Dokumen Teknikal LED SMD 17-21/Y2C Kuning Gemilang - Saiz 1.6x0.8x0.6mm - Voltan 2.0V - Kuasa 60mW

1. Gambaran Keseluruhan Produk

Dokumen ini memperincikan spesifikasi untuk Peranti Permukaan Dipasang (SMD) LED yang dikenal pasti sebagai 17-21/Y2C-AN1P2/3T. Ia adalah LED satu warna, kuning gemilang yang direka untuk aplikasi elektronik moden yang memerlukan penyelesaian penunjuk atau lampu latar yang padat, cekap dan boleh dipercayai. Produk ini bebas plumbum (Pb) dan mematuhi piawaian alam sekitar dan keselamatan utama termasuk RoHS, EU REACH, dan keperluan bebas halogen (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.1 Kelebihan Teras dan Pasaran Sasaran

Pakej LED SMD 17-21 menawarkan kelebihan ketara berbanding komponen bingkai plumbum tradisional. Saiznya yang mini (1.6mm x 0.8mm) membolehkan ketumpatan peletakan yang lebih tinggi pada papan litar bercetak (PCB), membawa kepada pengurangan saiz papan dan akhirnya peralatan pengguna akhir yang lebih kecil. Sifat pakej SMD yang ringan menjadikannya sesuai untuk aplikasi mudah alih dan mini. Pasaran sasaran utama termasuk elektronik pengguna, peralatan telekomunikasi (untuk penunjuk dan lampu latar kekunci), lampu latar papan pemuka dan suis automotif, dan aplikasi penunjuk tujuan am di mana ruang dan berat adalah kekangan kritikal.

2. Analisis Mendalam Parameter Teknikal

Bahagian ini memberikan analisis objektif dan terperinci tentang ciri-ciri elektrik, optik dan haba utama LED.

2.1 Had Maksimum Mutlak

Had-had ini mentakrifkan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi di luar had ini tidak disyorkan.

• Voltan Songsang (V_R):5V. Melebihi voltan ini dalam bias songsang boleh menyebabkan kerosakan simpang (junction breakdown).
• Arus Hadapan Berterusan (I_F):25 mA. Arus DC maksimum untuk operasi yang boleh dipercayai.
• Arus Hadapan Puncak (I_FP):60 mA. Ini dibenarkan hanya di bawah keadaan berdenyut (kitar tugas 1/10 @ 1kHz).
• Pelesapan Kuasa (P_d):60 mW. Kuasa maksimum yang boleh dilesapkan oleh pakej pada Ta=25°C.
• Nyahcas Elektrostatik (ESD) Model Badan Manusia (HBM):2000V. Ini menunjukkan tahap ketahanan ESD yang sederhana; prosedur pengendalian yang betul masih penting.
• 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 Pateri (T_sol):Semula alir (Reflow): 260°C maksimum selama 10 saat. Pateri tangan: 350°C maksimum selama 3 saat setiap terminal.

2.2 Ciri-ciri Elektro-Optik

Diukur pada arus hadapan (I_F) 20 mA dan suhu ambien (T_a) 25°C, melainkan dinyatakan sebaliknya.

• Keamatan Pencahayaan (I_v):28.5 mcd (Min), 72.0 mcd (Max). Nilai tipikal tidak dinyatakan, menunjukkan julat pengelasan yang luas (lihat Seksyen 3). Toleransi ±11% dikenakan.
• Sudut Pandangan (2θ_1/2):140 darjah (Tipikal). Sudut pandangan yang luas ini menjadikan LED sesuai untuk aplikasi di mana keterlihatan dari sudut luar paksi adalah penting.
• Panjang Gelombang Puncak (λ_p):591 nm (Tipikal). Panjang gelombang di mana pancaran spektrum adalah paling kuat.
• Panjang Gelombang Dominan (λ_d):585.5 nm (Min), 594.5 nm (Max). Ini mentakrifkan warna cahaya yang dilihat. Toleransi ±1nm dikenakan.
• Lebar Jalur Spektrum (Δλ):15 nm (Tipikal). Lebar spektrum yang dipancarkan pada separuh keamatan maksimum (FWHM).
• Voltan Hadapan (V_F):1.7V (Min), 2.0V (Tip), 2.4V (Max) pada I_F=20mA. Parameter ini adalah penting untuk pengiraan perintang pembatas arus dalam reka bentuk litar.
• Arus Songsang (I_R):10 μA (Max) pada V_R=5V. Peranti ini tidak direka untuk beroperasi dalam bias songsang; parameter ini adalah untuk tujuan ujian kebocoran sahaja.

3. Penjelasan Sistem Pengelasan (Binning)

Untuk mengurus variasi pembuatan, LED disusun ke dalam kelas prestasi (bin). Ini membolehkan pereka memilih bahagian yang memenuhi keperluan kecerahan dan konsistensi warna tertentu untuk aplikasi mereka.

3.1 Pengelasan Keamatan Pencahayaan

Kelas ditakrifkan oleh nilai keamatan pencahayaan minimum dan maksimum pada I_F=20mA.

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

3.2 Pengelasan Panjang Gelombang Dominan

Kelas ditakrifkan oleh nilai panjang gelombang dominan minimum dan maksimum pada I_F=20mA.

• D3:585.5 nm hingga 588.5 nm
• D4:588.5 nm hingga 591.5 nm
• D5:591.5 nm hingga 594.5 nm

Gabungan kod kelas keamatan (cth., P1) dan kod kelas panjang gelombang (cth., D4) menentukan sepenuhnya prestasi optik utama LED.

4. Analisis Keluk Prestasi

Walaupun graf khusus tidak diperincikan dalam teks yang diberikan, keluk ciri elektro-optik tipikal untuk LED sedemikian akan merangkumi:

• Keluk I-V (Arus-Voltan):Menunjukkan hubungan eksponen antara voltan hadapan dan arus. Keluk akan mempunyai voltan lutut (knee voltage) sekitar V_Ftipikal 2.0V.
• Keamatan Pencahayaan vs. Arus Hadapan:Biasanya menunjukkan peningkatan keamatan yang hampir linear dengan arus sehingga had maksimum, selepas itu kecekapan mungkin menurun.
• Keamatan Pencahayaan vs. Suhu Ambien:Menunjukkan penurunan output cahaya apabila suhu simpang meningkat. Untuk LED AlGaInP, output umumnya berkurangan dengan peningkatan suhu.
• Taburan Spektrum:Plot yang menunjukkan keamatan relatif merentasi panjang gelombang, memuncak pada ~591 nm dengan FWHM ~15 nm, mengesahkan warna kuning gemilang.
• Voltan Hadapan vs. Suhu Ambien:Biasanya menunjukkan pekali suhu negatif, di mana V_Fmenurun sedikit apabila suhu meningkat.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

LED ini datang dalam pakej SMD 17-21 standard. Dimensi utama (dalam mm, toleransi ±0.1mm melainkan dinyatakan) adalah: Panjang=1.6, Lebar=0.8, Tinggi=0.6. Pakej ini termasuk tanda katod untuk pengenalpastian polarity semasa pemasangan. Susun atur pad (corak landasan) yang tepat disediakan untuk memastikan pembentukan sendi pateri yang betul dan kestabilan mekanikal pada PCB.

5.2 Pengenalpastian Polarity

Polariti yang betul adalah penting untuk operasi. Pakej ini mempunyai tanda katod yang berbeza. Dokumen data memberikan rajah yang jelas menunjukkan lokasi tanda ini berbanding dengan cip dalaman dan pad luaran. Pereka mesti menyelaraskan ini dengan tapak kaki (footprint) yang sepadan pada susun atur PCB.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

Pematuhan kepada garis panduan ini adalah kritikal untuk kebolehpercayaan dan untuk mengelakkan kerosakan semasa proses pembuatan.

6.1 Profil Pateri Semula Alir (Reflow)

Profil semula alir bebas plumbum (Pb-free) ditentukan:

• Pra-pemanasan:150°C hingga 200°C selama 60-120 saat.
• Masa Melebihi Cecair (217°C):60-150 saat.
• Suhu Puncak:260°C maksimum, dipegang tidak lebih daripada 10 saat.
• Kadar Pemanasan:Maksimum 6°C/saat sehingga 255°C.
• Kadar Penyejukan:Maksimum 3°C/saat.

Pateri semula alir tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali.

6.2 Pateri Tangan

Jika pateri tangan diperlukan:

• Gunakan besi pateri dengan suhu hujung < 350°C.
• Kenakan haba pada setiap terminal selama < 3 saat.
• Gunakan besi dengan penarafan kuasa < 25W.
• Benarkan selang minimum 2 saat antara pateri setiap terminal.
• Lakukan dengan berhati-hati kerana pateri tangan mempunyai risiko kerosakan haba yang lebih tinggi.

6.3 Penyimpanan dan Kepekaan Kelembapan

Produk ini dibungkus dalam beg tahan lembap dengan penyerap lembapan (desiccant).

• Jangan buka beg sehingga sedia untuk digunakan.
• Selepas dibuka, LED yang tidak digunakan mesti disimpan pada ≤ 30°C dan ≤ 60% Kelembapan Relatif.
• "Jangka hayat lantai" (floor life) selepas dibuka adalah 168 jam (7 hari).
• Jika jangka hayat lantai terlampaui atau penyerap lembapan menunjukkan penyerapan lembapan, pembakaran (bake-out) pada 60 ± 5°C selama 24 jam diperlukan sebelum semula alir.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Spesifikasi Pita dan Gegelung (Tape and Reel)

LED dibekalkan dalam pita pembawa 8mm pada gegelung berdiameter 7 inci. Setiap gegelung mengandungi 3000 keping. Dimensi terperinci untuk poket pita pembawa dan gegelung disediakan untuk memastikan keserasian dengan peralatan pick-and-place automatik.

7.2 Maklumat Label

Label gegelung mengandungi maklumat kritikal untuk kebolehjejakan dan aplikasi yang betul:

• CPN:Nombor Produk Pelanggan.
• P/N:Nombor Produk Pengilang (17-21/Y2C-AN1P2/3T).
• QTY:Kuantiti Pembungkusan.
• CAT:Pangkat Keamatan Pencahayaan (cth., N1, P2).
• HUE:Pangkat Kromatisiti/Panjang Gelombang Dominan (cth., D4, D5).
• REF:Pangkat Voltan Hadapan.
• LOT No:Nombor Lot Pembuatan untuk kebolehjejakan.

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Biasa

• Lampu Latar (Backlighting):Sesuai untuk instrumen papan pemuka, suis membran, dan pencahayaan simbol kerana sudut pandangannya yang luas dan warna yang konsisten.
• Telekomunikasi:Penunjuk status dan lampu latar kekunci dalam telefon, mesin faks, dan peralatan rangkaian.
• Elektronik Pengguna:Penunjuk status am, lampu hidup, dan lampu latar untuk paparan LCD kecil dalam pelbagai peranti mudah alih.
• Penunjuk Tujuan Am:Mana-mana aplikasi yang memerlukan isyarat visual kuning terang yang padat dan boleh dipercayai.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk Kritikal

• Pembatasan Arus:Perintang siri luaran adalahWAJIBuntuk menghadkan arus hadapan. V_FLED mempunyai julat (1.7V-2.4V), jadi perintang mesti dikira untuk kes terburuk (V_Fminimum) untuk mengelakkan arus berlebihan dan terbakar. Formulanya ialah R = (V_bekalan- V_F) / I_F.
• Pengurusan Haba:Walaupun pelesapan kuasa adalah rendah, memastikan laluan haba yang baik dari pad LED ke PCB adalah penting untuk mengekalkan keamatan pencahayaan dan jangka hayat, terutamanya dalam persekitaran suhu ambien yang tinggi.
• Perlindungan ESD:Laksanakan langkah berjaga-jaga ESD standard semasa pengendalian dan pemasangan. Walaupun dinilai untuk 2000V HBM, perlindungan litar tambahan mungkin diperlukan dalam persekitaran sensitif.
• Reka Bentuk Optik:Pertimbangkan sudut pandangan 140 darjah apabila mereka bentuk panduan cahaya, kanta, atau penyebar untuk mencapai corak pencahayaan yang dikehendaki.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Berbanding dengan teknologi LED lubang melalui (through-hole) yang lebih lama, LED SMD ini menawarkan:

• Pengurangan Saiz:Tapak kaki dan profil yang jauh lebih kecil, membolehkan peminikaturan.
• Keserasian Automasi:Direka untuk pick-and-place dan pateri semula alir automatik berkelajuan tinggi, mengurangkan kos pemasangan.
• Kebolehpercayaan yang Lebih Baik:Pembinaan SMD sering menawarkan rintangan yang lebih baik terhadap getaran dan kitaran haba.
• Sudut Pandangan yang Lebih Luas:Sudut pandangan 140 darjah biasanya lebih baik daripada banyak LED tradisional dengan pancaran yang lebih sempit.

Dalam kategori LED SMD, penggunaan bahan cip AIGaInP (Aluminium Gallium Indium Phosphide) untuk pancaran kuning umumnya menawarkan kecekapan yang lebih tinggi dan kestabilan suhu yang lebih baik berbanding teknologi lama seperti GaAsP.

10. Soalan Lazim (FAQ)

S1: Bagaimana saya mengira nilai perintang pembatas arus?

J: Gunakan formula R = (V_bekalan- V_F) / I_F. Untuk bekalan 5V, menggunakan nilaiminimum V_Fdaripada dokumen data (1.7V) dan sasaran I_F20mA: R = (5 - 1.7) / 0.02 = 165 Ω. Pilih nilai standard terdekat (cth., 160 Ω atau 180 Ω) dan sahkan penarafan kuasa.

S2: Bolehkah saya mengendalikan LED ini tanpa perintang jika voltan bekalan saya sepadan dengan V_Ftipikal (2.0V)?

J:No.V_Fmempunyai julat (1.7V-2.4V). Bekalan 2.0V boleh mengatasi (overdrive) LED dengan V_Fsebenar yang lebih rendah. Tambahan pula, V_Fmenurun dengan suhu, mencipta risiko pelarian haba (thermal runaway). Sentiasa gunakan perintang siri.

S3: Apakah maksud spesifikasi warna "kuning gemilang"?

J: Ia merujuk kepada warna kuning khusus yang dihasilkan oleh cip AIGaInP, dicirikan oleh panjang gelombang dominan dalam julat 585-595 nm. Ia adalah warna kuning yang tepu dan terang.

S4: Mengapa terdapat had 7 hari selepas membuka beg tahan lembap?

J: Pakej SMD boleh menyerap lembapan dari udara. Semasa pateri semula alir, lembapan yang terperangkap ini boleh mengembang dengan cepat ("kesan popcorn"), menyebabkan pemisahan dalaman atau retakan. Jangka hayat lantai 7 hari dan arahan pembakaran menguruskan risiko ini.

11. Kajian Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

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

Keperluan:Pelbagai LED status (Kuasa, Bateri Rendah, Ralat), ruang papan yang sangat terhad, mesti tahan pembersihan sekali-sekala, kecerahan dan warna yang konsisten merentasi semua unit.

Pelaksanaan dengan LED 17-21/Y2C:

1. Pemilihan Komponen:Tentukan LED dari kelas keamatan tunggal (cth., P1) dan kelas panjang gelombang (cth., D4) untuk memastikan konsistensi visual.
2. Susun Atur PCB:Gunakan tapak kaki kecil 1.6x0.8mm untuk meletakkan 3-4 LED berturut-turut dalam kawasan yang sangat kecil. Ikuti corak landasan yang disyorkan untuk pateri yang boleh dipercayai.
3. Reka Bentuk Litar:Gunakan rel 3.3V biasa. Kira perintang untuk setiap LED: R = (3.3 - 1.7) / 0.02 = 80 Ω (gunakan 82 Ω). Sahkan kuasa perintang: P = I²R = (0.02)²*82 = 0.033W, jadi perintang pakej 0603 atau 0402 adalah mencukupi.
4. Proses Pemasangan:Simpan gegelung tertutup sehingga barisan pengeluaran sedia. Ikuti profil semula alir yang tepat. Lakukan pemeriksaan visual selepas pateri.
5. Keputusan:Panel penunjuk yang padat dan boleh dipercayai dengan isyarat kuning terang yang seragam yang memenuhi keperluan ruang, kebolehpercayaan, dan estetik.

12. Prinsip Operasi

LED ini adalah peranti fotonik semikonduktor. Terasnya adalah cip yang diperbuat daripada bahan AIGaInP (Aluminium Gallium Indium Phosphide). Apabila voltan hadapan melebihi potensi simpang diod (V_F) dikenakan, elektron dan lubang disuntik ke dalam kawasan aktif semikonduktor. Pembawa cas ini bergabung semula, membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi spesifik lapisan AIGaInP menentukan tenaga jurang jalur (bandgap), yang secara langsung sepadan dengan panjang gelombang (warna) cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, kuning gemilang (~591 nm). Enkapsulan resin epoksi melindungi cip, bertindak sebagai kanta untuk membentuk output cahaya (mencapai sudut pandangan 140 darjah), dan mungkin mengandungi fosfor atau pewarna, walaupun untuk kuning gemilang jernih air, ia biasanya tidak diubah suai.

13. Trend dan Konteks Industri

LED SMD 17-21 mewakili piawaian pakej yang matang dan diterima secara meluas dalam industri elektronik. Trend semasa yang mempengaruhi segmen produk ini termasuk:

• Peminikaturan yang Meningkat:Walaupun 17-21 (1608 metrik) kekal popular, terdapat dorongan berterusan ke arah pakej yang lebih kecil seperti 15-21 (1508) dan 10-20 (1005) untuk peranti ultra-padat.
• Kecekapan Lebih Tinggi:Penambahbaikan berterusan dalam pertumbuhan epitaksial dan reka bentuk cip bertujuan untuk memberikan keamatan pencahayaan (mcd) yang lebih tinggi pada arus pemacu yang sama atau lebih rendah, meningkatkan kecekapan tenaga sistem keseluruhan.
• Konsistensi Warna yang Dipertingkatkan:Spesifikasi pengelasan yang lebih ketat dan kawalan pembuatan termaju mengurangkan variasi dalam dan merentasi lot pengeluaran, yang kritikal untuk aplikasi yang memerlukan penampilan seragam.
• Pematuhan Alam Sekitar yang Meluas:Selain RoHS dan REACH, terdapat perhatian yang semakin meningkat terhadap pengisytiharan bahan penuh dan pengurangan penggunaan bahan-bahan lain yang membimbangkan di seluruh rantaian bekalan.
• Integrasi:Trend ke arah mengintegrasikan pelbagai cip LED (RGB, atau pelbagai monokrom) ke dalam satu pakej tunggal, atau menggabungkan LED dengan IC pemacu, diperhatikan untuk penyelesaian pencahayaan dan pensinyalan yang lebih maju, walaupun LED diskret ringkas seperti ini kekal asas untuk fungsi penunjuk asas.

LED ini, dengan pakej standardnya, teknologi AIGaInP yang terbukti, dan pematuhan komprehensif, berada dalam kedudukan yang baik dalam trend ini sebagai komponen tujuan am yang boleh dipercayai.