Dokumen Teknikal SMD LED 17-215/BHC-BP2Q2M/3T Biru - 2.0x1.25x0.8mm - 3.35V Tipikal - 20mA - 75mW

1. Gambaran Keseluruhan Produk

17-215/BHC-BP2Q2M/3T ialah diod pemancar cahaya (LED) peranti permukaan-pasang (SMD) yang menggunakan cip semikonduktor InGaN (Indium Gallium Nitride) untuk menghasilkan cahaya biru. Komponen ini direka untuk proses pembuatan elektronik automatik moden, menawarkan tapak kaki padat yang membolehkan ketumpatan papan yang lebih tinggi dan pengecilan peralatan akhir berbanding LED bingkai plumbum tradisional.

1.1 Kelebihan Teras dan Penentududukan Produk

Kelebihan utama LED ini berasal daripada pakej SMD-nya. Saiznya yang jauh lebih kecil membolehkan pengurangan kawasan papan litar bercetak (PCB), keperluan ruang penyimpanan yang lebih rendah, dan akhirnya menyumbang kepada pembangunan peranti elektronik yang lebih kecil dan ringan. Sifat pakej yang ringan menjadikannya sangat sesuai untuk aplikasi miniatur dan mudah alih. Produk ini diposisikan sebagai penyelesaian penunjuk am dan lampu latar, mematuhi piawaian alam sekitar dan pembuatan kontemporari.

1.2 Pematuhan dan Spesifikasi Alam Sekitar

Komponen ini mematuhi beberapa piawaian industri utama. Ia dikilangkan sebagai produk bebas Pb (bebas plumbum). Bahan yang digunakan mematuhi peraturan EU REACH. Tambahan pula, ia memenuhi keperluan bebas halogen, dengan kandungan Bromin (Br) dan Klorin (Cl) masing-masing di bawah 900 ppm, dan jumlah gabungannya di bawah 1500 ppm. Produk ini juga direka untuk kekal dalam spesifikasi arahan RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya).

2. Parameter Teknikal: Tafsiran Objektif Mendalam

Bahagian berikut memberikan analisis objektif terperinci tentang ciri elektrik, optik dan termal peranti seperti yang ditakrifkan dalam lembaran data. Semua parameter dinyatakan pada suhu ambien (Ta) 25°C melainkan dinyatakan sebaliknya.

2.1 Rating Maksimum Mutlak

Rating ini mentakrifkan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di bawah atau pada keadaan ini tidak dijamin dan harus dielakkan dalam reka bentuk litar.

• Voltan Songsang (VR):5 V. Melebihi voltan ini dalam bias songsang boleh menyebabkan kerosakan simpang.
• Arus Ke Hadapan Berterusan (IF):20 mA. Ini adalah arus DC maksimum yang disyorkan untuk operasi yang boleh dipercayai.
• Arus Ke Hadapan Puncak (IFP):100 mA. Ini dibenarkan hanya di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10 pada 1 kHz) dan tidak boleh digunakan untuk reka bentuk DC.
• Pelesapan Kuasa (Pd):75 mW. Ini adalah kuasa maksimum yang boleh dipelesapkan oleh pakej, dikira sebagai Voltan Ke Hadapan (VF) * Arus Ke Hadapan (IF).
• Nyahcas Elektrostatik (ESD) Model Badan Manusia (HBM):150 V. Ini menunjukkan kepekaan sederhana kepada ESD; prosedur pengendalian yang betul adalah perlu.
• Suhu Operasi (Topr):-40°C hingga +85°C. Peranti berfungsi dalam julat suhu ambien ini.
• Suhu Penyimpanan (Tstg):-40°C hingga +90°C.
• Suhu Pematerian:Peranti 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

Ini adalah parameter prestasi tipikal di bawah keadaan operasi normal (IF=20mA).

• Keamatan Bercahaya (Iv):Julat dari 57.00 mcd hingga 112.00 mcd. Nilai khusus ditentukan oleh proses binning (lihat Seksyen 3).
• Sudut Pandangan (2θ1/2):130 darjah (tipikal). Ini mentakrifkan lebar sudut di mana keamatan bercahaya adalah separuh daripada keamatan puncak yang diukur pada 0 darjah (pada paksi).
• Panjang Gelombang Puncak (λp):468 nm (tipikal). Ini adalah panjang gelombang di mana taburan kuasa spektrum adalah maksimum.
• Panjang Gelombang Dominan (λd):Julat dari 467.50 nm hingga 473.50 nm. Ini adalah panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia untuk sepadan dengan warna output LED dan juga tertakluk kepada binning.
• Lebar Jalur Spektrum (Δλ):25 nm (tipikal). Ini adalah lebar penuh pada separuh maksimum (FWHM) spektrum pancaran.
• Voltan Ke Hadapan (VF):Julat dari 2.75 V hingga 3.95 V pada 20mA, dengan nilai tipikal sekitar 3.35V. Parameter ini dibin (lihat Seksyen 3).
• Arus Songsang (IR):Maksimum 50 μA apabila voltan songsang 5V dikenakan. Lembaran data secara eksplisit menyatakan bahawa peranti tidak direka untuk operasi songsang; parameter ini adalah untuk tujuan ujian sahaja.

Nota Penting tentang Toleransi:Lembaran data menentukan toleransi pembuatan: Keamatan Bercahaya (±11%), Panjang Gelombang Dominan (±1nm), dan Voltan Ke Hadapan (±0.1V). Ini mesti diambil kira dalam reka bentuk yang memerlukan kawalan parameter yang ketat.

3. Penjelasan Sistem Binning

Untuk mengurus variasi semula jadi dalam pembuatan semikonduktor, LED disusun ke dalam bin prestasi. Ini memastikan konsistensi dalam lot pengeluaran. 17-215 menggunakan tiga kriteria binning bebas.

3.1 Binning Keamatan Bercahaya

LED dikategorikan kepada tiga bin berdasarkan output cahaya pada 20mA:
P2: 57.00 - 72.00 mcd
Q1: 72.00 - 90.00 mcd
Q2: 90.00 - 112.00 mcd

3.2 Binning Panjang Gelombang Dominan

Warna (warna biru) dikawal dengan menyusun ke dalam dua bin panjang gelombang:
A10: 467.50 - 470.50 nm
A11: 470.50 - 473.50 nm

3.3 Binning Voltan Ke Hadapan

Untuk membantu reka bentuk pengawalan arus, LED dibin oleh penurunan voltan ke hadapan pada 20mA:
5: 2.75 - 3.05 V
6: 3.05 - 3.35 V
7: 3.35 - 3.65 V
8: 3.65 - 3.95 V

Kod produk khusus 17-215/BHC-BP2Q2M/3T menunjukkan gabungan binning untuk unit tertentu (contohnya, B untuk Biru, P2/Q2 untuk keamatan, M untuk panjang gelombang, dsb., mengikut penjelasan label).

4. Analisis Lengkung Prestasi

Walaupun lembaran data merujuk kepada lengkung ciri elektro-optik tipikal pada halaman 5, graf khusus tidak disediakan dalam kandungan teks. Biasanya, lengkung sedemikian akan termasuk:

• Keamatan Bercahaya Relatif vs. Arus Ke Hadapan (Lengkung I-I):Menunjukkan bagaimana output cahaya meningkat dengan arus, biasanya secara tidak linear, akhirnya tepu.
• Voltan Ke Hadapan vs. Arus Ke Hadapan (Lengkung V-I):Mendemonstrasikan hubungan eksponen diod, penting untuk mereka bentuk litar had arus.
• Keamatan Bercahaya Relatif vs. Suhu Ambien:Menggambarkan penurunan output cahaya apabila suhu simpang meningkat, pertimbangan utama untuk pengurusan terma.
• Taburan Kuasa Spektrum:Graf yang menunjukkan keamatan cahaya yang dipancarkan pada setiap panjang gelombang, berpusat di sekitar puncak 468nm dengan lebar jalur ~25nm.

Pereka harus merujuk lembaran data grafik untuk lengkung ini untuk memodelkan prestasi di bawah keadaan bukan standard (arus, suhu yang berbeza).

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

LED mempunyai pakej SMD segi empat tepat yang padat. Dimensi utama (dalam mm, toleransi ±0.1mm melainkan dinyatakan) adalah:
- Jumlah Panjang: 2.0 mm
- Jumlah Lebar: 1.25 mm
- Jumlah Tinggi: 0.8 mm
- Dimensi dan jarak plumbum (terminal) ditakrifkan untuk keserasian tapak kaki standard 0603 (imperial) atau serupa. Katod biasanya dikenal pasti oleh penanda pada pakej.

5.2 Pengenalpastian Polarity

Polariti yang betul adalah penting. Pakej termasuk penunjuk visual (seperti takuk, titik, atau sudut serong) untuk menandakan terminal katod. Reka bentuk tapak kaki PCB mesti sepadan dengan orientasi ini.

6. Garis Panduan Pematerian dan Pemasangan

Pematuhan kepada garis panduan ini adalah kritikal untuk kebolehpercayaan dan mencegah kerosakan semasa pemasangan.

6.1 Profil Pematerian Reflow (Bebas Plumbum)

Profil suhu yang disyorkan adalah penting:
- Pemanasan Awal:150-200°C selama 60-120 saat.
- Masa Di Atas Likuidus (217°C):60-150 saat.
- Suhu Puncak:260°C maksimum.
- Masa Dalam 5°C Puncak:10 saat maksimum.
- Kadar Pemanasan:Maksimum 3°C/saat.
- Kadar Penyejukan:Maksimum 6°C/saat.
Had:Pematerian reflow tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali.

6.2 Pematerian Tangan

Jika pematerian tangan tidak dapat dielakkan:
- Suhu hujung besi pemateri:<350°C.
- Masa sentuhan setiap terminal: ≤ 3 saat.
- Kuasa besi pemateri: ≤ 25W.
- Benarkan selang minimum 2 saat antara pematerian setiap terminal.
Pematerian tangan membawa risiko kerosakan terma yang lebih tinggi.

6.3 Penyimpanan dan Kepekaan Kelembapan

LED dibungkus dalam beg penghalang tahan lembap dengan penyerap lembapan.
1. Jangan buka beg sehingga sedia untuk digunakan.
2. Selepas dibuka, LED yang tidak digunakan mesti disimpan pada ≤ 30°C dan ≤ 60% Kelembapan Relatif.
3. "Jangka hayat lantai" selepas dibuka ialah 168 jam (7 hari).
4. Jika dilampaui, atau jika penunjuk penyerap lembapan telah berubah warna, pembakaran diperlukan: 60 ±5°C selama 24 jam sebelum digunakan.

6.4 Langkah Berjaga-jaga untuk Penggunaan

• Had Arus:Perintang had arus luaran adalahwajib. Ciri V-I eksponen LED bermaksud perubahan voltan kecil menyebabkan perubahan arus besar, membawa kepada pembakaran serta-merta tanpa perintang.
• Elakkan Tekanan:Elakkan tekanan mekanikal pada pakej semasa pematerian dan jangan meledingkan PCB selepas pemasangan.
• Membaiki:Tidak disyorkan. Jika benar-benar perlu, gunakan besi pemateri dwi-hujung untuk memanaskan kedua-dua terminal secara serentak dan angkat komponen untuk mengelakkan kerosakan pad. Sahkan fungsi peranti selepas pembaikan.

7. Pembungkusan dan Maklumat Pesanan

7.1 Spesifikasi Pita dan Gegelung

Komponen dibekalkan dalam pita pembawa timbul standard industri pada gegelung diameter 7 inci.
- Lebar Pita:8 mm.
- Poket per Gegelung:3000 keping.
- Dimensi gegelung, pita pembawa, dan pita penutup terperinci disediakan dalam lukisan lembaran data.

7.2 Penjelasan Label

Label gegelung mengandungi maklumat kritikal untuk kebolehjejakan dan pengesahan:
- CPN:Nombor Bahagian Pelanggan.
- P/N:Nombor Bahagian Pengilang (contohnya, 17-215/BHC-BP2Q2M/3T).
- QTY:Kuantiti pembungkusan.
- CAT:Pangkat Keamatan Bercahaya (contohnya, P2, Q1, Q2).
- HUE:Pangkat Kromatisiti/Panjang Gelombang Dominan (contohnya, A10, A11).
- REF:Pangkat Voltan Ke Hadapan (contohnya, 5, 6, 7, 8).
- LOT No:Nombor lot pembuatan untuk kebolehjejakan.

8. Cadangan Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

8.1 Senario Aplikasi Tipikal

• Lampu Latar:Untuk papan pemuka panel instrumen, suis membran, dan kekunci.
• Peralatan Telekomunikasi:Penunjuk status dan lampu latar untuk telefon, mesin faks, dan peralatan rangkaian.
• Paparan LCD:Lampu latar tepi atau langsung untuk LCD monokrom atau warna kecil.
• Penunjuk Am:Status kuasa, penunjuk mod, dan isyarat visual lain dalam elektronik pengguna dan industri.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk Litar

1. Pemacu Arus:Sentiasa gunakan perintang siri. Kira nilai perintang R = (Bekalan V - VF) / IF. Gunakan VF maksimum dari bin (contohnya, 3.95V) untuk pengiraan arus kes terburuk untuk memastikan IF tidak pernah melebihi 20mA.
2. Pengurusan Terma:Walaupun pelesapan kuasa rendah, pastikan tembaga PCB atau pengudaraan yang mencukupi jika beroperasi pada suhu ambien tinggi (>70°C) untuk mengekalkan output cahaya dan jangka hayat.
3. Perlindungan ESD:Laksanakan perlindungan ESD pada talian input jika LED boleh diakses oleh pengguna, dan ikuti prosedur pengendalian selamat ESD semasa pemasangan.

8.3 Sekatan Aplikasi

Lembaran data mengandungi penafian kritikal. Produk ini bertujuan untuk aplikasi komersial dan industri am. Iatidakdireka atau diperakui khusus untuk aplikasi kebolehpercayaan tinggi di mana kegagalan boleh membawa kepada akibat serius. Ini termasuk, tetapi tidak terhad kepada:
- Sistem ketenteraan, aeroangkasa, atau penerbangan.
- Sistem keselamatan atau keselamatan automotif (contohnya, lampu brek, penunjuk beg udara).
- Peralatan perubatan sokongan hayat atau kritikal.
Untuk aplikasi sedemikian, komponen dengan kelayakan dan data kebolehpercayaan yang sesuai mesti diperoleh.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Walaupun perbandingan langsung memerlukan data pesaing khusus, pembeza utama platform LED ini boleh disimpulkan:

• vs. LED SMD Lebih Besar (contohnya, 3528, 5050):Kelebihan utama 17-215 ialah tapak kakinya yang minimum (saiz kira-kira 0603), membolehkan ketumpatan tertinggi penunjuk atau titik lampu latar.
• vs. LED Lubang Laluan:Menawarkan penjimatan ruang yang besar, keserasian dengan pemilih dan letak automatik, dan kebolehpercayaan yang lebih baik dengan menghapuskan pematerian manual dan tekanan lenturan plumbum.
• vs. LED Tidak Dibin:Binning tiga hala (Keamatan, Panjang Gelombang, Voltan) menyediakan pereka dengan prestasi yang boleh diramal dan konsisten, yang penting untuk aplikasi yang memerlukan penampilan seragam atau padanan arus tepat dalam tatasusunan selari.
• Pematuhan:Pematuhan RoHS, REACH, dan Bebas Halogen adalah jangkaan standard tetapi kekal sebagai keperluan pasaran utama.

10. Soalan Lazim (Berdasarkan Parameter Teknikal)

Q1: Bolehkah saya memandu LED ini pada 30mA untuk kecerahan lebih?
A:Tidak. Rating Maksimum Mutlak untuk arus ke hadapan berterusan (IF) ialah 20mA. Melebihi rating ini menjejaskan kebolehpercayaan dan boleh menyebabkan kegagalan serta-merta atau pramatang. Rating puncak 100mA adalah untuk denyutan sangat pendek sahaja.

Q2: Julat voltan ke hadapan adalah luas (2.75-3.95V). Bagaimana saya mereka bentuk litar saya?
A:Anda mesti mereka bentuk untuk kes terburuk (tertinggi) VF untuk memastikan perintang had arus menyediakan kawalan arus yang mencukupi untuk semua unit. Menggunakan VF maksimum (3.95V) dalam pengiraan perintang anda menjamin tiada LED akan melebihi had 20mA, walaupun VF sebenarnya lebih rendah.

Q3: Apa yang berlaku jika saya memateri LED ini lebih daripada dua kali?
A:Lembaran data secara eksplisit menyatakan reflow tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali. Kitaran terma tambahan boleh menekan ikatan wayar dalaman, merosakkan kanta epoksi, atau melapik semula pakej, membawa kepada kebolehpercayaan berkurangan atau kegagalan bencana.

Q4: LED dinilai untuk operasi -40°C hingga +85°C. Adakah ia akan berfungsi pada 90°C?
A:Suhu operasi adalah rating, bukan spesifikasi prestasi. Walaupun ia mungkin tidak gagal serta-merta pada 90°C, keamatan bercahayanya akan berkurangan dengan ketara, jangka hayatnya akan dipendekkan dengan drastik, dan operasi tidak dijamin. Reka bentuk sistem untuk mengekalkan persekitaran ambien LED dalam julat dinilai.

11. Kes Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Senario: Mereka bentuk panel penunjuk status dengan 10 LED biru seragam.
1. Pemilihan Binning:Untuk memastikan keseragaman visual, tentukan bin ketat untuk kedua-dua Keamatan Bercahaya (contohnya, semua Q2: 90-112 mcd) dan Panjang Gelombang Dominan (contohnya, semua A10: 467.5-470.5 nm). Ini mungkin keperluan pesanan khas.
2. Reka Bentuk Litar:Menggunakan bekalan 5V dan VF kes terburuk 3.95V (dari bin 8). Perintang yang diperlukan R = (5V - 3.95V) / 0.020A = 52.5 Ohm. Gunakan nilai standard terdekat (contohnya, 56 Ohm). Kira semula arus sebenar untuk VF tipikal 3.35V: I = (5V - 3.35V) / 56 = 29.5mA. Ini melebihi rating 20mA! Oleh itu, anda mesti menggunakan VF minimum (2.75V) untuk mengira arus maksimum yang mungkin: I_max = (5V - 2.75V) / 56 = 40.2mA. Ini berbahaya. Penyelesaiannya ialah menggunakan perintang yang lebih besar. Mensasarkan 15mA untuk margin: R = (5V - 2.75V) / 0.015A ≈ 150 Ohm. Ini memastikan arus kekal antara 10mA (untuk VF=3.95V) dan 15mA (untuk VF=2.75V), dengan selamat di bawah had 20mA untuk semua bin.
3. Susun Atur:Letakkan LED dengan orientasi konsisten. Sediakan pad pelepasan terma kecil jika perlu, tetapi pastikan fillet pateri yang baik.
4. Pemasangan:Ikuti profil reflow dengan tepat. Simpan gegelung yang dibuka dalam kabinet kering jika tidak digunakan dalam tempoh 7 hari.

12. Pengenalan Prinsip Operasi

LED ini beroperasi berdasarkan prinsip elektroluminesens dalam simpang p-n semikonduktor. Kawasan aktif terdiri daripada InGaN. Apabila voltan ke hadapan melebihi ambang hidup diod dikenakan, elektron dari kawasan jenis-n dan lubang dari kawasan jenis-p 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 secara langsung menentukan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, biru (~468 nm). Pakej resin epoksi berfungsi untuk melindungi cip semikonduktor, membentuk pancaran output cahaya (sudut pandangan 130 darjah), dan menyediakan struktur mekanikal untuk pematerian.

13. Trend dan Konteks Teknologi

LED 17-215 mewakili peringkat matang dalam teknologi LED SMD. Trend utama dalam sektor ini termasuk:
- Kecekapan Meningkat:Pembangunan berterusan teknik pertumbuhan epitaksial bertujuan untuk menghasilkan lebih banyak lumen per watt (keberkesanan), mengurangkan penggunaan kuasa untuk output cahaya tertentu.
- Pengecilan:Dorongan ke arah pakej yang lebih kecil (contohnya, saiz imperial 0402, 0201) terus membolehkan tatasusunan pencahayaan ketumpatan lebih tinggi dan integrasi ke dalam peranti yang lebih kecil.
- Konsistensi Warna Diperbaiki:Kemajuan dalam algoritma binning dan kawalan pembuatan peringkat wafer membawa kepada taburan parameter yang lebih ketat, mengurangkan keperluan untuk pemilihan binning ketat yang mahal.
- Kebolehpercayaan Dipertingkatkan:Penyelidikan ke dalam bahan pakej yang lebih teguh, kaedah lampiran die, dan fosfor (untuk LED putih) memberi tumpuan kepada melanjutkan jangka hayat operasi, terutamanya di bawah keadaan suhu tinggi dan kelembapan tinggi.
- Integrasi Pintar:Trend yang lebih luas melibatkan pengintegrasian litar kawalan (contohnya, pemacu arus malar, kebolehalamatan) secara langsung dengan cip LED pada peringkat pakej, walaupun ini lebih biasa dalam LED kuasa daripada penunjuk kecil.

Komponen ini sesuai dengan landskap sebagai penyelesaian yang boleh dipercayai, kos efektif, dan standard untuk keperluan penunjuk asas dan lampu latar, memanfaatkan proses pembuatan yang mantap.