududukan Teknikal

Berbanding LED melalui lubang, jenis SMD ini menawarkan kelebihan jelas pengecilan, kesesuaian untuk pemasangan automatik, dan prestasi frekuensi tinggi yang lebih baik disebabkan oleh induktansi parasit yang lebih rendah. Dalam segmen LED biru SMD, pembeza utama adalah gabungan khusus panjang gelombang 468nm, sudut pandangan luas 120 darjah, dan sistem binning tiga parameter terperinci yang membolehkan konsistensi tinggi dalam aplikasi yang menuntut. Penarafan ESD 2000V adalah piawai; reka bentuk dalam persekitaran dengan risiko ESD yang lebih tinggi mungkin memerlukan perlindungan luaran tambahan.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Mengapa perintang pembatas arus mutlak diperlukan?

J: Voltan ke hadapan LED mempunyai pekali suhu negatif dan toleransi pembuatan. Tanpa perintang, peningkatan kecil dalam voltan bekalan atau penurunan V_Fdisebabkan pemanasan boleh menyebabkan arus meningkat tanpa kawalan, membawa kepada pelarian terma pantas dan kemusnahan.

S: Bolehkah saya memacu LED ini dengan bekalan 3.3V tanpa perintang?

J: Tidak. Walaupun 3.3V berada dalam julat V_F(2.7-3.2V), kekurangan had arus menjadikan litar sangat sensitif kepada variasi. Arus boleh dengan mudah melebihi maksimum 25mA, merosakkan LED.

S: Apakah maksud kod bin (L1, M2, X, Y, 30, 31) untuk reka bentuk saya?

J: Ia membolehkan anda menentukan kecerahan, warna, dan konsistensi elektrik yang anda perlukan. Untuk paparan pelbagai LED, menentukan bin yang ketat (contohnya, semua M1 untuk keamatan, semua X untuk panjang gelombang) memastikan penampilan seragam. Mengetahui bin V_Fmembantu meramalkan penggunaan kuasa.

S: Berapa kali saya boleh melakukan pematerian refluks pada komponen ini?

J: Lembaran data menentukan maksimum dua kitaran pematerian refluks. Setiap kitaran mendedahkan komponen kepada tekanan terma, dan melebihi had ini boleh menjejaskan ikatan dalaman atau bahan pengkapsul.

11. Kajian Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

Senario: Mereka bentuk panel penunjuk status dengan 20 LED biru seragam.

1. Spesifikasi:Pilih bin untuk konsistensi. Pilih semua LED dari bin keamatan M1 (18.0-22.5 mcd) dan bin panjang gelombang X (465-470 nm) untuk menjamin kecerahan dan warna yang sepadan.
2. Reka Bentuk Litar:Menggunakan bekalan 5V dan arus sasaran 20mA (di bawah 25mA maksimum untuk margin). Menggunakan V_Fmaksimum 3.2V, kira R = (5V - 3.2V) / 0.020A = 90 Ohm. Gunakan nilai piawai seterusnya (91 Ohm). Kira semula arus sebenar dengan V_Fminimum: I = (5V - 2.7V) / 91 = ~25.3mA (masih pada had, boleh diterima dengan binning). Pendekatan yang lebih selamat adalah menggunakan 100 Ohm.
3. Susun Atur PCB:Letakkan pad pateri yang disyorkan. Sertakan pelega terma kecil yang disambungkan ke satah bumi untuk membantu memancarkan haba, kerana jumlah kuasa untuk 20 LED boleh mencapai ~1.3W.
4. Pemasangan:Ikuti profil refluks yang disediakan. Simpan reel tertutup dalam kabinet kering sehingga sedia untuk digunakan dalam mesin pick-and-place.

12. Prinsip Operasi

Ini adalah peranti fotonik semikonduktor. Apabila voltan ke hadapan melebihi tenaga jurang jalurnya dikenakan merentasi simpang p-n InGaN, elektron dan lubang bergabung semula. Dalam sistem bahan ini, tenaga yang dibebaskan semasa penggabungan semula dipancarkan sebagai foton (cahaya) dengan panjang gelombang yang sepadan dengan tenaga jurang jalur aloi InGaN, yang direkayasa untuk menghasilkan cahaya biru berpusat sekitar 468 nm. Resin epoksi jernih air melindungi cip, bertindak sebagai kanta untuk membentuk keluaran cahaya, dan meningkatkan pengekstrakan cahaya dari semikonduktor.

13. Trend Teknologi

LED InGaN biru mewakili teknologi matang dan asas. Trend dalam industri LED yang lebih luas yang mempengaruhi komponen seperti ini termasuk:

• Kecekapan Meningkat:Pembangunan berterusan bertujuan untuk meningkatkan kecekapan kuantum dalaman (lebih banyak cahaya dijana per elektron) dan kecekapan pengekstrakan cahaya (lebih banyak cahaya keluar dari cip).
• Pengecilan:Dorongan untuk peranti yang lebih kecil (seperti SMD LED ini) berterusan, membolehkan produk elektronik yang lebih padat.
• Konsistensi Warna yang Lebih Baik:Proses pertumbuhan epitaksial dan binning maju membawa kepada taburan panjang gelombang dan keamatan yang lebih ketat, mengurangkan keperluan untuk binning selektif dalam beberapa aplikasi.
• Kebolehpercayaan yang Dipertingkatkan:Penambahbaikan dalam bahan pembungkusan dan teknologi lampiran die bertujuan untuk meningkatkan jangka hayat operasi dan rintangan kepada tekanan terma dan persekitaran.

Komponen ini berada dalam trend ini, menawarkan penyelesaian yang boleh dipercayai dan piawai untuk aplikasi penunjuk dan pencahayaan latar belakang biru di mana panjang gelombang khusus dan saiz pakej adalah keperluan utama.