Dokumen Teknikal LED SMD 19-213 Kuning Cemerlang - Pakej 2.0x1.25x0.8mm - Voltan 1.7-2.3V - Kuasa 60mW

1. Gambaran Keseluruhan Produk

19-213/Y2C-CP1Q2L/3T ialah LED peranti permukaan (SMD) yang direka untuk pemasangan elektronik berketumpatan tinggi. Ia adalah jenis satu warna yang memancarkan cahaya kuning cemerlang, menggunakan bahan semikonduktor AlGaInP yang disalut dalam resin jernih air. Kelebihan utama komponen ini ialah saiznya yang padat, yang membolehkan pengurangan ketara dalam ruang PCB, ruang penyimpanan, dan saiz peralatan keseluruhan berbanding LED bingkai plumbum tradisional. Pembinaan ringannya menjadikannya sesuai untuk aplikasi miniatur dan mudah alih.

1.1 Ciri Teras dan Pematuhan

• Dibungkus dalam pita 8mm pada reel diameter 7 inci untuk penempatan automatik.
• Serasi dengan proses pateri reflow inframerah dan fasa wap.
• Dibina dengan bahan bebas plumbum.
• Mematuhi piawaian RoHS, EU REACH, dan bebas halogen (Br <900 ppm, Cl <900 ppm, Br+Cl < 1500 ppm).

1.2 Aplikasi Sasaran

LED ini sesuai untuk pelbagai fungsi penunjuk dan lampu latar, termasuk:

• Lampu latar papan pemuka dan suis dalam kawalan automotif dan industri.
• Penunjuk status dan lampu latar kekunci dalam peranti telekomunikasi seperti telefon dan mesin faks.
• Lampu latar rata untuk panel LCD, suis, dan simbol.
• Aplikasi penunjuk tujuan umum.

2. Penerangan Mendalam Spesifikasi Teknikal

2.1 Had Maksimum Mutlak

Had ini menentukan had di mana kerosakan kekal pada peranti mungkin berlaku. Operasi harus dikekalkan dalam had ini.

• Voltan Songsang (VR):5 V - Melebihi voltan ini dalam bias songsang boleh menyebabkan kerosakan simpang.
• Arus Ke Hadapan Berterusan (IF):25 mA - Arus DC maksimum untuk operasi yang boleh dipercayai.
• Arus Ke Hadapan Puncak (IFP):60 mA (Duty 1/10 @1KHz) - Untuk operasi berdenyut, puncak jangka pendek dibenarkan.
• Pelesapan Kuasa (Pd):60 mW - Kuasa maksimum yang boleh dipelesapkan oleh pakej, dikira sebagai VF * IF.
• Nyahcas Elektrostatik (ESD) HBM:2000 V - Penarafan Model Badan Manusia, menunjukkan kepekaan terhadap elektrik statik.
• Suhu Operasi (Topr):-40°C hingga +85°C - Julat suhu persekitaran untuk operasi normal.
• Suhu Penyimpanan (Tstg):-40°C hingga +90°C.
• Suhu Pateri (Tsol):Reflow: 260°C untuk maksimum 10 saat; Tangan: 350°C untuk maksimum 3 saat setiap terminal.

2.2 Ciri Elektro-Optik

Diukur pada Ta=25°C dan IF=20mA, ini adalah parameter prestasi tipikal.

• Keamatan Pencahayaan (Iv):45.0 - 112.0 mcd (millicandela). Output sebenar dibin (lihat Seksyen 3).
• Sudut Pandangan (2θ1/2):120° (tipikal). Sudut lebar ini memberikan penglihatan luar paksi yang baik.
• Panjang Gelombang Puncak (λp):591 nm (tipikal). Panjang gelombang di mana pancaran spektrum paling kuat.
• Panjang Gelombang Dominan (λd):585.5 - 591.5 nm. Ini menentukan warna yang dilihat (kuning cemerlang) dan juga dibin.
• Lebar Jalur Spektrum (Δλ):15 nm (tipikal). Lebar spektrum yang dipancarkan pada separuh keamatan puncak.
• Voltan Ke Hadapan (VF):1.70 - 2.30 V. Susut voltan merentasi LED pada 20mA, yang dibin.
• Arus Songsang (IR):10 μA maksimum pada VR=5V. Peranti tidak direka untuk operasi songsang; parameter ini hanya untuk ujian kebocoran.

Nota Penting:Toleransi dinyatakan sebagai ±11% untuk keamatan pencahayaan, ±1nm untuk panjang gelombang dominan, dan ±0.05V untuk voltan ke hadapan. Penarafan voltan songsang hanya terpakai pada keadaan ujian IR.

3. Penjelasan Sistem Binning

Untuk memastikan konsistensi warna dan kecerahan dalam pengeluaran, LED disusun ke dalam bin. Nombor bahagian 19-213/Y2C-CP1Q2L/3T menggabungkan kod bin ini.

3.1 Binning Keamatan Pencahayaan

Dibin pada IF=20mA. Kod dalam nombor bahagian (cth., Q2) menunjukkan julat output.

• P1:45.0 - 57.0 mcd
• P2:57.0 - 72.0 mcd
• Q1:72.0 - 90.0 mcd
• Q2:90.0 - 112.0 mcd

3.2 Binning Panjang Gelombang Dominan

Dibin pada IF=20mA. Menentukan titik warna.

• D3:585.5 - 588.5 nm
• D4:588.5 - 591.5 nm

3.3 Binning Voltan Ke Hadapan

Dibin pada IF=20mA. Penting untuk pengiraan perintang had arus dan reka bentuk bekalan kuasa.

• 19:1.7 - 1.8 V
• 20:1.8 - 1.9 V
• 21:1.9 - 2.0 V
• 22:2.0 - 2.1 V
• 23:2.1 - 2.2 V
• 24:2.2 - 2.3 V

4. Analisis Lengkung Prestasi

Dokumen data menyediakan beberapa lengkung ciri penting untuk reka bentuk.

4.1 Arus Ke Hadapan vs. Voltan Ke Hadapan (Lengkung I-V)

Lengkung bukan linear ini menunjukkan hubungan antara arus dan voltan. Peningkatan kecil dalam voltan melebihi ambang membawa kepada peningkatan besar dalam arus, menekankan keperluan perintang had arus atau pemacu arus malar.

4.2 Keamatan Pencahayaan Relatif vs. Arus Ke Hadapan

Output cahaya meningkat dengan arus tetapi mungkin tidak linear sempurna, terutamanya pada arus yang lebih tinggi. Beroperasi berhampiran had maksimum mungkin memberikan pulangan yang berkurangan dan meningkatkan tekanan terma.

4.3 Keamatan Pencahayaan Relatif vs. Suhu Persekitaran

Kecekapan LED berkurangan apabila suhu simpang meningkat. Lengkung ini biasanya menunjukkan output menurun apabila suhu persekitaran meningkat dari -40°C hingga +85°C. Pengurusan terma yang betul pada PCB adalah penting untuk mengekalkan kecerahan yang konsisten.

4.4 Lengkung Penurunan Arus Ke Hadapan

Graf ini menentukan arus ke hadapan maksimum yang dibenarkan sebagai fungsi suhu persekitaran. Apabila suhu meningkat, arus selamat maksimum berkurangan untuk mengelakkan melebihi had pelesapan kuasa dan menyebabkan pelarian terma.

4.5 Corak Sinaran

Gambar rajah kutub yang menunjukkan taburan sudut keamatan cahaya, mengesahkan sudut pandangan 120° dengan corak Lambertian atau pemancar sisi tipikal.

4.6 Taburan Spektrum

Plot keamatan relatif berbanding panjang gelombang (lebih kurang 550-700 nm), menunjukkan puncak sekitar 591 nm (kuning) dengan lebar jalur tipikal 15 nm, ciri bahan AlGaInP.

5. Maklumat Mekanikal dan Pakej

5.1 Dimensi Pakej

LED mempunyai pakej SMD padat. Dimensi utama (toleransi ±0.1mm melainkan dinyatakan) adalah:

• Panjang: 2.0 mm
• Lebar: 1.25 mm
• Tinggi: 0.8 mm
• Dimensi pad dan jarak disediakan untuk reka bentuk corak tanah PCB.

5.2 Pengenalpastian Polarity

Katod biasanya ditanda, selalunya oleh takuk, titik hijau, atau saiz pad yang berbeza di bahagian bawah pakej. Orientasi yang betul adalah kritikal untuk operasi litar.

6. Panduan Pateri dan Pemasangan

6.1 Profil Pateri Reflow (Bebas Plumbum)

Proses kritikal untuk pemasangan yang boleh dipercayai.

• Pemanasan Awal:150-200°C selama 60-120 saat.
• Masa Melebihi Likuidus (217°C):60-150 saat.
• Suhu Puncak:260°C maksimum, dipegang untuk maksimum 10 saat.
• Kadar Pemanasan:6°C/saat maksimum.
• Masa Melebihi 255°C:30 saat maksimum.
• Kadar Penyejukan:3°C/saat maksimum.

Penting:Pateri reflow tidak boleh dilakukan lebih daripada dua kali. Elakkan tekanan mekanikal pada LED semasa pemanasan dan jangan meledingkan PCB selepas pateri.

6.2 Pateri Tangan

Jika pembaikan manual diperlukan:

• Gunakan besi pateri dengan suhu hujung < 350°C.
• Gunakan haba pada setiap terminal untuk < 3 saat.
• Gunakan besi dengan penarafan kuasa < 25W.
• Biarkan > 2 saat antara pateri setiap terminal untuk mengelakkan terlalu panas.
• Berhati-hati kerana kerosakan paling mungkin berlaku semasa pateri tangan.

6.3 Penyimpanan dan Kepekaan Kelembapan

Komponen dibungkus dalam beg tahan lembapan.

• Jangan buka beg kalis lembapan sehingga sedia untuk digunakan.
• Selepas dibuka, LED yang tidak digunakan mesti disimpan pada ≤30°C dan ≤60% Kelembapan Relatif.
• "Jangka hayat lantai" selepas dibuka ialah 168 jam (7 hari).
• Jika jangka hayat lantai terlampau atau penunjuk desikan telah berubah warna, pembakaran diperlukan: 60 ±5°C selama 24 jam sebelum reflow.

7. Maklumat Pembungkusan dan Pesanan

7.1 Spesifikasi Reel dan Pita

• Lebar Pita Pembawa: 8 mm.
• Diameter Reel: 7 inci.
• Kuantiti per Reel: 3000 keping.
• Dimensi reel, pita pembawa, dan poket terperinci disediakan dengan toleransi ±0.1mm.

7.2 Penjelasan Label

Label pembungkusan termasuk:

• CPN: Nombor Produk Pelanggan
• P/N: Nombor Produk (cth., 19-213/Y2C-CP1Q2L/3T)
• QTY: Kuantiti Pembungkusan
• CAT: Pangkat Keamatan Pencahayaan (cth., Q2)
• HUE: Pangkat Kromatisiti/Panjang Gelombang Dominan (cth., C, berkaitan dengan D3/D4)
• REF: Pangkat Voltan Ke Hadapan (cth., 1Q2L, berkaitan dengan bin voltan)
• LOT No: Nombor Lot Kebolehjejakan

8. Nota Aplikasi dan Pertimbangan Reka Bentuk

8.1 Had Arus Adalah Wajib

LED adalah peranti berkuasa arus. Perintang had arus luaran atau pemacu arus malar MESTI digunakan secara bersiri. Lengkung I-V yang curam bermaksud perubahan voltan kecil menyebabkan perubahan arus besar, yang boleh memusnahkan LED serta-merta ("terbakar"). Nilai perintang dikira menggunakan Hukum Ohm: R = (Vsupply - VF) / IF, di mana VF adalah voltan ke hadapan dari bin yang sesuai.

8.2 Pengurusan Terma

Walaupun kuasa rendah (maksimum 60mW), prestasi dan jangka hayat LED bergantung pada suhu. Pastikan PCB menyediakan pelepasan haba yang mencukupi, terutamanya jika berbilang LED digunakan atau jika suhu persekitaran tinggi. Rujuk lengkung penurunan.

8.3 Langkah Berjaga-jaga ESD

Dengan penarafan ESD HBM 2000V, peranti ini mempunyai kepekaan sederhana. Urus dengan prosedur selamat ESD (gelang pergelangan tangan, stesen kerja dibumikan, busa konduktif) semasa pemasangan dan pembaikan.

9. Perbandingan dan Pembezaan Teknikal

LED 19-213, berdasarkan teknologi AlGaInP, menawarkan kelebihan berbeza untuk pancaran kuning:

• vs. LED Kuning Tradisional (cth., GaAsP):AlGaInP menyediakan kecekapan pencahayaan yang lebih tinggi dan ketepuan warna yang lebih baik (kuning lebih cemerlang, tulen), menghasilkan output yang lebih terang pada arus yang sama.
• vs. LED Putih/Kuning Penukar Fosfor:Sebagai pemancar semikonduktor langsung, ia tidak mempunyai degradasi fosfor dari masa ke masa, menawarkan kestabilan warna jangka panjang yang lebih baik. Ia juga mempunyai spektrum yang lebih sempit, yang diingini untuk aplikasi penapis warna tertentu.
• vs. LED Berplumbum Lebih Besar:Pakej SMD membolehkan pemasangan automatik, ketumpatan papan yang lebih tinggi, dan pengurangan induktansi parasit, yang bermanfaat untuk aplikasi pensuisan berkelajuan tinggi.

10. Soalan Lazim (FAQ)

10.1 Bagaimana saya memilih perintang had arus yang betul?

Gunakan voltan ke hadapan maksimum (VF) dari bin voltan yang dinyatakan dalam kod pesanan anda (cth., bin 24: 2.3V maksimum) untuk reka bentuk konservatif. Untuk bekalan 5V dan sasaran 20mA: R = (5V - 2.3V) / 0.020A = 135 Ohm. Gunakan nilai piawai seterusnya (cth., 150 Ohm) dan kira arus yang terhasil: I = (5V - 2.1V_tipikal) / 150 = ~19.3mA, yang selamat.

10.2 Bolehkah saya memacu LED ini tanpa perintang menggunakan bekalan voltan malar?

No.Ini hampir pasti akan memusnahkan LED. Voltan ke hadapan mempunyai toleransi dan berbeza dengan suhu. Sumber voltan malar ditetapkan kepada VF tipikal (cth., 2.0V) mungkin menyampaikan arus berlebihan jika VF sebenar LED lebih rendah.

10.3 Mengapa proses penyimpanan dan pembakaran begitu penting?

Pakej SMD boleh menyerap lembapan dari udara. Semasa proses pateri reflow suhu tinggi, lembapan yang terperangkap ini boleh mengewap dengan cepat, menyebabkan delaminasi dalaman atau "popcorning" yang merekah pakej. Beg tahan lembapan dan prosedur pembakaran mencegah mod kegagalan ini.

10.4 Apakah maksud "Y2C" dalam nombor bahagian?

Ini adalah kod khusus pengeluar yang merangkumi maklumat binning untuk keamatan pencahayaan (CAT), panjang gelombang dominan (HUE), dan voltan ke hadapan (REF), membolehkan pemilihan tepat ciri prestasi.

11. Kajian Kes Reka Bentuk dan Penggunaan

11.1 Panel Penunjuk Status Kuasa Rendah

Senario:Mereka bentuk panel kawalan padat dengan 20 penunjuk status kuning.

Pilihan Reka Bentuk:

1. Litar Pemacu:Satu rel 5V tersedia. Menggunakan perintang bersiri untuk setiap LED dipilih untuk kesederhanaan dan kos. Untuk bin Q2 (90-112 mcd) dan bin voltan 21 (1.9-2.0V), perintang 150-ohm dipilih setiap LED, menyediakan arus ~20mA dan penunjukan terang dan konsisten.
2. Susun Atur PCB:Tapak kaki 2.0x1.25mm membolehkan jarak rapat. Sambungan pelepasan haba kecil ke satah bumi membantu melesapkan 40mW sederhana setiap LED (2V * 20mA).
3. Proses:Komponen dipesan pada pita 8mm untuk pemilihan dan penempatan automatik. Reel penuh digunakan dalam satu syif selepas dibuka untuk mengelakkan isu kepekaan lembapan.
4. Keputusan:Tatasusunan penunjuk berketumpatan tinggi yang boleh dipercayai dengan warna dan kecerahan seragam, dimungkinkan oleh saiz kecil dan binning konsisten LED 19-213.

12. Prinsip Operasi

LED 19-213 ialah peranti fotonik semikonduktor. Ia dibuat menggunakan lapisan epitaksial Aluminium Gallium Indium Phosphide (AlGaInP) yang ditumbuhkan pada substrat. Apabila voltan ke hadapan melebihi tenaga jurang jalur bahan (lebih kurang 1.7-2.3V) dikenakan, elektron dan lubang disuntik ke dalam kawasan aktif di mana mereka bergabung semula. Proses penggabungan semula ini membebaskan tenaga dalam bentuk foton (cahaya). Komposisi khusus aloi AlGaInP menentukan tenaga jurang jalur, yang secara langsung sepadan dengan panjang gelombang cahaya yang dipancarkan—dalam kes ini, kuning cemerlang (~591 nm). Salutan resin jernih air melindungi die semikonduktor dan bertindak sebagai kanta, membentuk corak sinaran 120 darjah.

13. Trend Teknologi

LED permukaan seperti 19-213 mewakili piawaian untuk pemasangan elektronik moden kerana keserasiannya dengan pembuatan automatik. Trend dalam sektor ini termasuk:

• Peningkatan Kecekapan:Penambahbaikan sains bahan yang berterusan bertujuan untuk menghasilkan keberkesanan pencahayaan yang lebih tinggi (lebih banyak output cahaya per watt elektrik) dari AlGaInP dan semikonduktor majmuk lain.
• Peminiaan:Pengurangan berterusan dalam saiz pakej (cth., dari 2.0mm kepada 1.6mm atau lebih kecil) untuk membolehkan ketumpatan yang lebih tinggi pada PCB.
• Kebolehpercayaan Dipertingkatkan:Penambahbaikan dalam bahan pembungkusan dan teknologi lampiran die untuk menahan suhu pateri yang lebih tinggi dan keadaan persekitaran yang lebih keras.
• Binning Lebih Ketat:Penyusunan dan ujian lanjutan membolehkan bin prestasi yang lebih sempit, memberikan pereka kawalan yang lebih tepat ke atas keseragaman warna dan kecerahan dalam produk mereka.
• Integrasi:Trend ke arah LED dengan perintang had arus terbina dalam atau pemacu IC dalam pakej yang sama, memudahkan reka bentuk litar.