Dokumen Teknikal SMD LED 15-21/BHC-AN1P2/2T - Biru - 2.0x1.25x0.8mm - 3.3V - 20mA

1. Gambaran Keseluruhan Produk

15-21/BHC-AN1P2/2T ialah LED biru permukaan pasang yang padat, direka untuk aplikasi elektronik moden yang memerlukan penempatan komponen berketumpatan tinggi. Kelebihan utamanya terletak pada saiz tapak yang jauh berkurangan berbanding LED rangka plumbum tradisional, membolehkan reka bentuk papan litar bercetak (PCB) yang lebih kecil dan produk akhir yang lebih padat. Peranti ini dibina menggunakan teknologi cip InGaN (Indium Gallium Nitride), disalut dalam resin jernih air, yang memancarkan cahaya dalam spektrum biru. Ia mematuhi sepenuhnya arahan RoHS, REACH dan bebas halogen, menjadikannya sesuai untuk proses pembuatan yang mesra alam.

1.1 Kelebihan Teras

Manfaat utama LED ini termasuk saiznya yang miniatur (2.0mm x 1.25mm x 0.8mm), yang secara langsung menyumbang kepada pengurangan ruang penyimpanan dan ketumpatan pembungkusan yang lebih tinggi pada PCB. Sifatnya yang ringan menjadikannya sesuai untuk aplikasi mudah alih dan miniatur. Komponen ini dibekalkan pada pita 8mm yang dipasang pada gegelung berdiameter 7 inci, memastikan keserasian dengan peralatan pemasangan "pick-and-place" automatik berkelajuan tinggi. Tambahan pula, ia direka untuk menahan proses pematerian alir balik inframerah dan fasa wap standard, memudahkan pengeluaran besar-besaran yang cekap.

1.2 Aplikasi Sasaran

LED ini serba boleh dan digunakan dalam pelbagai peranan pencahayaan dan penunjuk. Aplikasi biasa termasuk lampu latar untuk papan pemuka panel instrumen, suis dan pad kekunci. Dalam peralatan telekomunikasi, ia berfungsi sebagai penunjuk status dan lampu latar untuk peranti seperti telefon dan mesin faks. Ia juga sesuai untuk menyediakan lampu latar rata untuk paparan kristal cecair (LCD) dan fungsi penunjuk kegunaan umum di mana sumber cahaya biru yang padat dan boleh dipercayai diperlukan.

2. Penyelaman Mendalam Parameter Teknikal

Bahagian ini memberikan analisis objektif terperinci tentang spesifikasi elektrik, optik dan terma utama peranti seperti yang ditakrifkan dalam jadual Rating Maksimum Mutlak dan Ciri-ciri Elektro-Optik.

2.1 Rating Maksimum Mutlak

Rating Maksimum Mutlak mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Ini bukan keadaan operasi. Voltan songsang maksimum (V_R) ialah 5V. Melebihi ini boleh menyebabkan kerosakan sambungan. Arus hadapan berterusan (I_F) dinilai pada 25mA. Untuk operasi berdenyut, arus hadapan puncak (I_FP) 100mA dibenarkan di bawah kitar tugas 1/10 pada 1kHz. Penyerakan kuasa maksimum (P_d) ialah 95mW, dikira sebagai hasil darab voltan hadapan dan arus. Peranti boleh menahan nyahcas elektrostatik (ESD) 150V mengikut Model Badan Manusia (HBM). Julat suhu operasi (T_opr) adalah dari -40°C hingga +85°C, dan suhu penyimpanan (T_stg) memanjang sedikit ke -40°C hingga +90°C. Profil suhu pematerian adalah kritikal: untuk alir balik, puncak 260°C untuk maksimum 10 saat ditetapkan; untuk pematerian tangan, suhu hujung besi pemateri tidak boleh melebihi 350°C selama 3 saat setiap terminal.

2.2 Ciri-ciri Elektro-Optik

Parameter ini diukur pada keadaan ujian standard suhu ambien 25°C dan arus hadapan 20mA. Keamatan bercahaya (I_v) mempunyai nilai tipikal dalam julat luas yang ditakrifkan oleh sistem bin, dengan minimum 28.5 mcd dan maksimum 72.0 mcd. Sudut pandangan (2θ1/2) biasanya 130 darjah, menunjukkan corak pancaran yang luas dan menyebar. Panjang gelombang puncak (λ_p) biasanya 468 nm, dan panjang gelombang dominan (λ_d) berjulat dari 464.5 nm hingga 476.5 nm, mentakrifkan warna biru yang dilihat. Lebar jalur spektrum (Δλ) biasanya 25 nm. Voltan hadapan (V_F) berjulat dari 2.7V (min) hingga 3.7V (maks), dengan nilai tipikal 3.3V pada 20mA. Arus songsang (I_R) adalah sangat rendah, dengan maksimum 50 µA pada bias songsang penuh 5V.

3. Penjelasan Sistem Bin

Untuk memastikan konsistensi dalam pengeluaran, LED disusun ke dalam bin prestasi. Ini membolehkan pereka memilih bahagian yang memenuhi keperluan kecerahan dan warna tertentu.

3.1 Bin Keamatan Bercahaya

Output bercahaya dikategorikan kepada empat bin berbeza: N1 (28.5-36.0 mcd), N2 (36.0-45.0 mcd), P1 (45.0-57.0 mcd), dan P2 (57.0-72.0 mcd). Toleransi ±11% digunakan dalam setiap bin. Pereka mesti mengambil kira variasi ini apabila mereka bentuk untuk tahap kecerahan minimum dalam aplikasi mereka.

3.2 Bin Panjang Gelombang Dominan

Warna (panjang gelombang dominan) juga dibin untuk mengawal variasi rona. Bin adalah A9 (464.5-467.5 nm), A10 (467.5-470.5 nm), A11 (470.5-473.5 nm), dan A12 (473.5-476.5 nm). Toleransi ±1nm ditetapkan. Bin ini adalah penting untuk aplikasi di mana konsistensi warna merentasi pelbagai LED adalah penting, seperti dalam tatasusunan lampu latar.

4. Analisis Lengkung Prestasi

Walaupun PDF menunjukkan bahagian untuk lengkung ciri elektro-optik tipikal, data grafik khusus (contohnya, lengkung I-V, keamatan vs. arus, panjang gelombang vs. suhu) tidak disediakan dalam teks yang diekstrak. Dalam dokumen data lengkap, lengkung ini adalah penting untuk memahami tingkah laku peranti di bawah keadaan bukan standard. Pereka biasanya bergantung pada lengkung sedemikian untuk meramalkan prestasi pada arus operasi dan suhu ambien yang berbeza, yang secara langsung mempengaruhi output bercahaya, voltan hadapan dan kebolehpercayaan jangka panjang.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

LED ini mematuhi piawaian pakej SMD 15-21. Dimensi utama adalah lebih kurang 2.0mm panjang, 1.25mm lebar dan 0.8mm tinggi. Lukisan pakej menentukan lokasi dan saiz pad pemateri (biasanya 0.6mm x 0.9mm), jurang antara mereka, dan toleransi keseluruhan (umumnya ±0.1mm melainkan dinyatakan sebaliknya). Data dimensi tepat ini adalah kritikal untuk mencipta corak tanah PCB (tapak) yang tepat untuk memastikan pematerian dan penjajaran yang betul.

5.2 Pengenalpastian Polarity

Katod (terminal negatif) biasanya ditanda pada peranti, selalunya oleh takik kecil, titik hijau, atau sudut serong pada pakej. Lukisan dimensi yang disediakan harus menunjukkan tanda ini dengan jelas. Orientasi polarity yang betul semasa pemasangan adalah wajib untuk peranti berfungsi.

6. Panduan Pematerian dan Pemasangan

Pengendalian dan pematerian yang betul adalah kritikal untuk mengekalkan integriti dan prestasi peranti.

6.1 Parameter Pematerian Alir Balik

Profil alir balik bebas plumbum ditetapkan. Zon pemanasan awal harus meningkat dari 150°C hingga 200°C dalam 60-120 saat. Masa di atas suhu cecair pateri (217°C) harus 60-150 saat. Suhu puncak tidak boleh melebihi 260°C, dan masa pada puncak ini harus maksimum 10 saat. Kadar peningkatan maksimum ialah 6°C/saat, dan kadar penurunan maksimum ialah 3°C/saat. Pematerian alir balik tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali pada peranti yang sama.

6.2 Penyimpanan dan Kepekaan Kelembapan

LED dibungkus dalam beg penghalang tahan lembap dengan bahan pengering. Beg tidak boleh dibuka sehingga komponen sedia untuk digunakan. Sebelum dibuka, keadaan penyimpanan harus ≤30°C dan ≤90% RH. Selepas dibuka, "jangkahayat lantai" adalah 1 tahun di bawah keadaan ≤30°C dan ≤60% RH. Jika penunjuk bahan pengering menunjukkan tepu atau masa penyimpanan dilebihi, rawatan pembakaran pada 60±5°C selama 24 jam diperlukan sebelum alir balik untuk mengelakkan kerosakan "popcorning" semasa pematerian.

6.3 Langkah Berjaga-jaga Pematerian Tangan dan Pembaikan

Jika pematerian tangan diperlukan, penjagaan yang sangat teliti dinasihatkan. Besi pemateri dengan suhu hujung di bawah 350°C dan penarafan kuasa di bawah 25W harus digunakan. Masa sentuhan setiap terminal tidak boleh melebihi 3 saat. Selang minimum 2 saat harus ditinggalkan antara pematerian setiap terminal. Pembaikan selepas pematerian awal sangat tidak digalakkan. Jika tidak dapat dielakkan, besi pemateri berkepala dua khusus harus digunakan untuk memanaskan kedua-dua terminal secara serentak dan mengelakkan tekanan mekanikal pada pakej.

7. Pembungkusan dan Maklumat Pesanan

7.1 Spesifikasi Pembungkusan

Produk ini dibekalkan pada pita pembawa timbul dengan dimensi yang disesuaikan dengan pakej 15-21. Pita dililit pada gegelung standard berdiameter 7 inci (178mm). Setiap gegelung mengandungi 2000 keping. Dimensi gegelung, pita dan pita penutup disediakan dalam lukisan dokumen data untuk memastikan keserasian dengan feeder automatik.

7.2 Penjelasan Label

Label gegelung mengandungi beberapa kod utama: P/N (Nombor Produk: 15-21/BHC-AN1P2/2T), QTY (Kuantiti Pembungkusan: 2000), CAT (Pangkat Keamatan Bercahaya, contohnya N1, P2), HUE (Pangkat Kromatisiti/Panjang Gelombang Dominan, contohnya A10, A12), REF (Pangkat Voltan Hadapan), dan LOT No (Nombor Lot Boleh Dikesan). Medan CPN adalah untuk nombor bahagian dalaman pelanggan.

8. Cadangan Reka Bentuk Aplikasi

8.1 Keperluan Had Arus

LED adalah peranti didorong arus. Perintang had arus bersiri adalah wajib mutlak dalam reka bentuk litar untuk mengelakkan pelarian haba dan kemusnahan. Dokumen data menunjukkan bahawa peningkatan kecil dalam voltan hadapan boleh menyebabkan peningkatan besar dalam arus. Nilai perintang harus dikira berdasarkan voltan bekalan (V_supply), voltan hadapan tipikal LED (V_F, contohnya 3.3V), dan arus operasi yang dikehendaki (I_F, mestilah ≤25mA berterusan). Formula adalah R = (V_supply - V_F) / I_F.

8.2 Pertimbangan Pengurusan Haba

Walaupun kecil, LED menyerakkan haba (sehingga 95mW). Untuk operasi jangka panjang yang boleh dipercayai, terutamanya pada suhu ambien tinggi atau berhampiran arus maksimum, kawasan kuprum PCB yang mencukupi (pad pelepasan haba) harus digunakan untuk mengalirkan haba dari sambungan pateri dan die LED itu sendiri. Beroperasi pada arus yang lebih rendah daripada rating maksimum dengan ketara meningkatkan jangka hayat dan kebolehpercayaan.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Pembezaan utama LED pakej 15-21 berbanding LED SMD yang lebih besar (contohnya 3528, 5050) atau LED lubang melalui adalah saiznya yang ultra-padat, membolehkan miniaturisasi reka bentuk. Berbanding LED miniatur lain, kelebihan utamanya termasuk sudut pandangan luas 130 darjah untuk pencahayaan sekata, pematuhan dengan peraturan alam sekitar yang ketat (RoHS, Bebas Halogen), dan spesifikasi teguh untuk pemasangan alir balik automatik. Sistem bin terperinci menyediakan pereka dengan parameter prestasi yang boleh diramal untuk warna dan kecerahan.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

S: Bolehkah saya memacu LED ini terus dari bekalan 5V tanpa perintang?

J: Tidak. Ini hampir pasti akan memusnahkan LED. Anda mesti menggunakan perintang had arus bersiri seperti yang diterangkan dalam bahagian 8.1.

S: Apakah perbezaan antara Panjang Gelombang Puncak dan Panjang Gelombang Dominan?

J: Panjang gelombang puncak (λ_p) ialah panjang gelombang di mana spektrum pancaran mempunyai keamatan tertinggi. Panjang gelombang dominan (λ_d) ialah panjang gelombang tunggal cahaya monokromatik yang sepadan dengan warna yang dilihat LED. λ_d lebih relevan untuk spesifikasi warna.

S: Bagaimanakah saya mentafsir kod bin (contohnya P2 A11) semasa membuat pesanan?

J: Kod bin menentukan julat prestasi yang dijamin. "P2" bermaksud keamatan bercahaya adalah antara 57.0 dan 72.0 mcd. "A11" bermaksud panjang gelombang dominan adalah antara 470.5 dan 473.5 nm. Anda harus memilih bin yang memenuhi keperluan kecerahan minimum dan konsistensi warna aplikasi anda.

S: Adakah LED ini sesuai untuk pencahayaan papan pemuka automotif?

J: Walaupun ia disenaraikan untuk lampu latar papan pemuka, bahagian "Sekatan Aplikasi" menyatakan dengan jelas bahawa aplikasi kebolehpercayaan tinggi seperti sistem keselamatan automotif mungkin memerlukan produk yang berbeza. Untuk aplikasi kritikal sedemikian, perundingan dengan pengilang dan kemungkinan menggunakan komponen yang layak AEC-Q102 adalah perlu.

11. Kajian Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

Senario: Mereka bentuk panel penunjuk status padat untuk peranti perubatan mudah alih.

Reka bentuk memerlukan empat LED status biru dalam ruang yang ketat. Pakej 15-21 dipilih untuk saiznya yang kecil. Pereka memilih bin kecerahan P1 (45-57 mcd) untuk memastikan keterlihatan yang mencukupi. Bin panjang gelombang A10 (467.5-470.5 nm) dipilih untuk konsistensi warna. Litar dikuasakan oleh rel 3.3V. Menggunakan V_F tipikal 3.3V pada 20mA, perintang bersiri yang sangat kecil (contohnya 0-1 Ohm) atau pemacu arus malar ditetapkan kepada 18mA (untuk margin) akan digunakan. Susun atur PCB termasuk pad terma yang disambungkan ke satah bumi untuk penyerakan haba. Pemasangan mengikut profil alir balik yang ditetapkan, dan peranti sensitif lembapan digunakan dalam jangkahayat lantai yang ditetapkan selepas beg dibuka.

12. Prinsip Operasi

LED ini beroperasi berdasarkan prinsip elektroluminesens dalam sambungan p-n semikonduktor. Kawasan aktif diperbuat daripada InGaN. Apabila voltan hadapan melebihi potensi terbina dalam sambungan dikenakan, elektron dan lubang disuntik ke dalam kawasan aktif. Apabila pembawa cas ini bergabung semula, mereka membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi khusus aloi InGaN menentukan tenaga jurang jalur, yang seterusnya menentukan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan, dalam kes ini, biru. Salutan resin jernih air melindungi die semikonduktor dan bertindak sebagai kanta untuk membentuk pancaran output cahaya.

13. Trend Teknologi

Pembangunan LED SMD seperti pakej 15-21 didorong oleh trend berterusan ke arah miniaturisasi dan peningkatan fungsi dalam peranti elektronik. Trend utama dalam sektor ini termasuk pengurangan berterusan saiz pakej sambil mengekalkan atau meningkatkan output cahaya (keberkesanan lebih tinggi), peningkatan pemulihan warna dan konsistensi melalui bin dan teknologi cip maju, dan peningkatan kebolehpercayaan untuk operasi dalam persekitaran sukar (suhu, kelembapan lebih tinggi). Tambahan pula, integrasi dengan pemacu pintar dan pembangunan tatasusunan mikro-LED untuk aplikasi paparan mewakili arah masa depan yang penting dalam teknologi pencahayaan keadaan pepejal.