Spesifikasi Teknikal LED SMD 17-21 Kuning Cemerlang - Pakej 1.6x0.8x0.6mm - Voltan 1.75-2.35V - Kuasa 60mW - Dokumentasi Teknikal Bahasa Melayu

1. Gambaran Keseluruhan Produk

LED SMD 17-21 ialah peranti permukaan pasang padat yang direka untuk aplikasi berketumpatan tinggi yang memerlukan sumber cahaya kuning cemerlang. Kelebihan utamanya terletak pada tapaknya yang jauh lebih kecil berbanding LED bingkai plumbum tradisional, membolehkan reka bentuk papan litar bercetak (PCB) yang lebih kecil, ketumpatan pek komponen yang lebih tinggi, dan akhirnya peralatan pengguna akhir yang lebih padat. Pembinaan ringan ini menjadikannya sesuai untuk aplikasi miniatur dan mudah alih di mana berat dan ruang adalah kekangan kritikal.

LED ini ialah jenis satu warna, memancarkan cahaya kuning cemerlang. Ia dibina menggunakan bahan semikonduktor AlGaInP (Aluminium Gallium Indium Phosphide), yang terkenal dengan kecekapan tinggi dan ketulenan warna dalam spektrum kuning hingga merah. Peranti ini disalut dalam resin jernih air, membolehkan output cahaya maksimum. Ia mematuhi sepenuhnya RoHS (Sekatan Bahan Berbahaya), peraturan EU REACH, dan bebas halogen, memenuhi piawaian alam sekitar yang ketat (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm). Produk ini dibekalkan dalam pita 8mm pada gegelung berdiameter 7 inci, menjadikannya serasi sepenuhnya dengan peralatan pemasangan pick-and-place automatik dan proses pateri reflow inframerah atau fasa wap standard.

2. Penjelasan Mendalam Parameter Teknikal

2.1 Rating Maksimum Mutlak

Rating ini menentukan had tekanan di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi pada atau di bawah had ini tidak dijamin dan harus dielakkan untuk prestasi yang boleh dipercayai.

• Voltan Songsang (VR):5 V. Melebihi voltan ini dalam bias songsang boleh menyebabkan kerosakan simpang.
• Arus Hadapan Berterusan (IF):25 mA. Arus DC maksimum yang boleh dikenakan secara berterusan.
• Arus Hadapan Puncak (IFP):60 mA. Ini ialah arus hadapan berdenyut maksimum, hanya dibenarkan di bawah kitaran tugas 1/10 pada 1 kHz. Rating ini berguna untuk multiplexing atau keadaan arus berlebihan ringkas.
• Pelesapan Kuasa (Pd):60 mW. Kuasa maksimum yang boleh dipelesapkan oleh pakej, dikira sebagai Voltan Hadapan (VF) didarab dengan Arus Hadapan (IF).
• Lepasan Elektrostatik (ESD) Model Badan Manusia (HBM):2000 V. Ini menunjukkan sensitiviti peranti terhadap elektrik statik. Prosedur pengendalian ESD yang betul adalah wajib.
• Suhu Operasi (Topr):-40 hingga +85 °C. Julat suhu ambien di mana peranti ditetapkan untuk beroperasi.
• Suhu Penyimpanan (Tstg):-40 hingga +90 °C.
• Suhu Pateri (Tsol):Untuk pateri reflow, suhu puncak 260°C untuk maksimum 10 saat ditetapkan. Untuk pateri tangan, suhu hujung besi pateri tidak boleh melebihi 350°C untuk maksimum 3 saat setiap terminal.

2.2 Ciri-ciri Elektro-Optik

Parameter ini diukur pada suhu simpang (Tj) 25°C dan arus hadapan 20 mA, iaitu keadaan ujian standard.

• Keamatan Bercahaya (Iv):Julat dari minimum 57.00 mcd hingga maksimum 112.00 mcd. Nilai tipikal berada dalam julat ini. Toleransi ±11% dikenakan pada keamatan bercahaya.
• Sudut Pandangan (2θ1/2):Sudut pandangan penuh tipikal pada separuh keamatan ialah 140 darjah, menyediakan corak pancaran lebar yang sesuai untuk aplikasi backlighting dan penunjuk.
• Panjang Gelombang Puncak (λp):Panjang gelombang di mana taburan kuasa spektrum adalah maksimum. Nilai tipikal ialah 591 nm, meletakkannya dalam kawasan kuning cemerlang.
• Panjang Gelombang Dominan (λd):Julat dari 585.50 nm hingga 591.50 nm. Ini ialah panjang gelombang tunggal yang dilihat oleh mata manusia yang sepadan dengan warna output LED. Toleransi ketat ±1 nm ditetapkan.
• Lebar Jalur Spektrum (Δλ):Lebar penuh tipikal pada separuh maksimum (FWHM) spektrum pancaran ialah 15 nm, menunjukkan pancaran warna yang agak sempit dan tulen.
• Voltan Hadapan (VF):Julat dari 1.75 V hingga 2.35 V pada 20 mA. Toleransi ±0.1 V ditetapkan. Parameter ini adalah kritikal untuk mereka bentuk litar pembatas arus.
• Arus Songsang (IR):Maksimum 10 µA apabila voltan songsang 5V dikenakan. Adalah penting untuk ambil perhatian bahawa peranti ini tidak direka untuk beroperasi dalam bias songsang; keadaan ujian ini adalah untuk pencirian sahaja.

3. Penjelasan Sistem Binning

Untuk memastikan konsistensi dalam pengeluaran, LED disusun ke dalam bin berdasarkan parameter prestasi utama. Ini membolehkan pereka memilih bahagian yang memenuhi keperluan khusus untuk kecerahan, warna, dan ciri elektrik.

3.1 Binning Keamatan Bercahaya

Dibin pada IF=20mA. Tiga bin ditakrifkan: P2 (57.00-72.00 mcd), Q1 (72.00-90.00 mcd), dan Q2 (90.00-112.00 mcd). Ini membolehkan pemilihan berdasarkan tahap kecerahan yang diperlukan.

3.2 Binning Panjang Gelombang Dominan

Dibin pada IF=20mA. Dua bin ditakrifkan: D3 (585.50-588.50 nm) dan D4 (588.50-591.50 nm). Kawalan ketat ini memastikan variasi warna yang minimum dalam aplikasi.

3.3 Binning Voltan Hadapan

Dibin pada IF=20mA. Tiga bin ditakrifkan: 0 (1.75-1.95 V), 1 (1.95-2.15 V), dan 2 (2.15-2.35 V). Memilih LED dari bin voltan yang sama boleh membantu mencapai kecerahan yang lebih seragam apabila didorong oleh sumber voltan malar atau memudahkan pengiraan perintang pembatas arus.

4. Analisis Keluk Prestasi

Walaupun keluk grafik khusus tidak terperinci dalam teks yang disediakan, ciri-ciri elektro-optik tipikal untuk LED sedemikian akan merangkumi beberapa hubungan utama. KelukArus vs. Voltan (I-V)akan menunjukkan hubungan eksponen, dengan voltan hadapan meningkat dengan arus dan suhu. KelukKeamatan Bercahaya vs. Arus Hadapan (I-L)biasanya hampir linear dalam julat operasi, menunjukkan bahawa output cahaya berkadar langsung dengan arus. KelukKeamatan Bercahaya vs. Suhu Ambienakan menunjukkan penurunan output apabila suhu meningkat, ciri semua LED. PlotTaburan Spektrumakan menunjukkan satu puncak sekitar 591 nm dengan FWHM kira-kira 15 nm, mengesahkan pancaran kuning jalur sempit. Memahami keluk ini adalah penting untuk pengurusan haba dan reka bentuk litar pemacu untuk mengekalkan prestasi yang konsisten sepanjang julat suhu operasi.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

LED SMD 17-21 mempunyai pakej permukaan pasang padat. Dimensi utama (dengan toleransi standard ±0.1 mm melainkan dinyatakan sebaliknya) termasuk panjang 1.6 mm, lebar 0.8 mm, dan ketinggian 0.6 mm. Pakej ini mempunyai tanda katod untuk pengenalpastian polariti yang betul semasa pemasangan. Cadangan corak landasan (footprint) yang tepat harus diperoleh daripada lukisan berdimensi terperinci untuk memastikan pateri dan penjajaran yang betul.

5.2 Pengenalpastian Polarity

Polariti yang betul adalah penting untuk operasi peranti. Pakej ini termasuk tanda katod yang berbeza. Meletakkan LED dalam polariti songsang akan menghalangnya daripada menyala dan, jika voltan songsang melebihi rating maksimum mutlak 5V, boleh menyebabkan kerosakan kekal.

6. Garis Panduan Pateri dan Pemasangan

6.1 Profil Pateri Reflow

Peranti ini serasi dengan proses pateri reflow bebas plumbum (Pb-free). Profil suhu yang disyorkan termasuk: peringkat pemanasan awal antara 150-200°C selama 60-120 saat; masa di atas likuidus (217°C) 60-150 saat; suhu puncak tidak melebihi 260°C, dipegang untuk maksimum 10 saat; dan kadar pemanjatan dan penyejukan maksimum masing-masing 6°C/saat dan 3°C/saat. Pateri reflow tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali. Tekanan pada badan LED semasa pemanasan dan warping PCB selepas pateri mesti dielakkan.

6.2 Pateri Tangan

Jika pateri tangan diperlukan, penjagaan yang melampau mesti diambil. Suhu hujung besi pateri harus di bawah 350°C, dan masa sentuhan dengan setiap terminal tidak boleh melebihi 3 saat. Besi pateri berkuasa rendah (<25W) disyorkan. Benarkan selang sekurang-kurangnya 2 saat antara pateri setiap terminal. Pateri tangan mempunyai risiko kerosakan haba yang lebih tinggi.

6.3 Penyimpanan dan Sensitiviti Kelembapan

LED dibungkus dalam beg penghalang tahan lembapan dengan penyerap lembapan. Beg tidak boleh dibuka sehingga komponen sedia untuk digunakan. Selepas dibuka, LED yang tidak digunakan harus disimpan pada 30°C atau kurang dan kelembapan relatif 60% atau kurang. "Jangka hayat lantai" selepas dibuka ialah 168 jam (7 hari). Jika masa ini terlampau atau jika penunjuk penyerap lembapan menunjukkan tepu, komponen mesti dibakar pada 60 ± 5°C selama 24 jam sebelum digunakan untuk membuang kelembapan yang diserap dan mencegah "popcorning" semasa reflow.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

Pembungkusan standard terdiri daripada 3000 keping setiap gegelung. Dimensi pita pembawa dan gegelung ditetapkan untuk memastikan keserasian dengan peralatan pemasangan automatik. Label pembungkusan mengandungi maklumat kritikal untuk kebolehjejakan dan aplikasi yang betul: Nombor Produk Pelanggan (CPN), Nombor Produk (P/N), Kuantiti Pembungkusan (QTY), Pangkat Keamatan Bercahaya (CAT), Pangkat Kromatisiti/Panjang Gelombang Dominan (HUE), Pangkat Voltan Hadapan (REF), dan Nombor Lot (LOT No).

8. Cadangan Aplikasi

8.1 Senario Aplikasi Tipikal

• Backlighting:Sesuai untuk penunjuk papan pemuka, backlighting suis, dan backlighting rata untuk LCD dan simbol kerana sudut pandangan lebar dan output cahaya seragam.
• Peralatan Telekomunikasi:Sesuai sebagai penunjuk status dan backlight papan kekunci dalam telefon dan mesin faks.
• Penunjuk Umum:Boleh digunakan dalam pelbagai elektronik pengguna, kawalan industri, dan perkakas di mana penunjuk kuning terang diperlukan.

8.2 Pertimbangan Reka Bentuk

Pembatas Arus:Perintang pembatas arus luaran adalah wajib mutlak. LED ialah peranti didorong arus, dan perubahan kecil dalam voltan hadapan boleh menyebabkan perubahan besar dalam arus, berpotensi membawa kepada pelarian haba dan kegagalan. Nilai perintang (R) boleh dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (Vsupply - VF) / IF, di mana VF ialah voltan hadapan LED pada arus IF yang dikehendaki. Sentiasa mereka bentuk untuk VF maksimum yang ditetapkan untuk memastikan arus tidak melebihi had.Pengurusan Haba:Walaupun pelesapan kuasa rendah, mengekalkan suhu simpang rendah adalah kunci kepada kebolehpercayaan jangka panjang dan output cahaya stabil. Pastikan kawasan kuprum PCB atau via haba yang mencukupi jika beroperasi pada suhu ambien tinggi atau berhampiran arus maksimum.Perlindungan ESD:Laksanakan langkah perlindungan ESD yang sesuai dalam litar dan semasa pengendalian, kerana peranti ini dinilai untuk 2000V HBM.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

Pembezaan utama LED 17-21 terletak pada gabungan faktor bentuk yang sangat kecil (1.6x0.8mm) dengan ciri-ciri prestasi teknologi AlGaInP. Berbanding LED kuning melalui lubang lama, ia menawarkan pengurangan besar dalam ruang papan dan berat. Berbanding LED kuning SMD lain, struktur binning khususnya untuk keamatan bercahaya (P2, Q1, Q2), panjang gelombang dominan (D3, D4), dan voltan hadapan (0, 1, 2) menyediakan pereka dengan tahap kawalan yang tinggi terhadap konsistensi prestasi visual dan elektrik produk akhir mereka. Sudut pandangan lebar 140 darjah adalah kelebihan utama untuk aplikasi backlighting berbanding peranti sudut sempit.

10. Soalan Lazim (FAQ)

S: Apakah punca utama kegagalan LED dalam aplikasi?

J: Punca paling biasa ialah arus berlebihan disebabkan oleh litar pembatas arus yang tidak mencukupi atau tiada, atau mendorong LED dari sumber voltan tidak terkawal. Tekanan haba berlebihan daripada haba pateri yang berlebihan atau operasi suhu ambien tinggi adalah faktor utama lain.

S: Bolehkah saya mendorong LED ini terus dari bekalan logik 3.3V atau 5V?

J: Tidak. Anda mesti sentiasa menggunakan perintang pembatas arus bersiri. Contohnya, dengan bekalan 5V dan VF tipikal 2.0V pada 20mA, perintang yang diperlukan ialah (5V - 2.0V) / 0.02A = 150 Ohm. Sentiasa kira untuk VF maksimum untuk memastikan arus selamat.

S: Mengapa maklumat penyimpanan dan pembakaran begitu penting?

J: Pakej SMD boleh menyerap kelembapan dari udara. Semasa proses pateri reflow suhu tinggi, kelembapan yang terperangkap ini boleh mengewap dengan cepat, mencipta tekanan dalaman yang boleh memecahkan pakej resin epoksi ("popcorning"), membawa kepada kegagalan serta-merta atau laten.

S: Bagaimana saya mentafsir kod bin pada label?

J: Kod CAT sepadan dengan bin keamatan bercahaya (cth., Q1), kod HUE kepada bin panjang gelombang dominan (cth., D4), dan kod REF kepada bin voltan hadapan (cth., 1). Memilih bahagian dari kod bin yang sama memastikan variasi minimum dalam kumpulan pengeluaran.

11. Kes Reka Bentuk dan Penggunaan Praktikal

Kes: Mereka bentuk panel penunjuk status dengan kecerahan seragam.Seorang pereka mencipta panel kawalan dengan 20 penunjuk LED kuning. Untuk memastikan semua LED kelihatan sama terang, mereka menentukan LED dari bin keamatan bercahaya yang sama (cth., semua dari bin Q1: 72-90 mcd). Untuk memudahkan reka bentuk litar pemacu dan memastikan arus konsisten, mereka juga menentukan LED dari bin voltan hadapan yang sama (cth., semua dari bin 1: 1.95-2.15V). Mereka mengira nilai perintang pembatas arus tunggal menggunakan VF maksimum dari bin itu (2.15V) untuk menjamin tiada LED melebihi 20mA walaupun dengan toleransi voltan bekalan. Sudut pandangan lebar 140 darjah memastikan penunjuk kelihatan dari pelbagai kedudukan pengendali. Pakej kecil 17-21 membolehkan mereka meletakkan penunjuk sangat rapat antara satu sama lain pada PCB padat.

12. Pengenalan Prinsip Operasi

Diod Pemancar Cahaya (LED) ialah peranti semikonduktor yang memancarkan cahaya melalui elektroluminesens. Apabila voltan hadapan dikenakan merentasi simpang p-n, elektron dari bahan jenis-n bergabung semula dengan lubang dari bahan jenis-p dalam kawasan aktif. Untuk LED kuning cemerlang khusus ini, bahan semikonduktor ialah AlGaInP. Jurang jalur tenaga semikonduktor sebatian ini menentukan panjang gelombang (warna) foton yang dipancarkan. Dalam kes ini, jurang jalur direka untuk menghasilkan foton dengan panjang gelombang berpusat sekitar 591 nm, yang dilihat oleh mata manusia sebagai kuning cemerlang. Penyalut resin epoksi jernih air melindungi cip semikonduktor dan bertindak sebagai kanta, membentuk output cahaya kepada sudut pandangan 140 darjah yang ditetapkan.

13. Trend Teknologi

Trend dalam LED penunjuk dan backlight terus ke arah kecekapan yang lebih tinggi (lebih banyak output cahaya per unit kuasa elektrik), saiz pakej yang lebih kecil untuk membolehkan peranti yang lebih padat, dan peningkatan konsistensi dan kestabilan warna sepanjang suhu dan jangka hayat. Terdapat juga dorongan kuat ke arah penggunaan bahan dan proses pembuatan mesra alam yang lebih meluas, seperti yang dibuktikan oleh pematuhan RoHS, REACH, dan bebas halogen produk ini. Integrasi, seperti menggabungkan perintang pembatas arus atau diod perlindungan dalam pakej LED itu sendiri, adalah trend berterusan lain untuk memudahkan reka bentuk litar dan menjimatkan ruang papan. Untuk LED kuning, AlGaInP kekal sebagai teknologi bahan prestasi tinggi dominan, dengan penambahbaikan berterusan kepada proses pertumbuhan epitaksinya untuk menghasilkan kecekapan yang lebih baik dan kawalan panjang gelombang yang lebih ketat.